1.绪论
1. 1课题来源及意义
多年以来,德国的超载车辆数目高达50%,近些年来,随着我国高速公路里程的迅速增加,超载现象也屡见不鲜,在超载严重尤其是矿产资源富足的地区,运输企业为了谋取暴利,几乎所有车辆都被非法改造用来实现超载运输。殊不知车辆超载运输会给路桥基础设施,交通安全等带来严重的危害,号称公路“隐形杀手”,其带来的影响是多方面的[2]。(1)加速了路桥等基础设施的破坏。路桥的设计寿命都是按照国家相关标准进行实施的。如果车辆按照规定的载荷通过路桥时,是不会对这些基础设施造成损坏的。但是如果车辆超载,就会大大缩短路桥的使用寿命。早在上世纪50年代初,美国相关工作者就研究提出了关于汽车轴载和路面损坏的“四次方法则”,即如果轴重提升两倍,道路的损坏就会指数增长16倍[3]。如果车辆超载,对于水泥路面,其寿命将缩短20~30%,对于浙青路面,其寿命将缩短40%左右。假如一条公路设计寿命为15年,如果长期超载运输而不进行维护,其寿命将缩短至8年左右;又如江阴大桥上过往车辆超载现象严重导致其在使用两年就开始出现车道局部开裂损坏[5]。
1.2国内外研究现状
汽车衡(Truck Scale)也称为地榜,被广泛使用在采矿、石汕化工、电力、治金、港口、建筑、交通运输和机械制造等各个行业,是一种用于大宗货物计量的:1R要称重设备。以前常见的汽车衡是利用杠杆原理的机械式汽车衡,随着传感器技术和电子技术的发展,汽车衡步入了电子汽车衡时代。电子汽车衡可以分为模拟式和数字式两种,早期的电子汽车衡是模拟式的,现在常见的是数字式的。数字式电子汽车衡将称重传感器测量到的电信号,经过放大器放大,通过ADC转换成数字信号,再由其它的数字设备进行处理。这样有利于称重数据的传输和处理,也便于容入企业的信息化管理系统,因此,数字式电子汽车衡技术也是当今汽车衡技术发展的主流方向。
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2.电子汽车衡系统介绍
2.1电子汽车衡的原理
汽车衡由称重传感器、模数转换器、液晶显示器和IC读卡器等组成,称体平台直接置于称重传感器之上,汽车的重量从称体传递到称重传感器上,称重传感器发生形变引起阻值变换,通过惠斯通电桥电路转换成电压信号并输出信号给中央处理系统,中央处理系统对模拟电压信号进行采样,并对采样结果做数字滤波和数据处理。
2.2电子汽车衡系统组成
同时车辆分离子系统、车辆轮轴识别子系统将采集到的车辆轴型信息以及车辆收尾信息也传给中央处理系统,中央处理系统可将这些信息进行显示并将这些信息可以传递给上位机。上位机通过分析车辆信息,检验其是否为超载车辆,这样可以限制超限运输车辆对公路的破坏,保障道路的交通安全。
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3.称重模块设计……….13
3.1称重传感器原理…....................... 13
4. IC卡读卡器设计………….. 18
4.1非接触式IC卡通信工作原理……….18
4.2 Mi fare 1 卡概述……… 19
4.3 MF RC500 芯片介绍……….19
4.4读卡器软件设计…………..19
5.液晶显示模块设计…………22
5.1 0CM4X8C液晶显示模块简介……..22
5. 1. 1 0CM4X8C液晶显示模块的功能……….22
5.1.2 0CM4X8C液晶显示模块的引脚定义 …………22
7.基于汽车衡的计量管理系统设计
针对煤矿、电厂等企业,每天都有大量的物质流通需要汽车衡进行计量,这些需要计量的物质既有出厂的产品,也有进厂的材料,计量数据是否真实可靠直接关系到企业的经济利益,数据的及时汇总、统计分析也为企业的经营与发展提供第一手的决策信息。虽然现有汽车衡的使用对称重数据的准确性、操作流程的规范化、提高工作效率等方面起到了很大作用,但汽车衡结合计量符理软件、计算机网络以及红外、视频、智能卡等其他辅助手段为一体的计量管理系统,才能从真正意义上起到一个综合管理的作用。
7. 1传统的过榜流程
保安、仓管员、地膀员、司机等共同称量、监督。地膀员负责称量车辆的毛置、皮$,填写车号等并打印单据;仓管员负责对物品数量的统计、核算并监督称最。称重数据基本采用手工填写,包括车号、物品名称、H期、装载物(要手工扣除)。单据打印,共需二次打印,第一次打印车辆皮重,第二次手工将第一次称量数据(皮重)手工输入与车辆毛重一同打印,目前单据凭证:存在的缺点与弊端主要有:(1)很多数据要手工填写,出现错误无法追溯:0前手工填写车号等、二次打印,且手工扣除一些称的装载物,容易造成混裙,且不方便校对和查找;(2)历史纪录查询困难:由于单据为称量直接打印,无电脑记录,一旦打印单丢失将无法查找,并且也无法追溯当时的称量情况。
7. 2综合计量管理的过榜流程
保安仍负责监管物品的装载、称量监查;地榜员可完全由仓管员(或保安)兼任,将车号输入系统并打印单据。仓管员仍负责对物品数量的统计、核算并监督称量。
基于汽车衡的综合计量管理系统为C/S结构,按功能可划分为以下几个子系统:称重业务管理子系统;阁像采柴及存取子系统;系统控制了系统;管理及维护子系统。称重业务管理子系统:在称重微机上进行,完成常称重业务,是整个系统的核心部分,称重数据存储在Oracle数据里。图像采集及存取子系统:在监控微机上进行,完成图像的实时釆架显示、抓拍及图像的存取,接受并执行来自系统控制子系统发来的指令。抓拍的静态图片同时存储到本地硬盘目录和图像检索服务器的数据库里。
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结论
通过本系统的设计,较全面的了解了电子汽车衡系统的基本原理和设计方法,特别是对于非接触式IC卡的RFID技术、单片机应用技术和传感器技术等有了一定深入的了解;完成了基于51单片机的电子汽车衡设计的论文,在这次论文设计和撰写过程中,查阅了大量的书籍资料和技术手册,并阅读了大量相关方面的资料,使我的知识量和实践能力都有了明显的提高。本设计提出了在电子汽车衡的基础上,采用了 RFID技术进行客户的自动识别,并且通过RS232协议实现了电子汽车衡系统与PC机相连,使汽车衡使用更简便,也便于将汽车衡系统容入企业的信息化管理系统,实现称重管理的信息化。本论文从基础原理入手,不仅对基础原理进行了详细介绍,而且还设计出了完整的应用程序。
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参考文献(略)