一、动态称重系统适应范围
动态称重系统按照设备适应的速度范围，又可以分为高速动态称重系统和动态自动衡器
两种。高速动态称重系统一般可以对5km/h-120km/h （国内高速公路最高限速为 120km/h，
因此更高的速度没有实际意义）时速通过的车辆进行自动称重，在满足一定置信度范围内可
以达到5%以上的准确度。目前该产品尚没有国家或者行业标准。动态自动衡器需要限定车辆的通过速度，一般在 5km/h 一下时速匀速通过时，可以达到较高的准确度。目前在国内多数用于公路计重收费系统和公路超限超载检测站的低速复核称重，该产品现已有国家标准。
二、动态称重系统定义
动态称重是指通过测量和分析轮胎动态力测算一辆运动中的车辆的总重和部分重量的过程。
动态称重系统是一组安装的传感器和含有软件的电子仪器，用以测量动态轮胎力和车辆
通过时间并提供计算轮重、轴重、总重（如车速、轴距等）的数据。
三、动态称重系统特点
由于动态称重系统是具有测量行驶车辆重量的特点，决定了它在交通轴载调查、治理超
限超载运输和计重收费系统中不可替代的作用，也正是因为这一特点，它必须测量运动中轮
胎的动态力而不是静态荷载，在性能和使用上都与传统的静态汽车衡有着显著区别，因而静态汽车衡的相关标准交不适用于动态称重系统。首先，动态称重系统是一种技术含量很高的
复杂设备，动态称重与传统的静态称重有很大的区别。其次，由于车辆行驶产生的各种复杂
因素和动态称重技术的复杂性，动态称重结果具有一定的不确定性，因此，精度检验需要按
照适当的方法进行，对于称重误差采用概率术语表述更为合理。最后，应特别注意各种标准
规范对于使用条件的规定与现场使用条件的吻合程度，选择适用的标准与设备对应。
四、静态车辆称重系统与动态车辆称重系统的具体区别？
静态称重：汽车在秤台上稳定之后，才显示读数。这种称重方式比较准确。但是速度较慢。
动态称重：汽车开过秤台，显示读数。这种方式一般精度不高，但是速度快，例如：轴重秤。公路车辆一般使用动态称重。通俗的说，静态车辆称重系统：就是指把车辆开到秤上面，停下来，然后称重，人工确定重量。（按道理不能算系统）动态车辆称重系统：指车辆
自动开过秤，系统自动计算出车辆的重量。所以说高速公路收费站上的那种称重系统就是属
于动态称重，也称为公路动态车辆称重系统
五、路动态称重与静态称重的利与弊
1动态称重存在问题及解决对策
动态称重在实际应用中暴露了一些问题，以称重误差较大的问题尤为突出，而且极易引起征缴矛盾，进一步加大收费站拥堵的严重程度，引发社会的质疑和不满，大大降低了高速公路的服务水平。主要表现在以下几个方面。
1. 1存在问题，主要表现在以下几个方面。
（1）设备按照对已建成的收费广场开挖面积大，施工难度大，设备安装周期长，维护复杂。
⑵设备稳定性影响费额。系统检测到数据与实际车型相比主要表现为：一是多轮胎或
者少轮胎，如双胎判单胎。二是多轴或少轴。直接影响费额的增加或减少，司机误以为人为
操作，极易引发费员与司机矛盾。
(3) 存在称重差异。称重系统的准确性使得计重收费严肃性受到质疑，车辆的称重数据往往在不同的收费站存在差异，对费额影响较大，容易引发矛盾。
(4) 偷逃通行费。在实施计重收费后，出现的各种逃缴通行费的情况，如车辆走S型、“跳
车”过秤、“拆分轴”过秤、车辆改装、快速通过计重平台、安装液压磅、“甩挂”、“增加轴
“过秤、遮挡光栅分离器、“垫木版”过秤?使用遥控器于扰等方法偷逃通行费。
1. 2如何解决当前动态称重存在的问题，从技术上讲，对于恶意的驾驶操作行为，普通的称台系统难以从根本上加以解决称重误差问题，只能从管理上着手。
(1) 为了减少称重误差造成的纠纷，保证车主的利益不受损害，计重收费要大力加以宣传和解释，让车辆驾驶员和收费员都充分理解。
(2) 在收费车道入口安装限速标志，尽量降低车辆通过称台的速度。
(3) 针对各种恶意通行方式，加强管理，发现后应及时制止，要求司机将车辆退回。按照要求并保持匀速5公里以下直行，水平通过称重平台，进行复核。
2推行静态称重的“利”与“弊”所谓静态称重是指车辆驶入称台，光栅收尾后，一般程序会延时一段时间，取其稳定数值，上传上位计算机，是自动的，车不需要停在称台上。一般车辆还没有到收费窗口，数据已经上去了。
2. 1静态称重的“利”
(1) 误差小、精确度高。静态称重仪的最大优点就是误差小。经实践证明：原来了动态
称重仪所允许的正常误差范围在5%以内，也就是说一辆承载 50吨左右的货车，最大误差将
达到2. 5吨。而静态称重仪的误差却在 0. 5%以内，也就是50公斤。
(2) 争议明显减少。对于司机和收费员来说，静态秤使用后，争议少了，他们不会因为
误差大和收费站收费员发生争议了，车辆通行的速度得到明显的提高，而且超限的车辆也会
自觉的缴费，同时也有力的维护了收费站的正常收费秩序。
(3) 车辆通行速度加快。由于动态秤有误差，好多司机就因此将车滞留在收费车道，和
收费员发生争执。特别是在车流高峰期，严重影响了收费广场的秩序，造成车辆拥堵收费广场。使用静态秤以后，称重的精确度提高了，争议少了，车辆通行的速度自然也就提高了。现在的载货车辆通行全过程只需1分钟左右。
(4) 从根本上杜绝各种逃费行为。针对过去司机使用动态秤时所采取的“走S”，“跳磅”、非法装置等手段将得到彻底的消除，为堵漏增收工作的深入开展提供了技术保证。
2. 2静态称重的“弊”
(1) 投资大。一台3 X 21米核定100t的静态秤，设备及土建总费用在50?60多万，开挖面积过大。
(2) 受地形限制。在有些弯道及坡度大的匝道收费站没办法安装。
(3) 过车速度比原来降低。前车驶离秤台后车才能进道，降低了车道通行效率。
(4) 引来管理的麻烦。现在许多收费站都是装了一部分静态秤，所以货车都不愿意进入
