公路车载动态称重系统设计方案与开发
车辆动态称重系统的研究与设计(数据处理)--开题报告+任务书
论文（设计）题目：车辆动态称重系统的研究与设计（数据处理）院－系：工学院—自动化系专业：电气工程及其自动化毕业论文（设计）开题报告姓名杨海波性别男学号200703050407院－系工学院—自动化系专业电气工程及其自动化年级2007级论文题目车辆动态称重系统的研究与设计（数据处理）□教师推荐题目□自拟题目题目来源教师推荐题目题目类别应用研究指导教师牛林选题的目的、意义(理论意义、现实意义):随着国家工程建设市场的逐步规范，工程施工现场管理水平必须相应地提高，工程施工迫切需要解决工程车辆的运次和计量的自动化，研制能自动识别车辆、自动重量计量、自动记录，并配置有关管理软件进行管理的工程车辆自动识别和计量系统，对于降低施工企业生产成本，实现工程车辆现场管理的自动化、信息化和规范化，对提高我国工程施工现场管理水平，具有十分重要的社会与经济意义。
选题的研究现状（理论渊源及演化、国外相关研究综述、国内相关研究综述）：随着称重技术由机械秤向着电子化方向的发展以及微处理器和计算机在称重技术中的应用，车载秤技术也得到了长足的发展。
主要标志是机械秤向电子化方向过渡。
其技术进步突出表现在开发出许多种外形美观、功能齐全、技术先进的称重显示控制器;专用的称重计算机;具有网络和编程功能的称重仪表:以MC模块(条码阅读模块)为核心的多秤显示控制仪表和动态称重仪表等。
而各种电子衡器的秤体结构都无明显的改进和提高，绝大多数仍沿着底座、秤体、秤台等组装结构方向发展，其秤体结构庞大，不易挪动，显然不能适应现代交通系统大流量、高效率的特点，势必要寻求另外一种发展方向，即向着减小尺寸，减少零部件，节省空间，便于生产，降低成本的方向发展。
因此行驶称重技术便成为提高智能交通系统自动化、智能化水平的关键技术之一，便携式行驶称重系统便应运而生。
便携式电子轮重仪就是受各国路政部门对公路监测与管理不断提出新要求而发展起来的。
本课题设计的便携式称重系统就是一种将秤台、支承、称重传感器合三为一的集成化称重系统。
公路车辆动态称重系统设计与算法研究
参考文献 [1] 吴彦泽，王华，奚睿智，等 . 基于 PLC 的城轨车辆八点称 重辅助装置设计 [J]. 科学技术创新，2022（17）：189-192. [2] 张江辰，徐世许，孙学凯，等 . 基于以太网通信的车辆自 动化称重管理系统设计 [J]. 制造业自动化，2022，44（5）： 210-213. [3] 颜全哲，卓卫东，王志坚，等 . 利用动态称重技术的福建 省重载交通公路车辆荷载模型 [J]. 福州大学学报（自然科学 版），2021，49（3）：421-427. [4] 孔烜，张杰，王腾义，等 . 基于图像识别轮胎变形的非接 触式车辆称重方法 [J]. 中国公路学报，2022，35（8）：186193.
