动态车辆称重系统的算法研究

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。

《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。

基于桥梁结构的动态称重系统算法研究耿少波;石雪飞;阮欣【摘要】The bridge weigh-in-motion system, based on the bridge structure influence line calculation, attracts many researchers' attention extensively abroad. Portability and recyclability are advantages of B-WIM system. Some foreign products are also applied for existing bridge evaluation while few research papers can be found in China. As its application can provide the existing bridge with real vehicle load data for bridge condition evaluation, the operation principles of the whole system are introduced in detail. With an example of a 3-axle truck, the influence line ordinate generation is elaborated. The general form of matrix method is listed for vehicle axles load calculation. The content discussed in this paper can be used as the basis for software generation of B-WIM system.%基于桥梁结构影响线加载的动态称重系统(B-WIM)便携且可循环使用,近几年在国外引起了学者深刻关注,并开发了相应的商业设备,而我国对此进行相关研究见于文献的很少.该系统可为中小跨径桥梁开展汽车荷载调查提供新的思路,并为中小跨径桥梁汽车活载评估提供直接参数.详细介绍了该系统算法原理,以三轴汽车荷载作为示例介绍了影响线坐标值标定过程,并给出了汽车荷载计算的通用矩阵表达式,为下一步进行设备开发的软件程序提供了理论支持.【期刊名称】《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(024)004【总页数】5页(P40-44)【关键词】桥梁结构;动态称重系统;汽车荷载【作者】耿少波;石雪飞;阮欣【作者单位】同济大学桥梁工程系,上海200092;同济大学桥梁工程系,上海200092;同济大学桥梁工程系,上海200092【正文语种】中文【中图分类】U446.30 引言随着我国公路桥梁及城市桥梁的大量建设，在役桥梁承载能力评估吸引了越来越多的桥梁研究者的目光，而汽车荷载作为在役桥梁最重要的活载之一，明确其分布特点具有重要意义。