有静态秤的车道，宁可在动态秤车道前长时间排队，即使一个站全部安装静态秤，货车也会不走这个站，而是从邻近的一些没办法安装静态秤的匝道收费站驶出，然后再上高速，严重
影响了正常的收费秩序。
六、动态称重系统工作原理
称重系统的核心是称重传感器，称重传感器是用来将重量信号或压力信号转换成电量信
号的转换装置。称重传感器采用金属电阻应变片组成测量桥路，利用金属电阻丝在张力作用
第27卷第8期2006年8月 仪器仪表学报 Chinese Journal of Scient ific Instrument Vo l127No18 A ug12006 车辆动态称重技术* 程路张宏建曹向辉 (浙江大学工业控制技术国家重点实验室杭州310027) 摘要随着公路运输业和商业贸易的发展,车辆动态称重技术已成为车辆载荷测量的关键技术和发展方向。文中对车辆动态称重系统的结构和弯板、压电传感器、单传感器及光纤传感器4种常用的动态称重传感器进行了介绍,并对系统产生的轴重信号进行了分析,重点讨论和研究了算术平均、神经网络、系统辨识等运用到车辆动态称重系统中的算法,并且阐述了今后的发展趋势。 关键词动态称重传感器轴重信号处理汽车 中图分类号T P273.5文献标识码A国家标准学科分类代码510.8040 Vehicle weigh-in-motion technology Cheng Lu Zhang H ong jian Cao Xiang hui (N ational key Labor ator y of I ndustr ial Contr ol T echnol ogy,Zhej iang Univers ity,H angz hou310027,China) Abstract A long w ith the development of the highw ay transpo rtation and trade,vehicle w eigh-in-m otion be-comes the key techno logy and the trend o f measuring traffic loads1T he paper presents the structure of vehicle WIM system and four ty pes of commo nly used WIM sensors:bending plate,piezoelectric sensor,load cell and fiber optic sensor1T he output signal of ax le load in the WIM sy stem is analyzed1Sever al alg orithm s used in veh-i cle WIM system,such as arithmetic averaging,neural netw ork and sy stem identification are deeply dis-cussed1The future trend for WIM is also described. Key words w eig h-in-motion sensor ax le load sig nal pro cessing vehicle 1引言 车辆的负荷对公路和桥梁的设计有着十分重要的意义。调查表明,车辆在运输中普遍存在超载运输现象,而行驶于公路的车辆如果轴重超过限值的30%,公路使用寿命就会缩短56%,使得公路维修费用巨增,路面使用寿命缩短。另外,超载运输由于载重量超过了车辆的额定吨位,使得车辆的性能受到影响:首先是车辆的稳定性受到影响,其次在弯道和纵坡较大路段,由于超载使得车辆的动力性能受到影响,严重影响了车辆的安全行驶,最后超载运输对车辆的通行能力也有一定的影响。因此,建立公路及桥梁的称重站势在必行[1]。 对于车辆的称重,传统的方法都是在静态下进行的,这种整车测量方法准确度虽然很高,但是存在着很大的缺点,如价格较高、不能分别测出轴重等。另外,实际应用中停止汽车运行进行重量测量也是不方便的。因此,近年来许多国家都对车辆动态称重技术进行了研究,并有一些实际的应用。 车辆动态称重的主要方式有两种:整车计量和轴计量方式。应用整车计量方式,需要比较大的秤台,这大大增加了工程造价和难度,所以这种方式使用地越来越少了。目前较为流行的是轴重测量,即分别测出车辆各轴的轴重,再由称重系统计算出整车重量。在静态称重时,车辆的轮胎平稳地作用于汽车衡上,除真实轴重外,无任何其他外力干扰,因此容易实现高准确度测量。但是动态称重时,车辆以一定的速度通过汽车衡,不仅轮胎对秤台的作用时间很短(在几百毫秒以内),而且作用在秤台上的力除真实轴重外,还有许多因素产生的干扰力,如车速、车辆自身振动、路面激励、轮胎力等[2-3]。可以说真实轴重往往被淹没在各种干扰力中,这给高准确度的动态称重造成很大的困难。 *本文于2005年4月收到。
确受力,提高系统的称量精度。 ③改进传统的导向柱与衬套刚性配合限位设计,而是依靠新装置(称量箱)的活动承载压柱和缓冲衬套之间的柔性配合限位来精确完成对力的引导,避免秤体由于受承重冲击偏载和侧向力容易产生的卡碰现象,以解决系统称量失准、使用失常等技术难题。 ④秤台采用整体箱式厚板结构,并在一侧设置活动盖板门,密闭性好,可有效抵抗高温辐射和钢水飞溅。秤体设计采用16只M20的高强度螺栓与臂叉大梁连接成一体,所以秤体倾覆的可能性几乎为零,传感器检查或更换只需打开秤体一侧盖板(活动门),维护简单方便,使用安全可靠。 ⑤采用国产高温传感器,节省投资;自行设计研制称量装置,风险系数小,效益好。 4 效益分析 本文介绍的炼钢工艺钢包称量装置的改进与设计,完全可应用在涟钢所有的连铸机钢包旋转台和车载钢包主体设备上。