汽车超载预警系统设计

论文摘要

近年来,随着经济的发展和科技的进步,我国现代交通运输业取得了快速发展。与此同时,汽车超载现象也日趋普遍,特别是在一些矿产资源丰富的地区,几乎所有的货运汽车都存在不同程度的超载行为。但目前我国对超载的监控还不能有效杜绝此类现象,致使道路破坏、交通事故频发、国税流失、运输市场恶化等现象不断重复上演。为此,本研究针对汽车超载治理所存在的问题,基于传感器技术、微控制技术、GSM/SMS技术,以AT89S52单片机作为系统核心控制器,以C语言和KeilμVision2为软件开发平台,设计了一种由超载检测和GE863-GPS两大模块组成的汽车自带载重检测的超载检测预警系统。具体研究的主要内容和结论如下:（1）本文在分析国内外汽车动态称重技术的超载检测方案和技术的基础上,针对其存在的准确性难以保证、开发代价高、检测方式便利性不够等不足,提出了一种汽车自带超载检测预警系统的设计方案。（2）基于设计方案和设计思想,以铰接汽车为例,对其车体结构进行假设与抽象,建立了超载检测数学模型,并对模型进行分析,表明数学模型能反映实际承载受力变形情况。（3）对超载检测进行软硬件的设计。硬件部分包括单片机最小系统电路设计、传感器信号放大电路设计、数据采集电路、数据显示以及串口通信等各硬件部分;通过C语言在KeilμVision2开发环境中编译了A/D转化、液晶显示、数据处理以及串口通信等程序,并给出了程序设计流程图。（4）GSM模块设计。系统选用意大利Telit公司开发的GE863-GPS模块,本文设计了相关的AT指令功能和相关参数设置,并对SMS功能进行了测试分析,以及控制部分的外围电路设计,如供电部分电路、开关与复位电路、GSM/GPS天线电路、SIM卡电路等。（5）对超载检测和GE863-GPS两个模块进行分别调试与实验,以及组合调试与实验。实验表明检测模块能实现传感器信号的采集与LCD显示;当检测值超过预设值时能实现超载提示;系统能实现对检测模块信息的准确发送,证明整个系统可以实现对汽车超载的预警。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.2.1 国外
• 1.2.2 国内
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 研究的技术路线
• 第二章 超载预警系统方案设计
• 2.1 汽车载重检测方法概述
• 2.1.1 治超检测站的汽车载重检测
• 2.1.2 基于电容传感器汽车载重检测
• 2.1.3 基于无线传输的轮胎状态的汽车载重检测
• 2.2 超载预警系统方案确定
• 2.2.1 系统总体思路
• 2.2.2 系统原理设计
• 2.2.3 系统控制器选择
• 2.2.4 系统功能模块设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 超载检测数学模型
• 3.1 超载数学模型的建立
• 3.1.1 检测模型原理
• 3.1.2 建模假设与悬架结构力学分析
• 3.1.3 模型建立
• 3.2 模型分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 超载检测模块设计
• 4.1 超载检测模块设计原则和构成
• 4.1.1 超载检测模块设计原则
• 4.1.2 超载检测模块构成
• 4.2 超载检测传感器选择与性能分析
• 4.2.1 超载检测传感器的选择
• 4.2.2 电阻应变式传感器的性能分析
• 4.3 传感器信号调理电路设计
• 4.3.1 单片机最小系统设计
• 4.3.2 放大电路设计
• 4.3.3 采集电路设计
• 4.3.4 显示电路设计
• 4.3.5 超载提示电路设计
• 4.4 通信设计
• 4.4.1 通信方式和器件的选择
• 4.4.2 通信电路设计
• 4.5 超载检测模块整体电路
• 4.6 超载检测模块PCB 设计
• 4.6.1 抗干扰设计
• 4.6.2 PCB 板设计图
• 4.7 超载检测模块软件程序设计
• 4.7.1 主程序
• 4.7.2 A/D 转化程序
• 4.7.3 液晶显示程序
• 4.7.4 通信程序
• 4.8 本章小结
• 第五章 预警信息发送平台设计
• 5.1 信息传输网络和发送方式选择
• 5.1.1 GSM 网络的优点
• 5.1.2 SMS 数据传送方式的优点
• 5.2 SMS 信息的PDU 编码分析
• 5.3 信息发送模块选择
• 5.3.1 信息发送模块选择
• 5.3.2 信息发送天线选择
• 5.4 信息发送模块外围电路设计
• 5.4.1 供电电路设计
• 5.4.2 开启与复位电路设计
• 5.4.3 GPS/GSM 天线电路设计
• 5.4.4 SIM 部分电路设计
• 5.4.5 串口部分电路设计
• 5.5 检测模块与GE863-GPS 模块通信
• 5.6 本章小结
• 第六章 系统调试与实验
• 6.1 实验目的
• 6.2 实验内容
• 6.3 实验方法
• 6.4 实验条件
• 6.5 实验步骤
• 6.5.1 A/D 转化结果液晶显示实验
• 6.5.2 蜂鸣器与LED 超载提示实验
• 6.5.3 串口通信实验
• 6.5.4 GE863-GPS 模块功能测试实验
• 6.5.5 组合调试与实验
• 6.6 实验结果分析
• 6.7 本章小结
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 创新点
• 7.3 展望
• 参考文献
• 缩略词
• 致谢
• 作者简介