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图 4 检测两轴车进行时数据组合变化
的数据，不是则重新采集，是则对单行车辆进行逻辑判断。 再次，处理车辆通过的信息。最后，输出分车信号完成分车 过程。判断采集的数据是否为当前数据，可以对数据采集 时间和当前系统时间进行比较。如果两个数据间的差异超 过 2min，采集的数据就为前一车辆，在刷新程序后，对采 集的数据进行采集对比，直到找到当前车辆数据为止。当 系统根据数组判断车辆在跨线行驶时，会整合当前所跨两 车道的数据，然后保留其中一车道的数据，并将其作为当 前车辆的分车数据。
图 5 传感器铺设方式
在测试前，需要先调试与测试系统中模拟量采集卡和串 口采集卡等硬件设备，在该文设计的车辆称重系统中，采用 串口采集盘，可以处理轮胎标识数据的字节。在实际测试过 程中，为保证能够准确地采集和传送轮胎标识符的数据，保 证每个字节的数据都完整，须对其进行功能测试。功能测试 后，保证系统中所有硬件设备可以在实际应用中发挥预期效 果后，可以将其投入试验中使用。按照上述方式，检验系统 中相关硬件设备。在上述内容的基础上，以某传统系统为参 照，统计系统称重误差，结果见表 3。
《车载动态称重系统的研究与设计》范文
《车载动态称重系统的研究与设计》篇一摘要本文着重对车载动态称重系统的研究与设计进行了详细的探讨。
首先，我们分析了车载动态称重系统的应用背景和意义，接着详细介绍了系统的设计原理、主要组成部分以及实现方法。
本文的目的是为了提供一个全面、深入的理解车载动态称重系统的设计思路，为相关领域的研究和应用提供参考。
一、引言随着物流业和交通运输业的快速发展，对车辆载重量的准确测量显得尤为重要。
车载动态称重系统作为一种高效、准确的测量工具，被广泛应用于公路、桥梁等基础设施的维护以及物流运输等领域。
因此，对车载动态称重系统的研究与设计具有重要的现实意义。
二、车载动态称重系统的应用背景和意义车载动态称重系统是一种能够在车辆行驶过程中实时测量载重量的设备。
它能够快速、准确地提供车辆载重信息，为公路、桥梁等基础设施的维护以及物流运输等领域提供重要的数据支持。
此外，车载动态称重系统还能够有效防止超载现象，保障道路交通安全，降低交通事故的发生率。
因此，对车载动态称重系统的研究与设计具有重要的应用价值和现实意义。
三、车载动态称重系统的设计原理车载动态称重系统的设计原理主要基于力学原理和电子技术。
系统通过传感器将车辆行驶过程中产生的力学信号转化为电信号，然后通过数据处理和分析，得出车辆的载重量。
其中，传感器是整个系统的核心部件，其性能直接影响着测量结果的准确性。
此外，系统还包括数据采集、传输、处理和分析等模块，共同构成了一个完整的车载动态称重系统。
四、车载动态称重系统的主要组成部分1. 传感器：传感器是车载动态称重系统的核心部件，负责将车辆行驶过程中产生的力学信号转化为电信号。
传感器的类型多种多样，如压电式传感器、电容式传感器等，其性能直接影响着测量结果的准确性。
2. 数据采集模块：数据采集模块负责将传感器输出的电信号进行采集和处理，提取出有用的信息。
3. 数据传输模块：数据传输模块负责将处理后的数据传输到上位机或云端服务器进行分析和处理。
公路收费站动态汽车衡称重系统的施工与设计
2020年24期设计创新科技创新与应用Technology Innovation and Application公路收费站动态汽车衡称重系统的施工与设计朱铭1，张立兵2（1.江西交通职业技术学院，江西南昌330013；2.江西众加利高科技股份有限公司，江西南昌330096）引言目前，在高速公路收费站，为有效解决有些司机走S 型过磅、冲磅、跳磅等达到少缴、逃缴通行费行为，研制的公路动态汽车衡称重系统，既有静态称重系统的高精度、高重复性等特性，又有动态称重系统的自动称重和高效称重特性，采用动态称重系统来规范公路车辆货重检测，为公路交通管理部门治理超载超限、维护道路交通通行费公平、公正征收提供有力手段，也可抑制日益严重的车辆排队等候称重，交通堵塞现象，是有非常重要的意义。
1系统构成公路收费站动态称重系统由“1+3”模式动态电子汽车衡，轮轴识别器、数轴器、称重控制柜、红外车辆分离器、地感线圈、电动栏杆机等组成，安装结构示意图如图1所示，汽车衡简称地磅，称整车重量，轮轴识别器计轴数，数轴器计轴重，车辆分离器判断车头上秤和车尾收尾，地感线圈为辅助分车系统，控制柜内包括称重仪表等设备，实现对车的重量、轴重、车型和轴型识别，数据通过通信接口可上传计算机终端。
2“1+3”模式汽车衡“1+3”模式汽车衡秤台结构如图2所示，采用U 型梁全钢结构，秤体台面钢板长21m ，采用6m +3×5m 的分段方式，宽为3/3.2m ，厚度12mm ，保证机械刚度强度，刚性不低于1/1200。
