是一套能够实现车载实时称重功能的产品,它是由称重传感器、称重控制器、信号电缆、接插件、监控软件等部件连接起来组成的一个有机整体。
在每根车轴和车桥的桥壳上的特定部位安装两只应变式传感器,当车辆货箱里装载的货物发生重量变化时,这个重量变化会引起车轴和桥壳的相应变形,传感器就会准确地感应到这种受力变形情况,并把变形量转化成电子信号,通过信号电缆线传输到称重控制器里。
无论车辆是在静止状态或在行驶状态,无论车辆运动状态发生了什么变化,也无论道路状况出现什么情况,传感器都会及时准确地把车轴和桥壳上的变形情况感应出来,为称重控制器后续处理这些信号奠定了真实性和完整性基础。
来自每只称重传感器的测量信号在控制器里得到实时高效处理,包括信号调理、滤波回放、自适应补偿、动态校准等算法过程。同时,对车速传感器信号、刹车信息、转速信息、车厢举升信息等等反映车辆行驶状况和姿态的信息进行侦测,经过内部综合计算判断,最终实时地还原出车厢内所装载货物的重量数值。
当车辆停下来处于静止状态后,整套车载称重系统就像一台衡器那样工作,控制器计算出来的实时重量数值能够比较准确地反映出当前装货卸货的结果;当车辆起步进入行驶状态后,无论车辆运动状况发生什么变化,无论道路状况出现什么变化,都不会影响控制器对当前重量的实时计算。
控制器计算出来的重量数据,会以默认每秒钟 1 次的频率,用扩展数据帧格式发送到 CAN 总线上;也可以通过自己的无线数据端口发送到监控服务器上,支持远程数据读取、控制参数修改、诊断、软件升级等操作。无线数据端口使用中国移动或中国联通的 GPRS 网络,覆盖 850/900/1800/1900MHz 四个频段。
第二代称重控制器采用了汽车行业普遍使用的 8 芯和 16 芯塑胶连接器,如下图所示:
为车载称重系统安装后进行调试维护提供支持,所有测量和运算功能都实行参数化控制,面对不同厂家出品的工程车,只要修改相关控制参数即可适应,每只传感器的输出数据都能检测到。
称重控制器是整套车载称重系统的核心部件,担当着大脑的功能
在每根车轴或车桥的桥壳上特定部位安装两只称重传感器,每只称重传感器通过信号电缆线插接到位于驾驶室内的称重控制器上,再把车速信号线、ACC 电源线、CAN 信号线、辅助通信线等也插接到称重控制器上,这样就形成了一套完整的车载称重系统。例如,对于一台 8 X 4 的卡车来说,需要安装 8 只称重传感器和 一个称重控制器。
辅助通信线是连接在车载北斗/GPS 终端与称重控制器之间的专用通信线,借助于该通信线,可以实现从监控中心(平台)对车载称重系统进行远程参数设置和状态诊断。
每只称重传感器实时感应所在位置的受力变形情况并转换成电信号输出,称重控制器把每只称重传感器传输过来的信号进行精密测量和动态处理;与此同时,在车辆工作状态(行驶、刹车、转向、倒车、举升等)信息的配合下,通过综合算法判断,完成了对所装载货物重量的计算。
考虑到车辆在行驶过程中每根车轴和车桥受力变形情况的随机性,也认识到车辆在行驶状态与静止状态之间相互转换时,各车轴和车桥变形与恢复情况的复杂性,车载称重系统假定了以下两个前提条件:
① 车辆在行驶过程中所装载货物的重量基本无变化;
② 当车辆由行驶状态刚刚停下来时,需要经历一段恢复期后,各车轴受力变形情况才能趋于稳定。
按照这样的假设条件,当车辆由行驶状态刚刚停下来时,不能马上开始装卸货,需要等待一小段恢复期后,车载称重系统才能进入正常工作状态,此时开始装卸货物则称重系统就能正确反应出装卸货物的重量结果。
当一台车安装完毕所有车载称重系统产品部件后,在初次上电工作前,车厢内必须是空载的,为了给称重系统提供一个正确的首次工作条件。此时上电后,称重控制器会自动确认系统的工作零点,计算出当前货物重量为0。如果计算出的当前货物重量不是0,则需要给称重系统发送“零点确认”命令,让它把当前各个传感器的受力状态确认成系统的工作零点。
名 称 | 单 位 | 数 值 |
综合称重误差 | % | 1 -- 8 |
额定称量范围(根据车型而定) | kg | 1000 --- 100000 |
显示分度值 | kg | 5,10, 20,50,100 可选 |
加载/卸载重量响应时间 | S | 2 |
工作电压范围 | Vdc | 9 -- 35 |
消耗电流 | mA | ≤150 |
输出信息方式 | CAN 报文,扩展数据帧 | |
输出信息频率 | Hz | 5, 1, 0.5, 0.2 可选 |
无线通信端口 | GPRS 网络协议,4 个频段 | |
辅助通信端口 | RS485,自由协议 | |
工作温度 | ℃ | -30 ┄ +70 |
存储温度 | ℃ | -40 ┄ +80 |
防护等级 | IP40 |
在 GPRS 无线通信网络支持下,正如智能手机的设计理念一样,车载称重控制器的系统结构支持通过网络进行远程操作:
● 获取当前测试数据
● 修改控制参数
● 发布命令完成相关功能
● 升级软件系统
● 后台分析诊断故障
每只称重控制器都内置了一个 GPRS 通信模块并配备一张电话卡,为了节省电能和通信费用,平时通信模块处于休眠状态。当监控平台呼叫某个控制器时,或者某个控制器检测出车辆状态异常时,则其通信模块被唤醒进入工作状态,与监控平台建立联系并上传相关信息;接收监控平台发来的有效指令,实现相关功能操作;接收监控平台批量下载过来的数据,进行软件更新升级。
当持续一段时间(长短可设置)没有传输任务时,通信模块会自动进入休眠状态,既能节省通信费用和能量,又可以降低受干扰概率。
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