專利名稱：車輛掉渣土專用感知裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子感知裝置，尤其是一種車輛掉渣土專用感知裝置。
背景技術(shù)：
全國各個(gè)大中小型城市各種建筑工地的改造、新建工程的任務(wù)日益繁多，建筑工 地呈現(xiàn)面廣、量大、點(diǎn)多的特點(diǎn)，很多工地的渣土需要通過車輛往外運(yùn)輸。多數(shù)車輛需要經(jīng) 過城市的主要干道成為在所難免的事實(shí)，車輛掉渣土事件日漸成為影響城市公共環(huán)境衛(wèi)生 的重要隱患。而當(dāng)前通過GPS等技術(shù)完全可以定位、追蹤車輛的行駛路線，而對于車輛掉 渣土事件目前只能通過城市監(jiān)控錄像人為地查看、鎖定，還缺乏一種全天候的、自動發(fā)現(xiàn)設(shè) 備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種車輛掉渣土專用感知裝 置，具體針對城市車輛掉渣土事件的實(shí)時(shí)感知，確切地說是一種通過壓力傳感器實(shí)時(shí)感知 車輛的初始載重和載重的變化，當(dāng)發(fā)現(xiàn)車輛的實(shí)時(shí)載重與車輛的“凈重”之差發(fā)生明顯變化 時(shí)，就說明有渣土散落。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述車輛掉渣土專用感知裝置包括設(shè)置在車輛車 廂底部的4個(gè)壓力傳感器(承載重量超過車身重量)，壓力傳感器，4個(gè)壓力傳感器分別通過 數(shù)據(jù)處理電路連接RS485接口，再通過所述RS485接口連接微處理器。所述數(shù)據(jù)處理電路包括測量電橋和差動放大器，所述測量電橋包括首尾相連的第 一電阻、第二電阻、第三電阻、可替換電阻，可替換電阻和第三電阻的連接節(jié)點(diǎn)連接壓力傳 感器的第一輸出端以及差動放大器的第一輸入端，第一電阻和第二電阻的連接節(jié)點(diǎn)連接壓 力傳感器的第二輸出端、差動放大器的第二輸入端以及可調(diào)電阻的滑動端，第二電阻和第 三電阻的連接節(jié)點(diǎn)與-IV電平連接并連接可調(diào)電阻的一端，第一電阻和可替換電阻的連接 節(jié)點(diǎn)與+4V電平連接并連接可調(diào)電阻的另一端，差動放大器的輸出端連接所述RS485接口。所述微處理器為單片機(jī)89C2051，從理論上講也可以是DSP、ARM等。作為優(yōu)選，所述微處理器連接有GPS裝置接口。所述4個(gè)壓力傳感器分別安裝在 車廂底盤四角。所述微處理器同時(shí)通過RS485接口與無線傳輸模塊連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過4個(gè)壓力傳感器芯片，經(jīng)過信號放大和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對車輛重 量變化準(zhǔn)確的判斷；同時(shí)結(jié)果可通過RS485接口與無線傳輸模塊連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳 輸。裝置通過感知車輛載重的實(shí)時(shí)變化，能自動感知車輛掉渣土事件，并通過觸發(fā)GPS等 裝置，記錄下車輛掉渣土的具體位置，為城市管理過程中的車輛監(jiān)管、責(zé)任追求提供科學(xué)依 據(jù)。


圖1是一組壓力傳感器和數(shù)據(jù)處理電路原理圖。
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圖2是下位機(jī)處理環(huán)節(jié)示意圖。圖3是本發(fā)明安裝示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明能實(shí)時(shí)感知車輛掉渣土的實(shí)際情況和具體位置，通過壓力傳感器記錄車輛 的初始載重和實(shí)時(shí)載重的變化情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)車輛的實(shí)時(shí)載重與初始載重之差發(fā)生變化時(shí)， 就說明有渣土散落，這是本發(fā)明的主要指導(dǎo)思想。本裝置通過4個(gè)壓力傳感器采集的信號， 通過信號放大器放大信號并進(jìn)行技術(shù)處理，處理結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口輸出，實(shí)現(xiàn)對車 輛渣土重量的動態(tài)監(jiān)控。