[发明专利]一种车载称重模块

权利要求书

1.一种车载称重模块，其特征是该模块包括ARM9微处理器单元、重量信号模数转换单元、倾角与速度测量单元、北斗与GPS定位单元、车载电源单元、数据存储单元、彩色触摸屏显示单元、WIFI及Zigbee短程无线数传单元、3G及GPRS远程无线数传单元，ARM9微处理器单元内嵌uC/OS-II多任务操作系统；

其中重量信号模数转换单元：为安装在载重车辆轮轴上的多路应力应变传感器提供激励电源，同时实时地将多路应力应变传感器感知到的车辆轴载荷电信号进行调理、放大和快速高精度模数转换，并由ARM9微处理器单元实时地获取该数据；

ARM9微处理器单元同时从倾角与速度检测单元获知当前车辆的行驶状态数据，并结合该数据对获得的载荷数据进行修正与补偿，最终得到载重车辆的载荷数据；

ARM9微处理器单元同时从北斗与GPS定位单元获取地理定位信息，并将该信息和车辆载荷信息、行驶信息显示在液晶显示屏上，同样的，在设定好车辆识别码后，ARM9微处理器单元将按时把这些信息和车辆识别码通过3G/GPRS/WIFI/Zigbee通道无线传递至信息控制中心服务器；

ARM9微处理器同时将车辆信息通过WIFI传递给驾驶室中的平板电脑。

2.如权利要求1所述的车载称重模块，其特征是载重信号的修正方法如下：

a)事先确定一个固定的采集周期T，在该采集周期内，CPU模块通过解析由AD模块传递的数据实时获取传感器称重内码值，并通过二级平滑均值滤波算法滤除称重信号中高频噪声部分对信号的干扰，获得该周期内的实时动态载荷采样值y(t)；

b)CPU模块通过解析速度模块传递的数据实时获取车辆的行驶速度信号,并通过简单平均计算出该周期内的平均速度v(t)；

c)CPU模块通过解析加速度模块传递的数据实时获取车辆的加速度和倾角，并通过公式计算出取该周期内的倾斜角度ψ和加速度a(t)，其中加速度参量数a(t)＝a₀(t)＋gsinψ，式中a₀(t)为车辆在坡度为0的路面行驶的加速度，ψ为路面坡度，-10°≤ψ≤10°；

通过上述步骤获得车载称重的计算模型公式为：

y(t)=y₀+k₁v(t)+k₂a(t)+k₃F(t)   0≤sinψ≤0.17

式中：y(t)为实时动态载荷采样值,y₀为车辆静态载荷零点采样值，v(t)为实时车辆行驶速度，a(t)为实时车辆加速度，F(t)为实时动态载荷，ψ为路面坡度，k₁、k₂、k₃为相关修正系数；

根据上述公式，通过标定确定参数，在载荷F(t)恒定的情况下，保持一定速度v(t)下匀速行驶，得到多个加速度点a(t)₁-a(t)_n下对应的y(t)₁-y(t)_n；在载荷F(t)恒定的情况下，在不同速度下v(t)₁-v(t)_n匀速行驶，得到同一加速度点a(t)下对应的y(t)₁-y(t)_n；根据以上测试结果进行插值计算，得到不同速度、加速度范围下的k1、k2、k3系数标定值表，由此，通过公式

F(t)=[y(t)-y₀-k₁v(t)-k₂a(t)]/k₃

计算得到车辆运动过程中的动态载荷值。

3.如权利要求1所述的车载称重模块，其特征是uC/OS-II内任务的优先级次序由高到低依次为采样称重任务、速度与倾角测量任务、显示和触控任务、SD卡存储任务、WIFI和Zigbee通讯管理任务、GPS或北斗定位任务、GPRS通讯管理任务。