车辆动态称重技术研究一、本文概述随着物流业的快速发展和道路交通的日益繁忙，车辆动态称重技术在交通运输领域的应用日益广泛。

本文旨在深入研究车辆动态称重技术，探讨其基本原理、技术特点、应用现状以及未来发展趋势。

通过对国内外相关文献的综述和实地调研，本文将为读者提供全面而深入的车辆动态称重技术知识，以期推动该技术在我国的广泛应用和优化发展。

具体而言，本文首先将对车辆动态称重技术的基本概念进行界定，明确其技术原理和应用范围。

接着，通过对国内外车辆动态称重技术的研究现状进行梳理和评价，分析当前我国在该领域的技术水平和存在问题。

在此基础上，本文将重点探讨车辆动态称重技术的关键问题和挑战，如精度提升、抗干扰能力提升、系统稳定性优化等。

结合未来交通运输的发展趋势，本文将对车辆动态称重技术的发展前景进行展望，并提出相应的对策和建议。

通过本文的研究，希望能够为车辆动态称重技术的进一步发展提供有益参考，为推动我国交通运输领域的科技创新和产业升级贡献力量。

二、车辆动态称重技术概述车辆动态称重技术，又称为车辆动态轴重测量技术，是一种在车辆行驶过程中对其重量进行非接触式测量的先进技术。

与传统的静态称重方法相比，动态称重技术具有更高的效率、更低的成本以及更强的实用性，因此在交通管理、道路维护、执法监督等领域得到了广泛应用。

动态称重系统主要由传感器、数据采集器、数据处理单元以及显示和控制部分组成。

传感器通常安装在道路表面或下方，用于捕捉车辆通过时产生的力学信息，如压力、振动等。

数据采集器负责将这些模拟信号转换为数字信号，并传输给数据处理单元。

数据处理单元则根据预设的算法对采集到的数据进行处理，以得出车辆的动态重量。

通过显示和控制部分，用户可以实时了解车辆的重量信息，或者将数据存储以供后续分析。

动态称重技术的核心在于其准确性和稳定性。

由于车辆行驶过程中存在加速度、制动、转向等多种动态因素，如何准确测量并消除这些因素的影响，是动态称重技术的关键所在。

车辆动态称重系统算法车辆动态称重系统算法是一种用于测量车辆重量的技术，它可以通过传感器和计算机算法来实现。

该系统可以应用于货车、卡车、挖掘机等各种车辆的称重，以便于货物的计量和运输管理。

下面将详细介绍车辆动态称重系统算法的主要内容。

1. 传感器技术车辆动态称重系统的核心是传感器技术。

传感器可以通过测量车辆轮胎与地面的接触力来计算车辆的重量。

传感器可以分为压力传感器和应变传感器两种类型。

压力传感器是通过测量车轮与地面的接触面积和压力来计算车辆重量的。

应变传感器则是通过测量车轮与地面的接触面积的变化来计算车辆重量的。

传感器的准确性和稳定性对车辆动态称重系统的精度和可靠性有着至关重要的影响。

2. 数据采集和处理传感器采集到的数据需要经过处理才能得到车辆的重量。

数据采集和处理的过程需要使用计算机算法来实现。

算法可以通过对传感器数据的分析和处理来计算车辆的重量。

数据采集和处理的过程需要考虑到车辆的速度、车轮数量、车轮位置等因素，以确保测量结果的准确性和可靠性。

3. 系统校准和调试车辆动态称重系统需要进行校准和调试才能保证测量结果的准确性和可靠性。

校准和调试的过程需要使用标准重量进行比对，以确保系统的精度和稳定性。

校准和调试的过程需要定期进行，以确保系统的正常运行和测量结果的准确性。

4. 数据存储和管理车辆动态称重系统需要将测量结果进行存储和管理，以便于后续的数据分析和管理。

数据存储和管理需要使用数据库技术来实现，以确保数据的安全性和可靠性。

数据存储和管理的过程需要考虑到数据的格式、存储容量、数据备份等因素，以确保数据的完整性和可靠性。

总之，车辆动态称重系统算法是一种重要的技术，它可以应用于各种车辆的称重和运输管理。

该系统需要使用传感器技术、计算机算法、数据采集和处理、系统校准和调试、数据存储和管理等技术来实现。

只有在这些技术的支持下，车辆动态称重系统才能实现精确、可靠的测量结果。

Instrumentation and Equipments 仪器与设备, 2023, 11(1), 57-64 Published Online March 2023 in Hans. https:///journal/iae https:///10.12677/iae.2023.111008一种车载动态称重控制方法与试验研究刘友林，代建龙，颜武刚，彭 云，陈建军湖南创远高新机械有限责任公司，湖南 长沙收稿日期：2023年2月8日；录用日期：2023年3月8日；发布日期：2023年3月16日摘要传统的车载称重系统一般采用静态称重方案，需要将整车开到特定的地磅上进行称重。

这种方式智能化程度低，影响设备的装载效率。

车载动态称重方案容易受到本身和外部的干扰，影响称重精度及稳定性。

本文提出一种软件处理方法，可以尽可能地减小干扰，从而提升系统性能。

在环卫垃圾压缩车和矿用铲运机上应用本文所述的方法，实时动态称量的精度和稳定性得到了提升，验证了本方案的可行性。

关键词车载，动态称重，压缩垃圾车，铲运机，精度，稳定性Research on a Control Method and Tests on Vehicle Dynamic WeighingYoulin Liu, Jianlong Dai, Wugang Yan, Yun Peng, Jianjun ChenHunan Chuangyuan High-Tech Machinery Co., Ltd., Changsha HunanReceived: Feb. 8th , 2023; accepted: Mar. 8th , 2023; published: Mar. 16th, 2023AbstractThe traditional vehicle weighing system generally adopts the static weighing scheme. It is neces-sary to drive the whole vehicle to a specific weighbridge for weighing. This method is not intelligent, and it will affect the loading efficiency of the equipment. Vehicle dynamic weighing scheme is vul-nerable to internal and external interference, influencing the accuracy and stability of the weigh-ing system. This paper proposes a software processing method, interference can be minimized, so as to improve the system performance. The method described in this paper is applied to the environ-mentally compressed garbage truck and mine scraper, the accuracy and stability of dynamic weigh-ing have been improved, and this verifies the feasibility of this scheme.刘友林等KeywordsVehicle, Dynamic Weighing, Compressed Garbage Truck, Scraper, Accuracy, StabilityCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言随着经济的发展和科技进步，现代交通运输业飞速发展，车辆的超限超载对交通安全、运输市场及汽车生产秩序造成了极大伤害[1][2][3]。

