动态称重系统关键技术研究

论文摘要

本文在对国内外已应用的动态称重系统使用现状进行研究的基础上,分析了目前使用的动态称重系统存在的问题,提出了相关的改进措施,并通过实验进行了验证。目前汽车动态称重系统主要有检测轴载荷和轮载荷两种称重方法,本文使用轴载荷称重的方法进行动态称重系统的研究。首先分析了汽车动态称重系统中影响测量精度的各种因素,得出了除影响静态称重的各种因素外还主要包括汽车速度、汽车的振动、地面激励等一系列动态因素,为研究动态称重系统中传感器选择、数据采集系统设计、数据传输系统改进和称重算法打下了基础。对比现有称重传感器的优缺点,选择了压电石英称重传感器作为动态称重传感器,设计及实现了相应的数据采集系统。介绍了当今主流的无线数据传输技术,通过对其进行分析对比可知,蓝牙可以方便实现设备之间的无线连接,具有低成本、低功耗、高速率、组网灵活等特点,是实现动态称重系统数据传输系统的理想选择,分析了现有数据传输系统的不足,确定利用蓝牙技术对现有数据传输系统进行改进,设计了蓝牙传输协议,实现了蓝牙传输。针对所选用压电石英称重传感器的信号特点及所实现的动态称重数据采集系统特性,将奇异谱分析(SSA)引入动态称重数据处理中,完成了算法设计,并通过实验,与小波分析算法进行对比,验证了算法的有效性。通过实验结果的分析,提出了进一步研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外动态称重系统的发展与应用现状
• 1.2.1 国外动态称重系统的发展
• 1.2.2 国内动态称重系统的发展
• 1.2.3 动态称重系统在国内外应用现状
• 1.3 论文的研究内容
• 1.4 小结
• 第二章 动态称重系统概述
• 2.1 动态称重系统概述
• 2.1.1 动态称重系统的基本组成
• 2.1.2 动态称重系统工作流程
• 2.2 车辆运动和动力分析
• 2.2.1 车辆整体运动分析
• 2.2.2 车辆动力载荷分析
• 2.3 动态称重过程中的精度影响因素分析
• 2.3.1 动态精度影响因素分析
• 2.3.2 静态精度影响因素分析
• 2.4 动态称重系统的有关规范
• 2.5 小结
• 第三章 动态称重数据采集系统设计
• 3.1 称重传感器
• 3.1.1 称重传感器介绍
• 3.1.2 称重传感器分析和选择
• 3.1.3 压电石英称重传感器的工作原理
• 3.1.4 压电石英称重传感器在动态称重系统中的应用
• 3.2 数据采集系统简介
• 3.3 数据采集系统设计
• 3.3.1 数据采集系统硬件设计
• 3.3.2 数据采集系统软件设计
• 3.3.3 采样频率确定
• 3.4 小结
• 第四章 动态称重数据传输系统设计
• 4.1 现有数据传输系统
• 4.2 无线数据传输方案
• 4.2.1 无线数据传输方案介绍
• 4.2.2 无线数据传输方案选择
• 4.3 蓝牙技术
• 4.3.1 蓝牙技术简介
• 4.3.2 蓝牙系统工作原理
• 4.3.3 蓝牙协议体系
• 4.3.4 蓝牙控制流及数据流
• 4.3.5 蓝牙安全性
• 4.4 动态称重数据传输系统设计
• 4.5 数据传输协议
• 4.5.1 数据传输协议
• 4.5.2 数据帧格式及校验码
• 4.5.3 信息帧格式
• 4.6 数据传输的实现
• 4.6.1 数据传输过程
• 4.6.2 数据传输主要流程
• 4.6.3 主要HCI 指令及事件
• 4.7 小结
• 第五章 动态称重系统数据处理算法设计
• 5.1 动态称重系统算法介绍
• 5.2 动态称重系统算法分析
• 5.3 动态称重系统数据处理算法研究
• 5.3.1 压电石英称重传感器采集信号的特点
• 5.3.2 算法设计
• 5.3.3 算法中关键参数的选择
• 5.4 动态称重系统算法验证及分析
• 5.4.1 实验数据获取
• 5.4.2 算法验证
• 5.4.3 实验结果分析
• 5.4.4 实验的不足
• 5.4.5 进一步研究方向
• 5.5 小结
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