随着管理水平的提高,在完善配备化铁炉、转炉和电炉的投入产出计量手段的同时,为降低消耗,节约成本,近期,涟钢决定在一炼钢和三炼钢1#、2#共4套连铸机钢包放置台上应用国产钢包称量装置,并对原有的精炼炉车载钢包秤进行技术改造,使炼钢生产过程中钢水有了可靠的计量手段,使提高产品质量和节能降耗有一定保障。通过钢水称量显示操作人员可精确控制钢水不剩余,特别是对控制回炉钢水效益最好。根据涟钢炼钢回炉钢水统计分析,一年中由于钢水衔接不好,回炉钢水平均吨钢减少约10kg,按年产连铸方坯150万t计算,仅钢水衔接回炉钢水减少15万t。有了先进的称量装置和计量手段,按节省每吨钢水800元计算,1年就可创经济效益1200万元左右。 收稿日期:2001-07-21。 作者莫良智,男,1953年生,1978年毕业于湖南省国防企业系统锻造职工大学,工程师;主要从事计量检测和过程控制,发表论文14篇。 动态称重系统的设计 The Design of Dynamic W eighing System 魏鲁原 伍 斌 崔 霞 (徐州师范大学工学院,江苏徐州 221011) 摘 要 介绍一种动态称重系统的结构和实现方法,主要功能是动态测量行驶车辆的轮胎受力,并计算相应静态车辆重量,实现全自动、不停车计量。硬件设计中重点介绍数字电路的构成,A/D转换器、信号放大与偏置电路和LCD偏置电路。软件设计中提出了根据实际采样波形而设计的独特数据处理方法。 关键词 称重系统设计 动态称重 静态重量 车辆重量 A bs tract The structure and implementation of a d ynamic weighin g s ystem are presented.The main function is dynamically meas uring the force on tyre of on going vehicle an d calculating related static weight of vehicle to accomplish full y automatic n on-stop meterin g.In hardware design the composition of d igital circuit,A/D con verter,signal am plif ying and bias circuit as well as LCD bias circuit.In software design the unique data processing m ethod d e-sign ed in accord ance with real ti me sam plin g waveform is stated. Key w ords Design of weighing s ystem Dynamic weighing Static weighin g Weight of the vehicle 1 概述 随着我国市场经济的发展,公路交通量迅速增长,各种载货车、大平板车、带挂汽车和集装箱运输车的数量和比重逐年递增,特别是一些运输单位或个人不顾车辆、公路承载能力及行车安全,擅自对车辆进行改装,增加弹簧钢板,更换高强度轮胎,加高、加宽、加长车厢栏板,栏板上再加围篱,围篱上又堆尖等超载现象较为普遍,使公路、桥梁及其附属设施遭受到严重破坏,且由此而引发的交通事故日益增多。因此,为了维护国家财产和人民生命安全,保护公路完好畅通,严格限制超载运输车辆迫在眉睫。动态称重系统是交通执 《自动化仪表》第23卷第8期 2002年8月D OI:10.16086/https://www.doczj.com/doc/3c928379.html, ki.issn1000-0380.2002.08.012
动态称重系统培训手册 本手册描述了动态称重系统的系统构成、工作原理和使用方法。供机电系统维护人员使用。 动态称重系统简介 目的：介绍适合当前公路管理现状和要求的动态称重系统。 系统概况 动态称重是测量行驶的动态车辆轮胎受力，并计算相应静态车辆重量的过程，一个动态称重系统主要由传感器和支持仪表及轮轴判别设备构成，用来测量在特定地点、特定时间行驶车辆的轮胎受力，计算车辆的轴重，正确判别轴数，轮胎个数等有关参数，并处理显示、打印和存储这些信息，从而实现全自动、不停车计量。 主要功能 (1)动态称重计量功能--车辆以5km／h以下速度匀速驶过秤台，即可计量并显示各轴重及整车重量。 (2)轮胎个数识别功能--车辆轮胎经过轮胎识别器，轮胎识别器输出信号送至数据采集器，判别车辆各轴轮胎个数。 (3)车型判别功能--主计算机根据红外车辆分离器（光幕）、秤台、轮轴识别系统发出的信号判别车型、轴型，如单轴、双轴、三联轴、双联轴等。
(4)数据管理功能--该上位机（收费计算机）将每一称重车辆的检测数据自动存储(包括日期、时间、轴重、总重、轴数、每轴轮胎数、是否联轴、各轴超限值等)。 (5)数据输出功能--计算机屏幕实时反映当前车辆检测数据，外接大屏幕显示称重结果。 （6）数字显示功能－仪表具有数字显示功能，可以直接显示当前车辆的车速、轴型、轴质量、车辆收尾、自检信息等信息； （7）数据安全保护－仪表采用固化软件处理，防止人为随意修改； （8）自检功能－仪表具有自检功能，部件发生故障时，系统自动提示故障信息，提醒用户及时处理，并将故障信息发送给上位机（收费计算机）； （9）自动分车－能对通过称重平台的车辆进行自动分离车辆，正常情况下使用红外车辆分离器进行分车，车辆分离器发生故障时，自动切换成地感线圈进行分车； （10）环境适应性－车辆分离器外罩前面板（玻璃）采用电加热的方式，防止玻璃结冰或凝霜； （11）秤台的有效宽度为车道宽度，从根本上杜绝了因秤台宽度不够引起司机绕秤引起一系列问题，给收费人员较少了纠纷管理工作；
超重车辆高速动态称重系统设计方案 1