采用1节独立轴组秤和3节搭接秤台组成，小计12只称重压力传感器，传感器采用全补偿技术，精度高，稳定性好，防护等级IP68。
3汽车衡的零部件3.1U 型梁结构U 型梁骨架如图3所示，采用7根整梁与面板焊板，按受力位置合理分布，保证秤台承载强度达到最佳。
3.2基础预埋件分为两端基础板和中间基础板。
如图4、5所示，它包摘要：公路收费站动态汽车衡称重既解决了公路交通管理部门治理超载超限、维护道路交通通行费的问题，又解决了静态称重一车一杆收费工作效率低，收费口交通易堵塞的问题。
高速公路动态称重系统的设计与实现
摘 要 ： 于 Ａ Ｍ 微 处理 器和 ￣ ／ Ｓ—ｌ实 时操 作 系统设 计 了一种 高速 公路 动 态称 重 系统 ， 够 快 速 、 确 地 对 行驶 基 Ｒ ＣＯ Ｉ 能 准 中 车辆 进 行 实时 计 算 称 重 ， 储 和 显 示 车辆 重 量 信 息 。描 述 了称 重 系统 的 结 构 设 计 框 图 、 于 Ｌ Ｃ ３８Ａ Ｍ 处 理 器 的硬 存 基 Ｐ ２ ６ Ｒ 件 电路 设 计 原 理 和 系统 软 件模 块 Ｇ ８ ２ Ｍ １５驱 动程 序 和 Ｆ Ａ Ｈ 驱 动 程 序 的 设 计 方 法 。 对 动 态称 重 算 法 原 理 进 行 了特 别 详 ＬＳ
图 ２ 处 理 器 系 统 硬 件框 图
时仿真的 Ａ Ｍ７ Ｄ —ＳＡ Ｍ微 控制 器 Ｌ Ｃ ３ ８ 负责整体系 Ｒ Ｔ ＭＩ Ｒ Ｐ ２６ ， 统的运行和数据计算 。Ｌ Ｃ并带有 ５２ Ｂ Ｆ Ａ Ｈ存储器 ，２ Ｐ １Ｋ Ｌ Ｓ １８
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２ １正 ０１
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表 技 术 与 传 感 器
２０１ １ Ｎｏ ．１
第 １ 期
Ｉ ｓｒ ｍ ｅ ｔ Ｔｅ ｈ ｑ ａ ｄ Ｓ ｎ ｏ ｎ ｔｕ ｎ ｃ ｎｉｕｅ ｎ ｅ ｓｒ
高速 公路 动 态 称重 系统 的设计 与 实现
《车载动态称重系统的研究与设计》
《车载动态称重系统的研究与设计》篇一一、引言随着物流运输行业的快速发展，车辆动态称重系统在交通运输中扮演着越来越重要的角色。
车载动态称重系统（Vehicle Dynamic Weighing System，简称VDWS）是用于在车辆行驶过程中实时测量其载重的技术手段，广泛应用于公路运输、桥梁监测、城市交通管理等领域。
本文将针对车载动态称重系统的相关研究背景、意义以及系统设计进行详细探讨。
二、研究背景及意义近年来，交通运输业的快速发展使得对车辆载重信息的需求愈发迫切。
传统的静态称重方式已无法满足实时、高效的称重需求。
因此，车载动态称重系统的研究与设计显得尤为重要。
该系统能够实时监测车辆载重，为交通管理部门提供准确的数据支持，有助于提高交通运输的效率和安全性，减少超载现象，降低交通事故发生率。
此外，对于物流企业而言，该系统能够实时掌握车辆载重情况，有助于优化运输成本和调度管理。
三、系统设计（一）系统架构设计车载动态称重系统主要由传感器模块、数据处理模块、通信模块和上位机软件组成。
传感器模块负责实时采集车辆载重信息；数据处理模块对传感器数据进行处理和分析，得出准确的载重数据；通信模块负责将数据传输至上位机软件；上位机软件则负责数据的存储、分析和展示。
（二）传感器模块设计传感器模块是整个系统的核心部分，其性能直接影响到称重结果的准确性。
传感器模块应具备高精度、高稳定性的特点，能够适应不同的路况和环境条件。
目前常用的传感器类型包括压力传感器、应变片式传感器等。
这些传感器能够实时感知车辆对路面的压力变化，从而得出车辆的载重信息。
（三）数据处理模块设计数据处理模块负责对传感器数据进行处理和分析。
该模块应具备强大的数据处理能力，能够对不同类型的传感器数据进行滤波、标定和转换等操作，确保数据的准确性和可靠性。
此外，数据处理模块还应具备实时分析功能，能够根据车辆的行驶速度和载重情况，快速得出准确的称重结果。
（四）通信模块设计通信模块负责将数据处理模块得到的数据传输至上位机软件。
基于动态称重的高速公路超载管理系统研究及设计
