汽车动态称重系统设计

论文摘要

近年来,我国道路运输车辆超载现象极为普遍,在严重地区,几乎所有的货运车辆都存在不同程度的超载行为。公路动态称重是目前高速公路管理一项必不可少的技术,在我国也是一项较为新兴的技术。其能有效减缓公路路面的损耗、节约公路养护成本、减少因超载而引起的交通事故,与税务系统相结合,还能防止国家税收的大量流失。本文在参阅了大量国内外相关文献的基础上,首先分析汽车的运动状态与动力特性,得出包括汽车速度、汽车振动、地面不平整等影响汽车动态称重的一系列因素,然后提出动态称重系统的设计思想,采用六面三维简化模型,分析汽车行进过程中振动产生的种类和原因,并从硬件和软件两方面找出提高动态称重精度的有效措施。本文设计的汽车动态称重硬件系统采用电阻应变式称重传感器搭建称重平台,设计了信号放大电路、AD转换电路、信号采集电路、单片机控制电路和通信电路,给出了信号流程图。称重数据的信号处理对测重精度有着非常大的影响。论文研究了动态称重信号的几种处理算法:平均算法、EMD算法、神经网络算法、参数估计法。采用参数估计法,在matlab下仿真称重信号,利用参数估计法中的最小二乘递推算法进行处理,取得了较好的结果。论文详细介绍了汽车动态称重软件系统的开发方法和开发过程,采用SQLServer 2000作为数据库开发平台,采用面向对象开发工具Visual Basic 6.0作为应用软件开发工具,其界面友好,可视化程度高,给出了部分源程序和软件操作界面。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题提出的背景和意义
• 1.2 动态称重简介
• 1.3 国内外研究状况
• 1.4 动态称重系统存在的问题与发展趋势
• 1.5 本文所做的工作
• 第2章 汽车动态称重系统的构成和运动状态分析
• 2.1 系统总体介绍
• 2.1.1 系统的工作流程
• 2.1.2 汽车动态称重称台构成
• 2.1.3 车型识别、车牌识别与轮胎识别
• 2.2 汽车整体运动分析
• 2.3 汽车振动分析
• 2.3.1 振动原因分析
• 2.3.2 振动载荷
• 2.4 车辆称重台动态分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 硬件系统
• 3.1 车辆动态称重系统硬件的构建原则
• 3.2 称重传感器的选择与性能分析
• 3.2.1 称重传感器的选择
• 3.2.2 电阻应变式称重传感器的性能分析
• 3.3 传感器信号调理电路设计
• 3.3.1 放大电路设计
• 3.3.2 AD转换电路
• 3.3.3 微处理器
• 3.3.4 采集电路设计
• 3.3.5 LED显示器电路设计
• 3.4 通信模块
• 3.5 硬件电路图
• 3.6 系统抗干扰设计
• 3.7 系统控制程序设计
• 3.7.1 主程序
• 3.7.2 A/D转换程序
• 3.7.3 数据采集程序
• 3.7.4 通信模块程序
• 3.8 本章小结
• 第4章 汽车动态称重信号处理
• 4.1 平均算法
• 4.2 EMD算法
• 4.3 神经网络法
• 4.4 参数估计法
• 4.4.1 参数估计法原理
• 4.4.2 RLS递推算法基本算式
• 4.4.3 仿真模型建立
• 4.5 参数估计法的 Matlab仿真
• 4.6 本章小结
• 第5章 软件系统
• 5.1 通信模块
• 5.1.1 通信模块开发方法
• 5.1.2 MSComm通信控件
• 5.1.3 通信程序
• 5.2 数据处理
• 5.3 数据库管理
• 5.3.1 数据库的概念
• 5.3.2 SQL数据库语言
• 5.3.3 Visual Basic 6.0对数据库的访问
• 5.4 操作界面
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录