目录 一工程概述 (4) 二超限超载治理手段现状分析 (5) 三系统应用介绍 (5) 3.1.系统应用对象和环境介绍 (5) 3.2.系统在超限超载治理和管理中的作用 (5) 四系统设计方案 (6) 五项目环境介绍 (8) 5.1安装地点选择标准 (8) 六系统总体设计方案 (8) 6.1系统总体设计原则 (8) 6.2系统可实现的功能 (9) 6.3系统设计拓扑图 (10) 6.4系统数据流程图 (11) 6.5可扩展的系统网络图 (12) 七称重和抓拍系统介绍 (13) 7.1称重系统 (13) 7.1.1称重数据采集器的选型特点 (13) 7.1.2称重采集器主要技术参数 (14) 7.1.3称重采集器自带软件简单介绍 (16) 7.1.4称重传感器的选型特点 (23) 7.1.5传感器主要技术参数 (26) 7.2车辆监控及车牌照自动识别系统 (27) 2
7.2.1抓拍系统构成 (27) 7.2.2车牌识别视频监控拓扑图 (29) 7.2.3车牌识别技术指标 (29) 7.2.4车牌照相机技术指标 (30) 7.2.5全景摄像机技术参数 (33) 7.2.6车牌抓拍打包工控机主要参数 (35) 7.2.7摄像机架技术参数 (36) 7.2.8户外机柜及基础图纸 (37) 八称重采集器软件功能介绍 (38) 8.1超重管理客户端软件主要功能 (38) 3
一工程概述 近年来由超重车辆导致的桥梁安全事故屡有发生，对公路的破坏日益严重，如钱塘江三桥引桥坍塌事故以及哈尔滨阳明滩大桥引桥倾覆事故。超重车辆除直接导致桥梁垮塌外还加剧了桥面和路面等设施破损，增加了养护维修量，对桥梁和公路等基础设施的安全带来极大的危害。 超限车对大桥安全构成严重威胁，且这些年车超限装载，在行驶工程中，制动性等都会受到影响，对过完小车的行驶安全也不利；超限车装的石子、渣土往往有抛洒滴漏现场，威胁过完车辆行车安全，同时也污染环境。 为全面掌握各路和桥梁的超重车辆通行状况，为行政执法查处提供依据，超重车辆高速动态称重管理系统基于压电电缆传感式动态称重系统和视频监测技术的非现场超限超载执法系统。可实现对各种正常行驶车辆的动态称重功能，能在10-200Km/h速度范围内检测过往车辆的轴重、总重、车型、流量、速度及加速度等参数，可对货运机动车超限超载进行有效治理。根据执法需求，可依法对超限超载车辆进行治理。 高速称重能保证了整个超限超载检测管理系统能够在交通流量较大或车速较快的路段快速识别超限超载车辆而不影响正常交通；系统首次实现超限超载的非现场执法，通过高速动态称重和视频监测有机结合，提供了非现场执法依据，大大节省了人力成本。 此系统适用于车速较高的高等级公路、交通量较大的干线公路、以及道路桥涵等应用场合超限超载车辆的治理。 4
一、动态称重系统适应范围 动态称重系统按照设备适应的速度范围，又可以分为高速动态称重系统和动态自动衡器 两种。高速动态称重系统一般可以对5km/h-120km/h （国内高速公路最高限速为120km/h， 因此更高的速度没有实际意义）时速通过的车辆进行自动称重，在满足一定置信度范围内可 以达到5%以上的准确度。目前该产品尚没有国家或者行业标准。动态自动衡器需要限定车辆的通过速度，一般在5km/h 一下时速匀速通过时，可以达到较高的准确度。目前在国内多数用于公路计重收费系统和公路超限超载检测站的低速复核称重，该产品现已有国家标准。 二、动态称重系统定义 动态称重是指通过测量和分析轮胎动态力测算一辆运动中的车辆的总重和部分重量的过程。 动态称重系统是一组安装的传感器和含有软件的电子仪器，用以测量动态轮胎力和车辆 通过时间并提供计算轮重、轴重、总重（如车速、轴距等）的数据。 三、动态称重系统特点 由于动态称重系统是具有测量行驶车辆重量的特点，决定了它在交通轴载调查、治理超 限超载运输和计重收费系统中不可替代的作用，也正是因为这一特点，它必须测量运动中轮 胎的动态力而不是静态荷载，在性能和使用上都与传统的静态汽车衡有着显著区别，因而静态汽车衡的相关标准交不适用于动态称重系统。首先，动态称重系统是一种技术含量很高的 复杂设备，动态称重与传统的静态称重有很大的区别。其次，由于车辆行驶产生的各种复杂 因素和动态称重技术的复杂性，动态称重结果具有一定的不确定性，因此，精度检验需要按 照适当的方法进行，对于称重误差采用概率术语表述更为合理。最后，应特别注意各种标准 规范对于使用条件的规定与现场使用条件的吻合程度，选择适用的标准与设备对应。 四、静态车辆称重系统与动态车辆称重系统的具体区别？ 静态称重：汽车在秤台上稳定之后，才显示读数。这种称重方式比较准确。但是速度较慢。 动态称重：汽车开过秤台，显示读数。这种方式一般精度不高，但是速度快，例如：轴重秤。公路车辆一般使用动态称重。通俗的说，静态车辆称重系统：就是指把车辆开到秤上面，停下来，然后称重，人工确定重量。（按道理不能算系统）动态车辆称重系统：指车辆 自动开过秤，系统自动计算出车辆的重量。所以说高速公路收费站上的那种称重系统就是属 于动态称重，也称为公路动态车辆称重系统 五、路动态称重与静态称重的利与弊 1动态称重存在问题及解决对策 动态称重在实际应用中暴露了一些问题，以称重误差较大的问题尤为突出，而且极易引起征 缴矛盾，进一步加大收费站拥堵的严重程度，引发社会的质疑和不满，大大降低了高速公路的服务水平。主要表现在以下几个方面。 1. 1存在问题，主要表现在以下几个方面。 （1）设备按照对已建成的收费广场开挖面积大，施工难度大，设备安装周期长，维护复杂。 ⑵设备稳定性影响费额。系统检测到数据与实际车型相比主要表现为：一是多轮胎或 者少轮胎，如双胎判单胎。二是多轴或少轴。直接影响费额的增加或减少，司机误以为人为 操作，极易引发费员与司机矛盾。 (3) 存在称重差异。称重系统的准确性使得计重收费严肃性受到质疑，车辆的称重数据往往在不