提高动态汽车衡称重精度的算法设计与实现测控论文自动化论文...摘要:为了提高动态汽车衡的称重精度,采用有限冲击响应(fir)数字滤波算法滤除车辆动态称重过程中产生的随机干扰噪声.鉴于称重信号的信噪比较低和干扰噪声的复杂性,对基本算法进行了改进和优化,基于arm微控制器平台实现了这一算法.通过对应用该算法的动态汽车衡的称重结果的分析,证明此算法对于提高动态称重精度具有良好的效果.1引言车辆超载超限行驶是造成公路加速损坏的重要原因,也是引发交通事故的一个重要因素,给国家和人民生命财产造成严重的危害.需要采用先进的技术手段,从根本上解决车辆超载超限运输问题,为此,深圳科尔达公司结合自己多年动态称重设备的研发、制造、应用经验进行技术创新,依据交通部车辆轴类型及轴载质量标准,成功开发出符合我国车辆管理规范要求的cw公路车辆超限动态检测与计重收费系统(简称:动态汽车衡),为治理车辆超载超限运输提供了强有力的技术手段.动态汽车衡采用动态称重(wim)技术,即在车辆行驶的状态下进行称重.与静态称重相比,其主要特点是节省时间,效率高,不会对正常交通造成影响.但设备工作环境恶劣、称重时间短,冲击力大、干扰因素多,严重影响动态称重精度.因此,如何克服外界随机干扰的影响,准确称量车辆重量,成了动态汽车衡的技术难点和关键[1].2设备组成及工作原理cw动态汽车衡主要由动态轴重衡、轮轴识别器、车辆分离器、称重控制仪表及上位机组成,如图1所示.动态轴重衡以称量轴载的方式对车辆的各轴或轴组依次进行称量,确定车辆总重量;轮轴识别器由一组压力传感器组成,当车辆轮胎压过时,将压力信号转换为轮胎数量信号;车辆分离器通过红外光的同步扫描来提供车辆的开始和结束信号,保证称重数据和车辆之间的对应关系;称重控制仪表检测设备的工作状态,采集各种传感器信号,处理数据;上位机管理视频音频、智能路闸、声光报警器和大屏幕显示器等设备,接收和处理仪表上传的车辆信息,自动判断是否超载超限,生成和打印各种报表,并与控制中心通讯当车辆进入称重检测车道时,车辆分离器首先识别车辆并启动称重程序,车轴通过动态轴重衡,得到该轴的轴载信息,然后,相应的轴通过轮轴识别器,得到该轴是单轮还是双轮的信息,车辆各轴的轴载和轮轴类型信息被称重控制仪表依次处理,当车辆分离器检测到车辆尾部通过后给出收尾信号,仪表将称重时间、超限标志、速度、速度变化、轴数、轴组数、每轴轴载、每轴轴型、相邻轴轴距等信息组合成车辆称重信息数据包并进行传输.上位机对数据包进行处理,计算整车重量,控制视频设备对车辆进行拍照,并按控制中心下发的计重收费标准进行相应的收费计算,同时通过大屏幕显示器显示车型、车重、超载率、收费金额等数据供司机查看.如果车辆超载超限,将驱动声光报警器报警.车辆完成交费后,收费员控制挡车栏杆开启,车辆得以通行.3动态称重信号分析汽车动态称重过程中的运动状态是相当复杂的,当车辆通过动态汽车衡时,传感器受到的作用力包括两部分,一是车辆的稳态载荷,即由于车辆在当前轮轴上分担的重量引起的载荷;二是车辆的动态载荷,或者称为瞬态载荷.动态载荷产生的因素很多,主要有三类,一是由车辆自身的各种因素引起的振动;二是由路面不平造成的振动;三是由车辆与地表耦合而产生的振动[2].