基于动态称重的高速公路超载管理系统研究及设计肖振发;符锌砂【摘要】提出基于动态称重预检的高速公路超载管理系统的研发思路,对系统实现的原理、功能需求、实现的关键技术进行了探讨,提出了系统总体架构,并对各个子系统进行了设计.%Overload transportation of freight vehicle seriously jeopardizes the structural safety of road infrastructure and road safety operation, which has become one of the most salient problem in impact of highway safety and effectiveness. This paper proposes the research and design idea of highway overload management system based on dynamic weighing, and discusses the principle, functional requirements and relevant technologies of system implementation. Moreover, it proposes the systematic structure design and the sub-system design.【期刊名称】《交通信息与安全》【年(卷),期】2012(030)002【总页数】4页(P92-95)【关键词】动态称重;超载管理;总体设计;功能设计【作者】肖振发;符锌砂【作者单位】华南理工大学土木与交通学院广州510640;华南理工大学土木与交通学院广州510640【正文语种】中文【中图分类】U461近年来，公路货运车辆超载超限运输已成为危及道路交通安全的一个严重问题［2］。
分析公路动态称重系统的设计与实现
6交通科技与管理智慧交通与信息技术 我国城镇化进程正在积极开展，社会对于交通运输需求日渐增多。
在互联网与电子商务的促使之下，物流运输行业正在如火如荼开展，在一定程度上为公路基础设施带来了一定压力。
公路动态称重系统作为一种信息化动态称重系统，可以动态化的对正在行驶的车辆进行称重，主要的原理便是通过动态测量车辆的轴载，再由称重系统来计算出整个车的重量。
公路动态称重系统在应用的过程中具备高效性，不会影响正常的交通秩序，并且具备时变形、非线性等诸多特点。
相比静态重量测量来说，动态称重系统更加具备复杂性，衡量公路动态称重系统效率的指标便是称重精准性、车辆通过速度以及其性能。
本文将针对公路动态称重系统设计与实现进行详细分析。
1 公路动态称重系统总体设计思路 公路动态称重系统在实际运用当中具备极大优势，可以切实满足我国公路管理的需求。
借助公路动态称重系统不仅可以强化公路管理水平，而且还可以促进我国交通运输领域的信息化发展。
在进行公路动态称重系统设计时，主要有两个总体设计方面，分别是软件设计与硬件设计。
公路动态称重系统主要设计目标便是对传统公路称重系统进行优化，通过总结传统简单的滤波算法，提出一种具备动态保护式的称重系统。
在进行总体设计时，会采用当前运行效率较高的DSP芯片来作为主控CPU，引入运行速度极高的AD转换器，结合公路动态称重系统需求的搭建具备科学性的硬件系统平台，对车辆数据信息采集与处理打下基础。
搭建平均值滤波和中位值滤波结合的算法，将其作为软件设计的主体，以便于增强公路动态称重系统运行效率，满足实时动态化对车辆重量检测管控目标，满足当前社会对交通运输领域的需求。
2 公路动态称重系统构成 针对车辆动态称重系统来说，主要涵盖了称重平台、称重梁、称重杆、传感器、硬件控制单位等内容。
为了有效降低称重台造成的阻力，可以通过杆限制的方式，将称重台的位置在拉杆控制下，水平位置位移不超过2 cm，并且确保拉杆的方向施工保持不变。
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公路车载动态称重系统的设计与开发摘要公路车载动态称重系统的设计对于保护公路的正常使用有着重要的经济意义和社会价值。
随着公路运输工业生产和商业贸易的不断发展，产生了对公路车辆进行动态称重越来越严格的要求，动态称重是路政部门加强正常运输、强制超载超限、提高管理工作效率，实现路政系统管理现代化、科学化的一项关键技术。
就公路车载动态称重系统而言，称重的精度是最重要的性能指标，它标志着公路车载动态称重系统的技术水平的高低。
目前公路车载动态称重系统由于对采集的信号只能简单的处理，加上建立的数学模型不适合非线性对象的特殊性，同时缺乏对干扰因素以及各种干扰因素之间的关系做深层次的研究和处理，所以系统的精度难以得到很大的提高。
鉴于影响动态称重的干扰因素很多，而且这些因素之间不存在确切的函数关系，用传统的数学模型方法很难分析清楚这些干扰因素之间的关系，所以本文从理论基础方面入手，从提高称重精度的思想出发，介绍了应用于车载动态称重系统的各种智能算法模型，比较分析发现对于非线性对象没有解决误差精度问题，最终提出善于非线性建模的BP 神经网络技术，包括网络的基本思想、计算过程、执行步骤、存在的问题，以及针对动态称重对象的非线性特征以及称重过程中存在的精度不准确问题采取了 BP 算法的改进方法，进一步满足了现场环境的称重要求。