计算机控制技术 课程设计 成绩评定表 设计课题基于单片机的汽车动态称重系统设计学院名称：电气工程学院 专业班级：自动化0604 学生姓名：王晓娅 学号： 20064280429 指导教师：王黎 设计地点：中原路校区2-417 设计时间：2010-01-04～2010-01-10
计算机控制技术课程设计 课程设计名称：基于单片机的汽车动态称重系统设计专业班级：自动化0604 学生姓名：王晓娅 学号：20064280429 指导教师：王黎 课程设计地点：中原路校区2-417 课程设计时间：2010.01.04—2010.01.10
计算机控制技术课程设计任务书
摘要 道路运输车辆超载现象极为普遍，公路动态称重是目前高速公路管理一项必不可少的技术。其能有效减缓公路路面的损耗、节约公路养护成本、减少因超载而引起的交通事故，与税务系统相结合，还能防止国家税收的大量流失。 目前，公路车辆动态称重的目的大体可分为-①贸易结算；②法令规定的强制计量；③交通数据的采集。上述不同的目的的称重对于称重系统的量要求也不相同。贸易称重用于车辆进行整车称重，要求误差小；法定强制称重包括检测整车重以及轮荷、轴荷、轴组荷，用于这一目的的称重，每次称量的误差也较小，而且需要在不同的位置设置大量的检测仪，便于执法人员发现超载；交通数据的采集包括各种车辆的重量、轴载、速度、轴距、车辆类型等交通数据，对高速公路的规划、设计、建造、运行、维护、管理以及投资都必不可少，用于此目的时，大量低精度的采样数据相对于少量高精度的采样数据，在分析中能提供更好的预测资料。 世界上经济发达的国家都很重视车辆动态称重技术的研究，动态称重系统简称WIM(weigh—in．motion)，随着计算机处理数据能力的增强与数字信号处理方法的日益增加，许多信号处理理论用于改进汽车动态称重信号处理来提高处理的精度。本设计的汽车动态称重硬件系统采用电阻应变式称重传感器搭建称重平台，设计了信号放大电路、AD转换电路、信号采集电路、显示电路、单片机控制电路和通信电路，给出了信号流程图并介绍了汽车动态称重软件系统。 关键词：汽车动态称重；传感器；参数估计
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 TLAB R2007。 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 AY CAR-LOADING WEIGH-IN-MOTION SYSTEM ABSTRACT The 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 is the most important standard specification. It indicates the technical level of the Highway Car-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 exact function relations among these factors, this paper introduces some new arithmetic models to
单片机作业 学院计算机与控制工程学院 专业自动化132 学号2013022030 姓名王伟
基于 51 单片机的称重系统 一动态称重 所谓动态称重是指通过分析和测量车胎运动中的力，来计算该运动车辆的总重量、轴重、轮重和部分重量数据的过程。动态称重系统按经过车辆行驶的速度划分，可分为低速 动态称重系统与高速动态称重系统。因为我国高速公路的限速最高是120，所以高速动态称重系统在理论上可对 5 到 120 之间时速通过称量装置的车辆进行动态称重。而低速动态 称重系统则一定要限制通过车辆的行驶速度，要想有较高的测量精度，理论要求车辆在 5km/h 以下时速匀速通过。在我国，车辆动态称重一般都使用低速动态称重来完成，在很 多收费站和车辆检测站都有应用，国家也出台了相关的测量标准。 与传统意义上的静态称重相比，动态称重可以在车辆缓慢运动情况下直接进行称重， 这样动态称重的高效率、测量时间短、能流畅交通等主要特点就凸显出来了。动态称重的 问世，不但使车辆的管理上有了很大的促进作用，而且还对我国的公路管理和维护起到了 至关重要的作用。 二系统总体结构及其功能 设计总体结构是以51 单片机为处理器的系统，如图 3.1 所示。 上位机键盘输入A/D转换器放大器 ADC0832OP07 AT89C51桥式称重传感器RS232转换器 单片机WPL110 蜂鸣器LED显示 图3.1 本设计要求能判断出车辆是否超载，如果车辆超载，本系统能够提供该车辆的超载信 息并发出警报。本设计采用STC89C52单片机作为系统的处理核心，利用桥式称重传感器
到A/D 转换器中转换为数字信号，再经过单片机处理、传输到接口电路，最后送到上位机，该数据可以与上位机里用键盘事先输入设定的总重量作比较并判断出该车辆是否超载，如 果超载，则可通过显示器、蜂鸣器作显示超载信息并报警，当然，键盘的作用除了输入设 定值还可以解除和开启警报。 三动态称重系统的组成 动态称重系统主要由车辆重量（含超载、偏载检测）检测子系统、货车长、宽、高三 维尺寸超限检测子系统、自动触发摄像拍照子系统、车辆类型自动判别子系统、系统配置 及系统维护子系统、行驶车辆速度测量子系统、数据统计、报表处理子系统和单据输出打 印子系统这几部分组成。该系统组成完善，部件考虑周全，能很好的完成称重任务。 四动态称重系统的主要功能 （1）动态检测出通过车辆的轴数、轴重、轴距、轮数、车速等； （2）能自动检测出车辆的高、宽、长等外围尺寸是否超出最大标准，并能给出超出 部位的具体位置和具体数据； （3）拍摄机器在车辆经过时能自行对要被检测的车辆进行拍照，该机器能对车牌号码、车辆种类进行识别，最终作为图像证据； （4）可以将不合格车辆的处理记录、超限情况进行打印，根据车辆超限的程度来计 算罚款数额并打印收据或罚款单； （5）检测到的数据全部存入数据库中，并对被监测到的数据进行分析、统计。便于 汇总上报、日常管理和进行查询。 五单片机的选用 本设计采用的是INTEL 公司研究开发生产的STC89C52单片机，其内部置有256 字节 的内部数据存储器、 8 位中央处理单元、 8K 片内程序存储器、 3 个 16 位定时 / 计数器、 32 个双向 I/O 口和一个片内时钟振荡电路，全双工串行通信口， 5 个两级中断结构。 89C52 的引脚图如图 4.1 所示。