具體的技術(shù)方案如下。⑴如圖3所示，在車輛車廂的底部四角各安裝一個(gè)壓力傳感器，這四個(gè)壓力傳 感器是感知車輛載重的最前端感知端。壓力傳感器選用杭州潤辰科技有限公司生產(chǎn)的 PRC-902通用型壓力變送器，該壓力變送器自帶內(nèi)置處理電路，輸出已轉(zhuǎn)換成電信號，輸 出電信號再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理電路處理，再輸出到RS485接口。每一路傳感器的電路連接如圖 1所示。(2)把采集到的參數(shù)匯聚到一個(gè)前置數(shù)據(jù)處理電路，并通過簡單的預(yù)處理把數(shù)據(jù) 統(tǒng)一寫入標(biāo)準(zhǔn)的485接口，為以后同如單片機(jī)、DSP設(shè)備或ARM設(shè)備等連接預(yù)留接口，這其 中的單片機(jī)、DSP設(shè)備或ARM為表述的方便統(tǒng)稱為下位機(jī)；在駕駛室適當(dāng)位置安裝傳感器的 下位機(jī)，通過有線連接傳感器和下位機(jī)。如圖2所示，4個(gè)壓力傳感器分別通過數(shù)據(jù)處理電 路連接RS485接口，再通過所述RS485接口連接微處理器。4組壓力數(shù)據(jù)分別進(jìn)入微處理器 的四個(gè)數(shù)據(jù)端口。微處理器還可以通過RS485接口與無線傳輸模塊連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線 傳輸，或連接其他帶RS485接口的裝置。如圖1所示，所述數(shù)據(jù)處理電路包括測量電橋和差動放大器，所述測量電橋包括 首尾相連的第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、可替換電阻Rx，可替換電阻Rx和第三 電阻R3的連接節(jié)點(diǎn)連接壓力傳感器的輸出端以及差動放大器的第一輸入端，第一電阻Rl 和第二電阻R2的連接節(jié)點(diǎn)連接壓力傳感器的輸出端、差動放大器的第二輸入端以及可調(diào) 電阻Rw的滑動端，第二電阻R2和第三電阻R3的連接節(jié)點(diǎn)與-IV電平連接并連接可調(diào)電阻 Rw的一端，第一電阻Rl和可替換電阻Rx的連接節(jié)點(diǎn)與+4V電平連接并連接可調(diào)電阻Rw的 另一端，差動放大器的輸出端連接所述RS485接口，輸出一組壓力數(shù)據(jù)。壓力傳感器采集到的電信號作為由電阻Rl、R2、R3和Rx組成的測量電橋的輸入， 其中Rl，R2，R3為固定電阻，Rx為可替換的電阻?？勺冸娮鑂w主要是為了調(diào)節(jié)測量電橋輸 出電壓的閾值，測量電橋的輸出電壓作為差動放大器的輸入，差動放大器的輸出經(jīng)過外圍 電路作為圖2單片機(jī)的輸入。如圖2所示，以89C2051單片機(jī)為例，每組差動放大器的輸出經(jīng)過89C2051單片機(jī) 的外圍電路A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號作為單片機(jī)的輸入，一共四組分別接入Pu、Pu、Pu和 Pl3四個(gè)數(shù)據(jù)端口，單片機(jī)上的數(shù)據(jù)處理程序?qū)λ膫€(gè)輸入端采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；單片機(jī) 的P2」腳作為中斷信號的觸發(fā)端，當(dāng)通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)車輛載重發(fā)生明顯變化，就觸發(fā)中斷信 號，并把報(bào)警信息由標(biāo)準(zhǔn)的RS485端口輸出。⑶編寫統(tǒng)一的下位機(jī)初始化程序，其主要作用是采集并初始化車輛的凈重，記為m，并把這個(gè)凈重值保留在下位機(jī)中。所謂凈重是指車輛在空載時(shí)，傳感器所采集到的車箱重量。⑷車載下位機(jī)每隔5鐘對RS485接口的數(shù)據(jù)讀一次，記錄下前30分鐘(認(rèn)為能在 30分鐘之內(nèi)完成渣土裝載)之內(nèi)的一個(gè)最大值，并認(rèn)為這個(gè)值就是裝載渣土后的整個(gè)車重， 記為M，同樣把這個(gè)M保留在下位機(jī)中。車輛掉渣土專用感知裝置通過壓力傳感器采集車輛的兩個(gè)階段的載重?cái)?shù)據(jù)，即剛 安裝該裝置時(shí)的車輛載重?cái)?shù)據(jù)和40分鐘后的車輛載重?cái)?shù)據(jù)，是因?yàn)橥ㄟ^統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)一般情 況下車輛在40分鐘之內(nèi)已完成渣土裝載。