基于Small RTOS51的動態(tài)汽車稱重儀表的設(shè)計.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的騰飛，國家在交通建設(shè)上的投資也越來越大，僅山西省2008年交通建設(shè)投資規(guī)模就達220億元。由于利益的驅(qū)使，各地車輛超限超載現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致對道路的破壞嚴(yán)重，甚至壓斷橋梁，阻斷交通，造成了不可估計的經(jīng)濟損失。此類現(xiàn)象，不但導(dǎo)致公路橋梁使用壽命大大縮短，而且增加了國家在道路維修上的費用，造成了巨大浪費。為此安裝汽車衡對車輛加以計量和限載，可以有效控制超載。此外，利用汽車衡的監(jiān)測結(jié)果，可以有效評估公路、橋梁的服役安全狀態(tài)。在眾多汽

2、車衡中，動態(tài)汽車衡作為一種有效的車輛計量與超載管理手段，由于其稱重過程簡單、精度較高，且不易阻塞交通等優(yōu)點，已經(jīng)為國家采用，并取得了很好的效果。動態(tài)汽車衡中的關(guān)鍵部分是動態(tài)稱重儀表，又稱動態(tài)稱重系統(tǒng)，它是一種軟硬件結(jié)合的平臺。動態(tài)稱量精度、汽車的通過速度是其性能指標(biāo)中最重要的，它標(biāo)志著公路動態(tài)稱重系統(tǒng)的技術(shù)水平的高低。動態(tài)汽車稱重系統(tǒng)在我國已有多年的發(fā)展。其核心技術(shù)一稱重儀表的研究與開發(fā)格外受人關(guān)注?？v觀前人的研究，有的用PC機或DSP

3、作為硬件平臺，有的用嵌入式LINUX操作系統(tǒng)做系統(tǒng)支持。這些方法要么成本過高，要么技術(shù)上實現(xiàn)困難。且由于缺乏對影響汽車動態(tài)稱重的干擾因素作系統(tǒng)分析，未對檢測信號作深層次的處理，因此檢測精度和汽車通過速度的問題一直未能得到很好地解決。
　　 本文首先對稱重本體——汽車的運動狀態(tài)和動力特性進行了深入的分析與研究，并得出這樣一個結(jié)論：汽車的振動是影響動態(tài)稱重效果的關(guān)鍵因素，要想使靜態(tài)軸載比較準(zhǔn)確的反映出來就必須根據(jù)振動產(chǎn)生的原因有效的

4、減緩和消除振動。
　　 其次對采樣數(shù)據(jù)進行了分析，選擇有效的采樣數(shù)據(jù)區(qū)域。動態(tài)稱量時，輪軸通過稱重臺面過程中，由于上下秤臺時以及經(jīng)過秤臺表面時的抖動所帶來的干擾，導(dǎo)致很多采樣值大大偏離輪軸重量的真實值。這樣系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)不僅有真實軸重數(shù)據(jù)，還有輪軸沒有完全駛?cè)敕Q重臺面時采集到的無效數(shù)據(jù)。為了提高計算精度，必須去除此類無效數(shù)據(jù)。
　　 接下來在研究了多種方案后提出了一種FIR算法有效地解決了稱重精度的問題。將截取后的有效

5、數(shù)據(jù)進行FIR數(shù)字濾波，這樣就有效的消除了由于汽車振動而引起的干擾信號。這里還重點講述了FIR算法的基本原理，推導(dǎo)了其中所有的重要公式，并且對幾種窗函數(shù)做了比較，闡明了加窗函數(shù)對結(jié)果的影響。在這里還給出了實現(xiàn)FIR算法的結(jié)構(gòu)圖。
　　 最后根據(jù)實際需要了設(shè)計硬件電路。包括數(shù)據(jù)單片機外圍電路的設(shè)計、數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計、數(shù)據(jù)通訊電路的設(shè)計、顯示電路的設(shè)計、鍵盤電路設(shè)計和看門狗電路設(shè)計。并設(shè)計了基于Small RTOS51嵌入式操作系