专利名称：车辆掉渣土专用感知装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子感知装置，尤其是一种车辆掉渣土专用感知装置。
背景技术：
全国各个大中小型城市各种建筑工地的改造、新建工程的任务日益繁多，建筑工 地呈现面广、量大、点多的特点，很多工地的渣土需要通过车辆往外运输。多数车辆需要经 过城市的主要干道成为在所难免的事实，车辆掉渣土事件日渐成为影响城市公共环境卫生 的重要隐患。而当前通过GPS等技术完全可以定位、追踪车辆的行驶路线，而对于车辆掉 渣土事件目前只能通过城市监控录像人为地查看、锁定，还缺乏一种全天候的、自动发现设 备。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种车辆掉渣土专用感知装 置，具体针对城市车辆掉渣土事件的实时感知，确切地说是一种通过压力传感器实时感知 车辆的初始载重和载重的变化，当发现车辆的实时载重与车辆的“净重”之差发生明显变化 时，就说明有渣土散落。按照本发明提供的技术方案，所述车辆掉渣土专用感知装置包括设置在车辆车 厢底部的4个压力传感器(承载重量超过车身重量)，压力传感器，4个压力传感器分别通过 数据处理电路连接RS485接口，再通过所述RS485接口连接微处理器。所述数据处理电路包括测量电桥和差动放大器，所述测量电桥包括首尾相连的第 一电阻、第二电阻、第三电阻、可替换电阻，可替换电阻和第三电阻的连接节点连接压力传 感器的第一输出端以及差动放大器的第一输入端，第一电阻和第二电阻的连接节点连接压 力传感器的第二输出端、差动放大器的第二输入端以及可调电阻的滑动端，第二电阻和第 三电阻的连接节点与-IV电平连接并连接可调电阻的一端，第一电阻和可替换电阻的连接 节点与+4V电平连接并连接可调电阻的另一端，差动放大器的输出端连接所述RS485接口。所述微处理器为单片机89C2051，从理论上讲也可以是DSP、ARM等。作为优�。鑫⒋砥髁佑蠫PS装置接口。所述4个压力传感器分别安装在 车厢底盘四角。所述微处理器同时通过RS485接口与无线传输�？榱�。本发明的优点是通过4个压力传感器芯片，经过信号放大和计算，实现对车辆重 量变化准确的判断；同时结果可通过RS485接口与无线传输�？榱樱迪质莸奈尴叽� 输。装置通过感知车辆载重的实时变化，能自动感知车辆掉渣土事件，并通过触发GPS等 装置，记录下车辆掉渣土的具体位置，为城市管理过程中的车辆监管、责任追求提供科学依 据。
图1是一组压力传感器和数据处理电路原理图。
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图2是下位机处理环节示意图。图3是本发明安装示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。本发明能实时感知车辆掉渣土的实际情况和具体位置，通过压力传感器记录车辆 的初始载重和实时载重的变化情况，当发现车辆的实时载重与初始载重之差发生变化时， 就说明有渣土散落，这是本发明的主要指导思想。本装置通过4个压力传感器采集的信号， 通过信号放大器放大信号并进行技术处理，处理结果以标准的RS485接口输出，实现对车 辆渣土重量的动态监控。具体的技术方案如下。⑴如图3所示，在车辆车厢的底部四角各安装一个压力传感器，这四个压力传 感器是感知车辆载重的最前端感知端。压力传感器选用杭州润辰科技有限公司生产的 PRC-902通用型压力变送器，该压力变送器自带内置处理电路，输出已转换成电信号，输 出电信号再经过数据处理电路处理，再输出到RS485接口。每一路传感器的电路连接如图 1所示。(2)把采集到的参数汇聚到一个前置数据处理电路，并通过简单的预处理把数据 统一写入标准的485接口，为以后同如单片机、DSP设备或ARM设备等连接预留接口，这其 中的单片机、DSP设备或ARM为表述的方便统称为下位机；在驾驶室适当位置安装传感器的 下位机，通过有线连接传感器和下位机。如图2所示，4个压力传感器分别通过数据处理电 路连接RS485接口，再通过所述RS485接口连接微处理器。4组压力数据分别进入微处理器 的四个数据端口。微处理器还可以通过RS485接口与无线传输模块连接，实现数据的无线 传输，或连接其他带RS485接口的装置。如图1所示，所述数据处理电路包括测量电桥和差动放大器，所述测量电桥包括 首尾相连的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、可替换电阻Rx，可替换电阻Rx和第三 电阻R3的连接节点连接压力传感器的输出端以及差动放大器的第一输入端，第一电阻Rl 和第二电阻R2的连接节点连接压力传感器的输出端、差动放大器的第二输入端以及可调 电阻Rw的滑动端，第二电阻R2和第三电阻R3的连接节点与-IV电平连接并连接可调电阻 Rw的一端，第一电阻Rl和可替换电阻Rx的连接节点与+4V电平连接并连接可调电阻Rw的 另一端，差动放大器的输出端连接所述RS485接口，输出一组压力数据。