汽車動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

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1、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表設(shè)計(jì)課題基于單片機(jī)的汽車動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院名稱：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：自動(dòng)化0604學(xué)生姓名：王曉婭學(xué)號(hào)：20064280429指導(dǎo)教師：王黎設(shè)計(jì)地點(diǎn)：中原路校區(qū)2-417設(shè)計(jì)時(shí)間：2010-01-04～2010-01-1025計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)摘要道路運(yùn)輸車輛超載現(xiàn)象極為普遍，公路動(dòng)態(tài)稱重是目前高速公路管理一項(xiàng)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(hù)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(guó)家稅收的大量流失。目前，公路車輛動(dòng)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(qiáng)制計(jì)量；③交通數(shù)據(jù)的采

2、集。上述不同的目的的稱重對(duì)于稱重系統(tǒng)的量要求也不相同。貿(mào)易稱重用于車輛進(jìn)行整車稱重，要求誤差??；法定強(qiáng)制稱重包括檢測(cè)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(cè)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(duì)高速公路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維護(hù)、管理以及投資都必不可少，用于此目的時(shí)，大量低精度的采樣數(shù)據(jù)相對(duì)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(cè)資料。世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家都很重視車輛動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)的研究，動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)簡(jiǎn)稱WIM(weigh—in．motion)，隨著計(jì)算機(jī)

3、處理數(shù)據(jù)能力的增強(qiáng)與數(shù)字信號(hào)處理方法的日益增加，許多信號(hào)處理理論用于改進(jìn)汽車動(dòng)態(tài)稱重信號(hào)處理來(lái)提高處理的精度。本設(shè)計(jì)的汽車動(dòng)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(tái)，設(shè)計(jì)了信號(hào)放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)采集電路、顯示電路、單片機(jī)控制電路和通信電路，給出了信號(hào)流程圖并介紹了汽車動(dòng)態(tài)稱重軟件系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：汽車動(dòng)態(tài)稱重；傳感器；參數(shù)估計(jì)25計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)目錄1引言12總體方案設(shè)計(jì)12.1硬件方案論證12.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)52.3系統(tǒng)控制算法的設(shè)計(jì)53系統(tǒng)單元電路的設(shè)計(jì)73.1檢測(cè)電路設(shè)計(jì)83.2A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)113.3微控制器的工作電路設(shè)計(jì)123.4顯示電路的設(shè)計(jì)133.5通

4、信模塊設(shè)計(jì)133.6系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)134系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)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(xiàn)22附錄：2325計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)1引言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)飛速發(fā)展。近幾年來(lái)我國(guó)對(duì)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(yùn)輸業(yè)的發(fā)展無(wú)疑對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到了積極的推動(dòng)作用，但是號(hào)稱公路隱形殺手的營(yíng)運(yùn)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(hù)成本、使國(guó)家稅費(fèi)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(qiáng)公路運(yùn)輸?shù)墓芾?、保障行車安全等?wèn)題也顯得日趨重要，設(shè)計(jì)高精度的動(dòng)態(tài)汽車衡，必將為公路運(yùn)營(yíng)部門治理超限超載和實(shí)施計(jì)重收費(fèi)提供有效的技術(shù)手段。同時(shí)提高動(dòng)態(tài)稱重的精度，提高稱重時(shí)車輛通過(guò)速度、降低稱重系統(tǒng)的成本仍是一個(gè)未能解決的問(wèn)題。如何設(shè)計(jì)出速度快、抗干擾能力強(qiáng)、準(zhǔn)確度高的新型全自動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，對(duì)公路交通部門有效地實(shí)施超限計(jì)重管理，保證行車安全、延長(zhǎng)公路的使用壽命、降低公路養(yǎng)護(hù)的成本、減少環(huán)境污染等方面有著顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)研究的要求是：①精度高：②便于移動(dòng)；③測(cè)定時(shí)的有效性高；④耐久性，可靠性好；⑤測(cè)定時(shí)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(cè)定安全，總成本(設(shè)置費(fèi)用、維修費(fèi)用、測(cè)試費(fèi)用)低。與靜態(tài)稱重秤體結(jié)構(gòu)不同的是，動(dòng)態(tài)稱重秤體不能自由浮動(dòng)，而應(yīng)該固定不動(dòng)，以減緩車輛過(guò)衡時(shí)產(chǎn)生的水平方向的搖晃和振動(dòng)。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(dòng)。動(dòng)態(tài)稱重秤體結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的設(shè)計(jì)也應(yīng)該給予足夠的重視。合理地設(shè)計(jì)秤體結(jié)構(gòu)的固有頻率等動(dòng)態(tài)參數(shù)，以得到較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。2總體方案設(shè)計(jì)2.1硬件方案論證對(duì)于25計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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(duì)系統(tǒng)的功能實(shí)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(jì)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(jī)、公路動(dòng)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(wú)ROM，需要外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器,由此造成電路焊接的困難，況且使用8031還需要另外購(gòu)買其他的芯片，如A/D轉(zhuǎn)換及定時(shí)/計(jì)數(shù)器（PWM）等芯片，從而造成成本較高，性價(jià)比低。方案二：89C51芯片內(nèi)部有R