动态称重系列 DCS-30B 作者：admin 时间：2010-08-24 来源：未知点击： 758次 系统概述 DCS-30B弯板式计重收费系统，通过设置在收费车道前端的弯板式动态称重系统，将采集到的车辆重量、车型等信息传送至车道收费计算机，收费计算机根据计重收费费率，对货运车辆按实际重量计收通行费。称重弯板是我公司用于动态称重系统产品中的一种传感器单元，它是基于平板结构的新型电阻应变片式传感器。采用一体化设计，将承载体与弹性体合二为一。 利用经济杠杆，抑制超限超载车辆在公路上行驶，达到保护公路交通设施的目的。计重收费系统的核心为车辆动态称重技术，我公司在动态称重技术方面拥有十余年的研发、制造和工程实施的经验，具有国际先进水平。 平面布置图
系统框图 技术参数
系统特点 系统采用自有专利的逻辑识别技术，能正确处理车辆在称重时启动、刹车、倒车等复杂的行驶状态；同时也可以应对车辆恶意违规行驶。λ 系统中红外车辆分离器，采用进口国际知名品牌产品，在恶劣的环境气候中保证长期可靠运行。λ 系统具有良好的接入功能，符合各省计重收费系统的接口要求，可方便地接入任何收费系统的车道机，方便计重收费系统的改造。λ 室外机柜与车辆分离器外壳均采用优质不锈钢制作，外形与其他收费设备协调搭配，具有防尘、防潮、防腐蚀的功能。λ 称重弯板采用高强度合金钢弹性体，耐冲击、寿命长，表面采用防滑处理；采用特殊密封结构，可有效防止地面积水的侵蚀；λ 称重弯板安装方便，对路面的破坏小，整个系统的施工可缩短至3-4天。λ 数据采集处理器，采用国际先进的嵌入式微处理器技术，从数据采集、运算处理以及系统控制，均为自主知识产权，可随时满足客户对产品升级改进的要求。λ 可提供车辆计重、车道收费、站级管理完整的收费系统软件。λ 主要部件 专为动态称重设计，速度适应范围达0-200km/hλ 长度：1500mm\1750mm\2000mm，可根据车道宽度定制λ 额定量程：15t（轴载荷30t）λ 过载能力：150%λ
动态称重系统设计方案
目录 第一章公司简介 (6) 第二章称重变送器 (8) 一、概述 (8) 二、用途 (8) 三、特点 (9) 第二章称重传感器 (10) 一、称重传感器简介 (10) 二、称重传感器分类 (12) 1、光电式传感器 (12) 2、液压式传感器 (13) 3、电磁力式传感器 (13) 4、电容式传感器 (13) 5、磁极变形式传感器 (14) 6、振动式传感器 (14) 7、陀螺仪式传感器 (15) 8、电阻应变式传感器 (15) （1）、电阻应变式称重传感器原理 (16) 三、称重传感器的选择： (19) 1、KITOZER系列 (19) 2、TC系列 (20) 3、TU系列 (21) 四、称重传感器的仪表应用 (22) 五、传感器市场前景预测 (24) 六、称重系统中称重传感器的选择 (25) (1)、传感器的数量和量程 (26) (2)、传感器的准确度等级选择 (27) (3)、各种类型传感器的使用范围 (27) (4)、使用环境 (27) 第四章称重传感器的基本原理 (29) 一、电阻应变式称重传感器原理 (29) 二、如何选用称重传感器 (30) 三、称重传感器的分类 (31) 四、称重传感器的基本应用 (33) 五、称重传感器原理 (33)
六、电阻应变式称重传感器原理 (35) 七、称重传感器工作原理 (39) 第五章数字称重信号变送器 (42) 一、主要特点： (42) 二、型号定义 (43) 1、数字称重变送模块 (43) 2、模拟输出类型 (43) 3、通讯报警输出 (44) 三、技术规格 (44) 四、接线与操作说明 (45) 第六章静态称重变送器 (46) 一、KITOZER700功能特点： (46) 二、KITOZER700技术参数： (47) 第七章称重传感器的专业术语 (48) 一、称量系统，称重系统 (48) 二、全(纯)电子衡器 (48) 三、电子部件 (48) 四、基准砝码 (49) 五、电阻应变计(片) (49) 六、重量指示装置 (49) 七、自动零点跟踪 (50) 八、最小载荷 (50) 九、灵敏度要求(SR) (51) 十、鉴别力阀 (51) 十一、国家检定规程 (52) 十二、非强制性检定 (52) 十三、检定周期 (52) 第八章称重传感器基础知识 (54) 第九章称重传感器-电子称和健康秤有什么区别 (60) 一、电子称和健康秤有什么区别 (60) 二、电子秤 (61) 三、健康秤 (61) 第十二章数字称重传感器 (66) 一、组成 (66) 二、特点 (66) 三、应用 (67) 四、维护方便 (69) 第十三章轮辐式称重传感器 (70) 一、概述： (70) 二、主要技术指标 (70) 三、选型表 (71) 四、主要特点 (71) 五、称重传感器的分类方式与主要类别 (71) 六、国称重传感器： (72)