通过分析公路车载动态称重对象，建立了 BP 神经网络动态称重系统模型，根据现场采集的动态称重数据进行了网络模型的分析与数据训练，训练结果表明精度完全符合现场要求和国家标准。
对于系统硬件方面，系统采用单片机进行数据采集与传送，对单片机的选择进行了介绍；用于数据处理的动态称重软件系统除了实现重量数据的处理、显示和查询等基本功能以外，它还实现了将采集的数据保存于数据库中并能以报表的形式打印出来的功能，以便于统计和查阅。
本文中主要用到的单片机开发工具是 C 语言，工控机里的数据处理系统软件采用 Visual C++ 6.0 编程语言，主要利用 RS-232 串行接口来提供串口通信，使用 BP 神经网络对称重采集的数据建模仿真的环境是 MA TLABR2007。
关键词：动态称重系统，单片机，数学模型，BP 神经网络DESIGNATION AND EMPOLDER OF HIGHW AYCAR-LOADING WEIGH-IN-MOTION SYSTEMABSTRACTThe Highway Car-loading Weigh-in-Motion system（WIMS）has undoubtedly played an antive electronic role and social value in the protection of highway trancport. Along with the development of the Highway Transportation,Industrial production and Business Trade, it is required that the Highway WIMS needs to saticfy more qualification of modernization and scientization for the rapid automatically and the enforcement of the overloading rule.As to the Highway Car-loading WIMS, the weighing precision of the vehicle moving isthe most important standard specification. It indicates the technical level of the HighwayCar-loading WIMS. While the weighing signal processing of the actual Weigh-in-Motion is simple digital filter and the model is not fit well with non-leneared object. Even further signal processing technique of kinds of disturbing factors. So the WIM system’s precision is hardly improved.Because there are so many factors affect the WIMS’ accuracy, and there are not exactfunction relations among these factors, this paper introduces some new arithmetic models tosettle these factors compared with other models.In theory of improving the WIM system’s precision, final chance is choosing BP neural network. It mostly introduces the basic idea, calculated process, executes steps and existed problems of BP Neural Network, and Finally puts forward the improved method to satisfy weigh-in-motion requirement.Through analyzing Highway WIMS’ cars,this paper bases BP Neural Nerwork model.The weigh-in-motion datas, which gathered in scene and trained by the BP Neural Network model, indicate that the