( 裝置通過實(shí)時(shí)感知車輛的載重變化和計(jì)算M與m的差值A(chǔ)m，當(dāng)Am超過一定的 閾值就認(rèn)為有渣土散落。駐留在下位機(jī)中的另一部分處理程序，直到車輛載重又重新變化為車輛凈重m之 前(又變?yōu)閙說明渣土已經(jīng)被倒掉)，持續(xù)計(jì)算差值Δ m，當(dāng)Δ m=M-m的變化范圍超過了一 定的閾值，就說明有渣土掉落，這一事件可觸發(fā)如單片機(jī)中的中斷源等。駐留在下位機(jī)上的車輛“凈重”采集初始化程序是在安裝該裝置之處，裝置一旦上 電自動運(yùn)行并對車輛的凈重m進(jìn)行自動采集和保留，不受任何外界因素干擾。(6)車輛掉渣土專用感知裝置預(yù)留有GPS的專用接口，能同市面上流行的GPS裝置 無縫連接。在所述微處理器連接GPS裝置接口，則上述裝置可集成GPS全球定位器，把上述中 斷源作為一個(gè)GPS的觸發(fā)信號，通過GPS記錄下車輛載重發(fā)生變化的具體位置，這樣就完成 了車輛掉渣土的實(shí)時(shí)定位。
權(quán)利要求
1.車輛掉渣土專用感知裝置，其特征是包括設(shè)置在車輛車廂底部的4個(gè)壓力傳感 器，4個(gè)壓力傳感器分別通過數(shù)據(jù)處理電路連接RS485接口，再通過所述RS485接口連接微 處理器。
2.如權(quán)利要求1所述車輛掉渣土專用感知裝置，其特征是所述數(shù)據(jù)處理電路包括測量 電橋和差動放大器，所述測量電橋包括首尾相連的第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電 阻(R3)、可替換電阻(Rx)，可替換電阻(Rx)和第三電阻(R3)的連接節(jié)點(diǎn)連接壓力傳感器的 第一輸出端以及差動放大器的第一輸入端，第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)的連接節(jié)點(diǎn)連 接壓力傳感器的第二輸出端、差動放大器的第二輸入端以及可調(diào)電阻(Rw)的滑動端，第二 電阻(R2)和第三電阻(R3)的連接節(jié)點(diǎn)與-IV電平連接并連接可調(diào)電阻(Rw)的一端，第一 電阻(Rl)和可替換電阻(Rx)的連接節(jié)點(diǎn)與+4V電平連接并連接可調(diào)電阻(Rw)的另一端， 差動放大器的輸出端連接所述RS485接口。
3.如權(quán)利要求1所述車輛掉渣土專用感知裝置，其特征是所述微處理器為單片機(jī)、DSP 或 ARM。
4.如權(quán)利要求1所述車輛掉渣土專用感知裝置，其特征是所述微處理器連接有GPS裝置接口。
5.如權(quán)利要求1所述車輛掉渣土專用感知裝置，其特征是所述4個(gè)壓力傳感器分別安 裝在車廂底盤四角。
6.如權(quán)利要求1所述車輛掉渣土專用感知裝置，其特征是所述微處理器同時(shí)通過 RS485接口與無線傳輸模塊連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種車輛掉渣土專用感知裝置，其包括設(shè)置在車輛車廂底部的4個(gè)壓力傳感器(承載重量超過車身重量)，4個(gè)壓力傳感器分別通過數(shù)據(jù)處理電路連接RS485接口，再通過所述RS485接口連接微處理器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過4個(gè)壓力傳感器芯片，經(jīng)過信號放大和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對車輛重量變化準(zhǔn)確的判斷；同時(shí)結(jié)果可通過RS485接口與無線傳輸模塊連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。裝置通過感知車輛載重的實(shí)時(shí)變化，能自動感知車輛掉渣土事件，并通過觸發(fā)GPS等裝置，記錄下車輛掉渣土的具體位置，為城市管理過程中的車輛的監(jiān)管、責(zé)任追求提供科學(xué)依據(jù)。
文檔編號G01G19/12GK102126461SQ20111002279
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者崔可想, 李志華, 楊雪, 顧文強(qiáng) 申請人:江蘇曉山信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司