文档介绍：太原理工大学
硕士学位论文
公路动态称重系统的设计与实现
姓名:裴春清
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:李丽宏
20090401
太原理工大学硕士研究生学位论文
公路动态称重系统的设计与实现
摘要
随着经济快速发展,公路交通运输业越来越发达,同时伴随着很多
车辆超载现象,对公路和桥梁造成了极大的破坏,对交通安全、运输市
场秩序构成了很大的危害,给国家造成了严重经济损失。为了很好遏制
这种现象,同时最大限度减少交通拥堵,超限治理和计重收费等部门采
用了动态汽车称重系统作为衡量车辆是否超重的手段对车辆进行管理。
车辆动态称重,即在非停车的运动状态下的称重,与停车状态下的静态
称重相比,其主要特点是节省时间,效率高,使得称重时不至于造成对
正常交通的干扰。
动态汽车称重系统在我国已有多年的发展历史。其核心技术与关键
组成部分—称重仪表的研究和开发受到很大关注。纵观前人的研究,有
的用 PC 机或 DSP 作为硬件平台,有的用嵌入式 LINUX 操作系统做系统
支持。这些方法要么成本过高,要么技术上实现困难。本文总结前人经
验的基础上,提出了用单片机作为硬件平台,并使用 SAMLLRTOS51 操
作系统作为系统支持,双 A/D 进行数据采集为算法提供支持,设计一种
新型动态汽车衡仪表,不但降低了仪表设计生产成本,而且技术上容易
实现。
本文主要的研究工作包括以下几方面:
第一,分析动态称重系统的构成部分和动态模型。从称重本体出发
分析了汽车的运动状态和动力特性,探索了影响动态汽车衡称重精度的
I
太原理工大学硕士研究生学位论文
干扰因素。
第二,根据实际需要设计硬件电路。包括数据单片机外围电路的设
计、数据采集电路的设计、数据通讯电路的设计、电源电路和显示电路
的设计。
第三,进行采样数据的分析。动态称量时,车辆经过称重平台,A/D
采集到的数据不但有真实轴重信号,还夹杂了各种干扰信号。这就需要
采集大量的数据,包括相同车辆重复多次经过称重平台和不同轴型车辆
经过称重平台的数据。对这些数据进行仿真实验,以找到最佳算法。为
了节约计算时间、减少计算量和提高计算精度,必须选择最有效的采样
数据段,本文采用高精度 A/D 采集数据,能够很好满足此要求。
第四,设计动态称重系统的软件。主要包括 SAMLLRTOS51 嵌入式实
时操作系统的简介、主程序、数据采集程序、显示程序和通讯程序实现。
本设计结果表明,本文提出的算法有效可行,动态称重误差完全满
足 ASTM—E1318 标准的 IV 类要求,提高了动态称量的精度。

关键词: 动态称重系统,数据仿真,SAMLLRTOS51,A/D 采集
II
太原理工大学硕士研究生学位论文
THE RESEARCH AND REALIZATION OF
ROAD DYNAMIC WEIGHING SYSTEM
ABSTRACT
With the rapid development of the economy in our country, the
transportation has made great progress. However, the phenomenon of over
loading es mon than ever before. The increasing vehicles
which exceed the weight limits have done great damage to the pavements and
bridges, caused serious harm to traffic and broke the order of transport market
and brought large expense to our country. In order to cut down the instance of
overweight and reduce traffic jam, the department of transportation
investigation, controlling serious vehicle overload and weighing charge
adopted dynamic weighing system to judge whether the vehicle is overload or
not. The conception of dynamic weighing is weighin