压力传感器采集到的电信号作为由电阻Rl、R2、R3和Rx组成的测量电桥的输入， 其中Rl，R2，R3为固定电阻，Rx为可替换的电阻。可变电阻Rw主要是为了调节测量电桥输 出电压的阈值，测量电桥的输出电压作为差动放大器的输入，差动放大器的输出经过外围 电路作为图2单片机的输入。如图2所示，以89C2051单片机为例，每组差动放大器的输出经过89C2051单片机 的外围电路A/D转换后的数字信号作为单片机的输入，一共四组分别接入Pu、Pu、Pu和 Pl3四个数据端口，单片机上的数据处理程序对四个输入端采集到的数据进行计算；单片机 的P2」脚作为中断信号的触发端，当通过计算发现车辆载重发生明显变化，就触发中断信 号，并把报警信息由标准的RS485端口输出。⑶编写统一的下位机初始化程序，其主要作用是采集并初始化车辆的净重，记为m，并把这个净重值保留在下位机中。所谓净重是指车辆在空载时，传感器所采集到的车箱重量。⑷车载下位机每隔5钟对RS485接口的数据读一次，记录下前30分钟(认为能在 30分钟之内完成渣土装载)之内的一个最大值，并认为这个值就是装载渣土后的整个车重， 记为M，同样把这个M保留在下位机中。车辆掉渣土专用感知装置通过压力传感器采集车辆的两个阶段的载重数据，即刚 安装该装置时的车辆载重数据和40分钟后的车辆载重数据，是因为通过统计发现一般情 况下车辆在40分钟之内已完成渣土装载。( 装置通过实时感知车辆的载重变化和计算M与m的差值Am，当Am超过一定的 阈值就认为有渣土散落。驻留在下位机中的另一部分处理程序，直到车辆载重又重新变化为车辆净重m之 前(又变为m说明渣土已经被倒掉)，持续计算差值Δ m，当Δ m=M-m的变化范围超过了一 定的阈值，就说明有渣土掉落，这一事件可触发如单片机中的中断源等。驻留在下位机上的车辆“净重”采集初始化程序是在安装该装置之处，装置一旦上 电自动运行并对车辆的净重m进行自动采集和保留，不受任何外界因素干扰。(6)车辆掉渣土专用感知装置预留有GPS的专用接口，能同市面上流行的GPS装置 无缝连接。在所述微处理器连接GPS装置接口，则上述装置可集成GPS全球定位器，把上述中 断源作为一个GPS的触发信号，通过GPS记录下车辆载重发生变化的具体位置，这样就完成 了车辆掉渣土的实时定位。
权利要求
1.车辆掉渣土专用感知装置，其特征是包括设置在车辆车厢底部的4个压力传感 器，4个压力传感器分别通过数据处理电路连接RS485接口，再通过所述RS485接口连接微 处理器。
2.如权利要求1所述车辆掉渣土专用感知装置，其特征是所述数据处理电路包括测量 电桥和差动放大器，所述测量电桥包括首尾相连的第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电 阻(R3)、可替换电阻(Rx)，可替换电阻(Rx)和第三电阻(R3)的连接节点连接压力传感器的 第一输出端以及差动放大器的第一输入端，第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)的连接节点连 接压力传感器的第二输出端、差动放大器的第二输入端以及可调电阻(Rw)的滑动端，第二 电阻(R2)和第三电阻(R3)的连接节点与-IV电平连接并连接可调电阻(Rw)的一端，第一 电阻(Rl)和可替换电阻(Rx)的连接节点与+4V电平连接并连接可调电阻(Rw)的另一端， 差动放大器的输出端连接所述RS485接口。
3.如权利要求1所述车辆掉渣土专用感知装置，其特征是所述微处理器为单片机、DSP 或 ARM。
4.如权利要求1所述车辆掉渣土专用感知装置，其特征是所述微处理器连接有GPS装置接口。
5.如权利要求1所述车辆掉渣土专用感知装置，其特征是所述4个压力传感器分别安 装在车厢底盘四角。
6.如权利要求1所述车辆掉渣土专用感知装置，其特征是所述微处理器同时通过 RS485接口与无线传输�？榱�。
全文摘要
本发明提供了一种车辆掉渣土专用感知装置，其包括设置在车辆车厢底部的4个压力传感器(承载重量超过车身重量)，4个压力传感器分别通过数据处理电路连接RS485接口，再通过所述RS485接口连接微处理器。本发明的优点是通过4个压力传感器芯片，经过信号放大和计算，实现对车辆重量变化准确的判断；同时结果可通过RS485接口与无线传输�？榱樱迪质莸奈尴叽�。装置通过感知车辆载重的实时变化，能自动感知车辆掉渣土事件，并通过触发GPS等装置，记录下车辆掉渣土的具体位置，为城市管理过程中的车辆的监管、责任追求提供科学依据。
文档编号G01G19/12GK102126461SQ20111002279
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者崔可想, 李志华, 杨雪, 顾文强 申请人:江苏晓山信息产业股份有限公司
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