1．项目概述 公路通行费是政府授权的公路投资及经营者向公路使用者、受益者征收的费用，它是公路使用者或受益者对使用公路所支付的一种补偿，是收费公路管理部门或经营者获得收益的主要途径之一。实践证明，收费公路的设立是解决公路建设资金不足、促进公路发展的有效途径之一。 现行的公路通行费征收方式为：高速公路收费站主要采取按车型分类、区间里程计费的收取车辆通行费方式；普通公路收费站采取按车型分类，并按通行次数计费的收取车辆通行费方式。这种征费方式是不够科学的，其弊端如下：车型分类不尽合理，存在跨度大、临界差别大（档次差）等问题，如7吨和8吨的车辆，就差一个档次，所承担的通行费就有较大不同，车户抵触情绪较大，难以接受。车辆每趟次通过普通公路收费站就差15元，若通过高速公路收费站差别更大。我国从事公路营运的车型复杂，加上各类车辆改装、改型呈多样化，征费人员一时难以准确判别车型，容易与车户发生争议。 近三年以来，许多省市开始采取计重收费管理系统，这种收费系统是根据车辆的载荷对公路磨损程度大小来确定收取车辆通行费的费额。根据通行车辆的载重情况来进行收费，空载的车辆按空载重量计费，重载的车辆按载重多少计费，超载则按实际载重进行计费，体现多拉多负担的原则。采用电子计重收费管理系统，可以杜绝征费人员私收票款，保持廉洁；采用电子计重收费管理系统，可以增强监督功能，健全内部监督机制，杜绝征费人员私放人情车等不廉洁行为，有利于行风建设。采用计重收费管理系统，可大大减轻征管人员的劳动强度，提高售票速度，提高工作效率，同时，可以统一规范内业资料，促进规范化建设，提高服务质量，保证公路畅通。采用计重收费管理系统，可以提高现代化管理的程度。一方面可以利用现代装备的语音系统，提高服务质量，有利于“文明窗口”建设；另一方面也使通行的司机感到政策的严肃性，减少很多扯皮或人为争吵现象，以确保收费车道安全畅通。实行计重收费，还能及时提供实载的数据，解决承运货物过磅问题，方便了车主。 计重收费管理系统是利用设置在收费车道入口处的称重系统，得到通过的车辆的重量等信息，再由收费计算机根据相应费率对通过的货车实行计重收费。 2．系统概述 收费车道是车辆进行发卡、缴费的专用车道，不同于一般的通行道路，因而有着其特殊性，车辆排队、高速通过、刹车、加速、减速等现象极为普遍。动态称重系统的构成和工作流程是确保系统设计成功的关键。本系统选用了IRD公司的DAW100弯板式称重系统，使用了整体式弯板传感器，路面开挖深度仅需5厘米，无机械结构，免维护，避免了车辆通过时所带来的冲击对机械结构的损坏导致车辆无法通行及日常大量的检修、维护、保养工作。DAW100弯板式称重系统系统是得到国际上广泛赞誉的一种动态称重系统，其先进的技术稳定性及高可靠性等特点一直得到广大客户的青睐。 IRD的DAW100是专门设计用于静态/动态中低速检测车辆轴载的称重系统，可高精度并可靠的获得车辆重量及轴载等数据。保证当车辆不规则行驶时（实际使用中最常见的现象）不会对精度产生影响，整个系统具备长寿命和低故障率。在称重系统部件出现故障时，称重系统可向管理软件发送错误信息，便于维护。总体拥有成本（TCP）优于普通机械称台式称重系统。 3．系统构成 系统采用DAW100计重收费称重系统，该系统由2块WPS125（超宽车道采用WPS175）动态弯板式传感器、1个线圈、1套红外线车辆分离器、1个轮胎识别器和1个中心处理器构成。
动态称重系统在桥梁健康监测中的应用 北京替帝西交通科技有限公司 关键词：桥梁治超、桥梁健康监测、桥梁检测 1.引言 大型桥梁的使用期长达几十年、甚至上百年，在环境侵蚀、材料老化、荷载的长期效应和疲劳效应、灾害因素的突变效应等共同作用下将不可避免地导致结构系统的损伤积累和抗力衰减，极端情况下可能引发灾难性的突发事故。因此，为了保障结构的安全性、完整性和耐久性，已建成使用的大型桥梁急需采用有效的手段来监测和评估其损伤程度及安全状态。 车辆的轴重、轴型、交通量是桥梁健康监测中重要的参数。传统的车辆称重技术采用比较多的弯板式的车辆动态称重系统，由于弯板传感器对车辆高速动态响应比较差，加上桥面的铺装结构比较薄，不可能挖掘很深埋设弯板型传感器，所以车辆动态称重的技术在桥梁管理中应用的相对不多，而北京替帝西交通科技有限公司生产的动态称重系统采用压电类传感器，尤其是压电薄膜类传感器由于其尺寸小路面开挖小（2厘米宽2厘米深）可广泛的适用于各种桥面的安装，为桥梁治超管理、结构健康监测管理提供了关键性的数据。 设备检测的数据包括单轴重，轴数，轴组重，总车重，等效单轴
负载，轴间距，总轴距，车长，车悬长，车速，车间距时间，站点代码，车流量，车间距，行驶方向，跨道行驶车辆车道代码，车辆分类，违规代码，路面温度，正确性代码，时间和日期等。 2.轴重子系统在桥梁健康监测系统中的作用 3.桥梁健康监测系统中轴重与视频监控部分设计如下图所示：
4 动态称重系统可以分成以下四个部分 4.1中心服务器 系统中心服务器是由1台服务器组成，服务器配有不间断电源系统。中心服务器通过无线网络或光纤与桥上TDXWIN-L10动态称重系统实现数据交换。中心服务器还负责系统控制、数据存档、数据处理、桥梁结构诊断、预警等。 4.2轴重轴速检测系统 轴重轴速检测系统可以获得单轴重，轴数，轴组重，总车重，等效单轴负载，轴间距，总轴距，车长，车悬长，车速，车间距时间，站点代码，车流量，车间距，行驶方向，跨道行驶车辆车道代码，车辆分类，违规代码，路面温度，正确性代码，时间和日期等数据。测量精度符合桥梁健康监测系统的要求。 4.3局域网
