汽車動態(tài)稱重系統(tǒng)設(shè)計論文

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1、計算機控制技術(shù)課程設(shè)計計算機控制技術(shù)課程設(shè)計成績評定表設(shè)計課題基于單片機的汽車動態(tài)稱重系統(tǒng)設(shè)計學(xué)院名稱：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級：自動化0604學(xué)生姓名：王曉婭學(xué)號：20064280429指導(dǎo)教師：王黎設(shè)計地點：中原路校區(qū)2-417設(shè)計時間：2010-01-04～2010-01-1025計算機控制技術(shù)課程設(shè)計摘要道路運輸車輛超載現(xiàn)象極為普遍，公路動態(tài)稱重是目前高速公路管理一項必不可少的技術(shù)。其能有效減緩公路路面的損耗、節(jié)約公路養(yǎng)護成本、減少因超載而引起的交通事故，與稅務(wù)系統(tǒng)相結(jié)合，還能防止國家稅收的大量流失。目前，公路車輛動態(tài)稱重的目的大體可分為-①貿(mào)易結(jié)算；②法令規(guī)定的強制計量；③交通數(shù)據(jù)的采

2、集。上述不同的目的的稱重對于稱重系統(tǒng)的量要求也不相同。貿(mào)易稱重用于車輛進行整車稱重，要求誤差??；法定強制稱重包括檢測整車重以及輪荷、軸荷、軸組荷，用于這一目的的稱重，每次稱量的誤差也較小，而且需要在不同的位置設(shè)置大量的檢測儀，便于執(zhí)法人員發(fā)現(xiàn)超載；交通數(shù)據(jù)的采集包括各種車輛的重量、軸載、速度、軸距、車輛類型等交通數(shù)據(jù)，對高速公路的規(guī)劃、設(shè)計、建造、運行、維護、管理以及投資都必不可少，用于此目的時，大量低精度的采樣數(shù)據(jù)相對于少量高精度的采樣數(shù)據(jù)，在分析中能提供更好的預(yù)測資料。世界上經(jīng)濟發(fā)達的國家都很重視車輛動態(tài)稱重技術(shù)的研究，動態(tài)稱重系統(tǒng)簡稱WIM(weigh—in．motion)，隨著計算機

3、處理數(shù)據(jù)能力的增強與數(shù)字信號處理方法的日益增加，許多信號處理理論用于改進汽車動態(tài)稱重信號處理來提高處理的精度。本設(shè)計的汽車動態(tài)稱重硬件系統(tǒng)采用電阻應(yīng)變式稱重傳感器搭建稱重平臺，設(shè)計了信號放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、信號采集電路、顯示電路、單片機控制電路和通信電路，給出了信號流程圖并介紹了汽車動態(tài)稱重軟件系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：汽車動態(tài)稱重；傳感器；參數(shù)估計25計算機控制技術(shù)課程設(shè)計目錄1引言12總體方案設(shè)計12.1硬件方案論證12.2系統(tǒng)總體設(shè)計52.3系統(tǒng)控制算法的設(shè)計53系統(tǒng)單元電路的設(shè)計73.1檢測電路設(shè)計83.2A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計113.3微控制器的工作電路設(shè)計123.4顯示電路的設(shè)計133.5通

4、信模塊設(shè)計133.6系統(tǒng)抗干擾設(shè)計134系統(tǒng)的軟件設(shè)計144.1系統(tǒng)主程序流程圖144.2A/D轉(zhuǎn)換子程序154.3數(shù)據(jù)采集子程序164.4通信模塊子程序174.5顯示子程序184.6控制子程序19總結(jié)21參考文獻22附錄：2325計算機控制技術(shù)課程設(shè)計1引言隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，現(xiàn)代交通運輸業(yè)飛速發(fā)展。近幾年來我國對公路基礎(chǔ)設(shè)施特別是高速公路建設(shè)的力度逐年加大，交通運輸業(yè)的發(fā)展無疑對國民經(jīng)濟建設(shè)起到了積極的推動作用，但是號稱公路隱形殺手的營運車輛超載現(xiàn)象屢禁不止，其危害是多方面的，如加速損壞公路路面增加公路養(yǎng)護成本、使國家稅費大量流失、造成交通事故頻繁發(fā)生、嚴(yán)重的環(huán)境污染、加速車輛的

5、損壞等等，因此，加強公路運輸?shù)墓芾怼⒈Ｕ闲熊嚢踩葐栴}也顯得日趨重要，設(shè)計高精度的動態(tài)汽車衡，必將為公路運營部門治理超限超載和實施計重收費提供有效的技術(shù)手段。同時提高動態(tài)稱重的精度，提高稱重時車輛通過速度、降低稱重系統(tǒng)的成本仍是一個未能解決的問題。如何設(shè)計出速度快、抗干擾能力強、準(zhǔn)確度高的新型全自動汽車動態(tài)稱重系統(tǒng)，對公路交通部門有效地實施超限計重管理，保證行車安全、延長公路的使用壽命、降低公路養(yǎng)護的成本、減少環(huán)境污染等方面有著顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。對動態(tài)稱重系統(tǒng)研究的要求是：①精度高：②便于移動；③測定時的有效性高；④耐久性，可靠性好；⑤測定時的易隱藏：⑥便于維修保養(yǎng)：⑦標(biāo)定容易；⑧數(shù)

6、據(jù)存貯可靠、容量大；⑨信息傳遞性好；⑩測定安全，總成本(設(shè)置費用、維修費用、測試費用)低。與靜態(tài)稱重秤體結(jié)構(gòu)不同的是，動態(tài)稱重秤體不能自由浮動，而應(yīng)該固定不動，以減緩車輛過衡時產(chǎn)生的水平方向的搖晃和振動。如果可能的話，在垂直方向上也應(yīng)該加以約束，以減小秤體的垂直方向上可能產(chǎn)生的較大的振動。動態(tài)稱重秤體結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)特性的設(shè)計也應(yīng)該給予足夠的重視。合理地設(shè)計秤體結(jié)構(gòu)的固有頻率等動態(tài)參數(shù)，以得到較快的動態(tài)響應(yīng)速度。2總體方案設(shè)計2.1硬件方案論證對于25計算機控制技術(shù)課程設(shè)計動態(tài)稱重系統(tǒng)來說，硬件系統(tǒng)是它的最基本的框架，是系統(tǒng)的所有功能的叢礎(chǔ)。硬件的選擇和所選硬件的性能對系統(tǒng)的功能實現(xiàn)以及系統(tǒng)的

7、精度都有直接的影響，系統(tǒng)的設(shè)計成功與否很大程度上取決于硬件系統(tǒng)的設(shè)汁。本系統(tǒng)硬件方案論證包括單片機、公路動態(tài)稱重系統(tǒng)的傳感器、數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)接口及顯示電路的選擇。2.1.1微處理器的選擇方案一：8031芯片內(nèi)部無ROM，需要外擴程序存儲器,由此造成電路焊接的困難，況且使用8031還需要另外購買其他的芯片，如A/D轉(zhuǎn)換及定時/計數(shù)器（PWM）等芯片，從而造成成本較高，性價比低。方案二：89C51芯片內(nèi)部有R