precision accords with practical requirement and internationalstandard. In hardware, the system use single-chip microcomputer and introduced the choosing condition of the single-ship microcomputer. The WIM system of the paper described can implement not only the basic function of gathering data, processing data, display data, and query data,but preserved the gathering data into the database and print in form. The system mainly use C language to write in the single-chip microcomputer, and use Visual C++ 6.0 to write in the computer for processing data. The RS-232 is used to communicate theserial.Otherwise, the paper use MATLAB R2007 language to model weighing system,simulink and train the weighing datas.Key Words: Weigh-in-Motion System, Single-Chip Microcomputer, System Math Modeling, BP Neural Network目录第一章绪论 (1)1.1 公路车载动态称重系统的意义 (1)1.1.1 汽车超限超载的危害 (1)1.1.2 公路车载动态称重课题研究的意义 (2)1.2 公路车载动态称重系统的国外研究现状 (3)1.3 公路车载动态称重系统的国内研究现状 (4)1.4 公路车载动态称重系统的发展趋势 (5)1.5 本文研究的主要内容及工作简述 (6)1.6 本章小结 (6)第二章公路车载动态称重系统整体设计思想 (8)2.1 公路车载动态称重系统硬件系统 (8)2.1.1 称重板压力传感器 (8)2.1.2 数据采集系统 (10)2.1.3 计算机系统 (10)2.1.4 显示器系统、打印机系统 (12)2.1.5 动态称重系统一些辅助硬件设备 (13)2.2 公路车载动态称重系统软件系统 (13)2.2.1 数据采集软件程序设计 (14)2.2.2 数据预处理模块 (15)2.2.3 显示程序设计 (15)2.2.4 通信程序模块 (15)2.2.5 计算机上的软件设计 (16)2.3 本章小结 (16)第三章公路车载动态称重系统数学建模 (18)3.1 公路车载动态称重系统的传统建模方法 (18)3.1.1 机理模型 (18)3.1.2 经验模型 (19)3.1.3 辨识模型 (20)3.2 公路车载动态称重系统的 BP 神经网络建模方法 (21)3.2.1 BP 神经网络的结构 (21)3.2.2 输入层和输出层节点数的确定 (22)3.2.3 隐含层数和层内节点数的确定 (23)3.2.4 基本 BP 算法原理 (24)3.3 BP 神经网络建模方法和传统建模方法的比较 (28)3.3.1 传统建模方法的缺陷 (28)3.3.2 BP 改进算法的措施和方法 (28)3.4 本章小结 .............................................................31第四章基于 BP 神经网络的动态称重系统模型设计与实现. (33)4.1 神经网络控制概述 (33)4.1.1 用作控制器的神经网络控制 (33)4.1.2 用作被控对象模型的神经网络控制结构 (34)4.2 基于 BP 神经网络的公路动态称重系统数据处理 (37)4.2.1 动态称重数据处理方法比较与分析 (37)4.2.2 数据获取与 BP 神经网络模型的建立 (38)4.2.3 BP 神经网络算法的实现 (44)4.2.4 实验结果分析 (46)4.3 本章小结 (47)第五章结论 (48)5.1 全文总结 (48)5.2 研究展望 (48)致谢 (50)参考文献 (51)附录一动态称重现场采集部分数据 (53)附录二 BP 神经网络模型数据训练仿真程序 (55)简历在读期间发表的学术论文 (57)第一章绪论1.1 公路车载动态称重系统的意义随着经济的发展和科技的进步, 各种运输车的数量和比重逐年递增,现代交通运输业得到飞速的发展。