正正在总体上，这份指南与ASTM E 1318是一脉相承的，但由于它是建立正正在欧美及其他国家的阅历基础之上，况且2000年才出版，因此存正正在更丰硕、更传统的方式和更适合当前的发展水平，它存正正在以下多少个特点：建议高低速称重主宰系统的界限正正在15-20km／h~ 间；对于于用途存正正在法律效力(如限重执法、计重收费)的称重系统、总重、误差分歧规定为5％，仍有高低速的差异，对于于称重精细度误差，异常采用置信度的概念，正正在关于动态称重系统的精细度小结上，分得更细一些，但大体上可以与ASTM E 1318小结相对于于应；关于试验方法和误差分析给出了更深入的论述。动态公共公共汽车衡检定规则(车辆总量计量)))和动态公共公共汽车衡标准于2004年宣布，它有多少个特点：等效采用OIML国际建议动态公共公共汽车衡)(R 134 2001)，编写格式按照TJF1002-1998 国家计量检定规则编写规则)中止安置，检定方式加以细致化，关于检定车的种类中止安置。 有关动态称重主宰系统的规范标准 此项为美国材料试验会，公路动态称重系统标准规范及用户要求与试验方法。它首次关于动态称重主宰系统中止了定义了小结，规定了性能要求、用户要求（使用条件）以及试验方法等。 继ASTM 当前，欧洲推出了动态称量系统规范，但没有是一个官方标准，而是一份指导各成员国以及制造商编写标准的指导性材料。 --性能指标零碎差异 自动公共公共汽车衡按照精细度分红6身体衔A、B、c、D E、F，区分对于于总重误差为0．1％、O．2％、0．5％、5％、1O％。 了解和掌握动态称重系统概念及照应的标准规范对于于精确选择和使用动态称重设备及动态称分量具无比次要，通过上述介绍，最后总结多少点： 首先，这种称重系统是一种技艺含量很高的容易设备，动态称重与传统的静态称重有很大的差异。关于长远交通流量已干瘪的公路，若正正在收费口分流卸载必将大幅减低公路的通行频次。它有以下特点： --定义差异 对于于动态称重与ASTM 的定义相同，均为WIM，但把动态称重系统(W IM S)定义为自动公共公共汽车衡。 a)适用于测定车辆总质量的动态称重设备 b)正正在可以被核准的情况下，按适当的精细度等级，适用于测量和指示轴(轴组)荷载 附加条件：适用于被安装正正在受控的称重区域并且由制造厂指定适宜的测试速度范围 c)没有适用于直接安装正正在正常公路中或者许表面的动态称重装置 d)没有适用于按各个轮载称重累加为轴载的动态称重设备 e)没有适用于安装正正在车体上中止测量的动态称重设备。同时，根据外国道路车辆，交通的理论情况，正正在总体水平上与ASTM 和欧洲标准的水平保持一致，它有多少个特点：标准零碎和方式基本上等效采用ASTM E1318和“欧洲的动态称重规范，标准编写格式按照GB／T 142249．2中止安置，正正在试验方法的设计上中止适当缩减，以减小试验成本和周期。 。 动态称重系统是一新建置的传感器和含有软件的电子量具，用以测量动态轮胎力和车辆通过时间并需求计划轮重、轴重、总重（如车速、轴距等）的数据。正正在各个范畴，它与ASTM 和欧洲标准有很大差异，其专业性没有够，这是引起争议的焦点。该标准的编制以ASTM E1318和欧洲动态称重规范为基础，联结国家攻关项目“动态车轴称重系统研制最终成就，参考了美国联邦公路局动态称重手册))、公路性能监视手册)、交通监控指南))和外国电子衡器相关标准以及大批的国内外理论工程。
整车式动态计重收费系统技术方案 山西恒信基智能科技有限责任公司 二〇一六年
目录 一、企业简介 (2) 二、系统介绍 (3) 2.1概述 (3) 2.2 系统构成 (3) 2.3系统优势 (3) 2.4系统特性 (4) 2.5系统工作原理 (4) 三、系统工作流程 (5) 四、整车式动态计重收费系统技术参数 (6) 4.1. 整车式称重台主要技术指标 (6) 4.2.称重控制器技术指标 (6) 4.3.车辆分离器技术指标 (7) 4.4.轮轴识别器 (8) 4.5．称重传感器技术指标 (8) 4.6.数据远程上传子系统 (9) 六、基础技术优势 (9) 七、系统稳定运行的解决方案 (10) 八、系统施工图 (12) 九、整车式称重台检测报告 (18) 十、售后服务 (78) 10.1、产品质量承诺 (78) 10.2、产品价格承诺 (78) 10.3、售后服务承诺 (78)
一、企业简介 山西恒信基智能科技有限责任公司（简称：恒信基）成立于2006年，座落于山西省太原市高新技术产业开发区。专注于智能交通管理系统，围绕超限检测、计重收费、公路收费通信监控，搭建起以解决方案、产品和监控系统、GPS卫星导航定位系统及周边设备的研发、系统集成、销售于一体的高科技系统服务为主体的业务架构，在产品的研发设计、工程实施和系统集成方面具有领先的竞争优势，成为交通智能化领域技术服务的领先企业，被评为山西省“高新技术企业”和太原市高新技术产业开发区“先进企业”。并通过ISO9001:2008质量管理体系认证，具有完善的质量管理体系机制。 恒信基具备先进的技术和优秀的产品，在超限检测技术、计重技术、系统集成技术和GPS卫星导航定位系统行业应用开发方面，居业界领先水平。 恒信基具备业内出色的管理和服务，在纵向管理上，产品销售、工程实施和售后服务的组织结构完备清晰，在横向管理上加强对工程的项目管理和过程控制，形成了矩阵式管理结构，减少了管理层级，提高了对用户服务的响应速度；在销售、采购、工程实施和服务方面，全面建立了质量手册、程序文件和作业指导书。 随着公司长远的规划和市场的发展，结合企业在行业内的资源和优势，提出向安防行业进军的构思并积极的予以实施。为山西省内的安防产品用户提供优质的服务和全新的销售理念。我们在全省各地拥有最一线的基本客户和系统的资源并且在安防工程方面取得不俗的业绩，为企业发展奠定了良好的基础。 恒信基将始终秉承“诚信、求真、敬业、创新”的企业理念,专注于智能交通管理系统，超限检测、计重收费、公路收费通信监控系统，通过为广大用户提供先进的产品、优化的设计方案、满意的工程实施和售后服务，来保持与用户的长期合作、共同发展和持续成功。在日益激烈的市场竞争中，年轻的恒信基以科技为脊，以品质为椎，不断铸炼高品质的服务，我们用行动向您承诺：我们值得信赖！ “诚信为本，发展无限”是我们公司的经营理念。 “为客户创造价值”是我们公司的服务宗旨。 “相信未来，投身未来，赢得未来”是我们公司每个员工的信念。