动态载荷在称重过程中是作为噪声出现的,是影响称量精度的主要因素,要想把所测量的真实静态轴载信号比较准确地反映出来,就必须最大限度地消除随机噪声干扰.相关实验显示:动态称重信号的信噪比很低,干扰噪声的幅值可达真实轴重的20%甚至更多.成分也非常复杂,既有共模干扰,也有串模干扰,频率分布从几十赫兹到几千赫兹[3].采用差动放大器能有效地消除共模干扰,采用模拟rc低通滤波器可有效降低串模干扰,但必须折中考虑滤波参数的大小,参数越大,消除干扰噪声的效果越好,但输出信号的延迟也越大,这对车辆动态称重来说是不允许的;参数越小,实时性越好,但消除干扰噪声的效果也越差.这样滤波后的信号仍然含有相当一部分的干扰信号,必须采用数字滤波的方法加以消除.因此,动态汽车衡的称重精度很大程度上取决于数字信号处理方法,优良的数字滤波算法显得尤为重要.数字滤波基于一定长度的数据,为了获得尽可能多的称重数据,一般采用以下两种方法:一是选用高速ad转换器,提高采集频率;二是增加称重平台的宽度(沿车辆通过的方向),增加称重时间,但受到车辆轴组的轴间距及轮胎着地长度的限制,最大不应超过900mm,否则,可能无法保证正确分离每轴称重信息.由于称重平台的宽度较窄,车辆正常通过时车速可以近似匀速处理,其信号波形如图2所示.车辆刚进入称重平台时,由于传感器应变片突然受力还无法回至平衡,此时的输出峰值将高于真实的轴重值,根据应用经验,这段传感器的反应时间(t0)一般为25ms,这段时间的数据在实际测量中可以不予考虑,只要对后续时间(t0～t1)的采集数据进行滤波处理.4数字滤波的原理及实现数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统,通过对采样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的.常用的数字滤波方法有限幅滤波、中值滤波、算术平均滤波、加权平均滤波、滑动平均滤波、低通滤波和复合滤波等.这些简单的滤波方法对于缓慢变化的信号具有很好的滤波效果,但对于车辆动态称重这种变化比较快的信号的滤波就无能为力了.通过反复对比试验,cw动态汽车衡采用了高效的有限冲激响应(fir)数字滤波方法,fir滤波器是非递归的,它总是稳定的,更重要的是它在满足幅频响应要求的同时,可以获得严格的线性相位特性,并具有滤波效果好滤波参数修改方[4].其计算原理可表示为:利用这一特性,可以对串行结构进行改进,得到乘法次数少的结构,如图3所示(图中m=(n-1)/2).首先进行加法运算,然后对加法运算的结果进行串行乘累加运算.改进后的结构完成一次滤波仅需要(n+1)/2次乘法运算,只是串行或并联结构所需次数的一半,极大地提高了处理速度.高阶fir滤波器具有更好的性能,但n越大,滤波器的运算量越大,滤波后信号的时延也越大,因而必须折中考虑n的大小,基本原则是滤波器卷积运算的时间应小于信号的采样周期,以满足实时性的要求.通过反复实验,cw动态汽车衡采用19阶的fir滤波算法,实现一次fir卷积运算需要执行10次乘法和18次加法.为了实现数据的实时处理,需要在一个仪表采样周期内完成数据采集和卷积运算.在较低性能微控制器系统中,由于微控制器资源的限制,无法满足实时大量浮点运算的要求,通常只能采用专门的硬件来实现.随着微控制器技术的发展,新型arm微控制器具有非常卓越的性能,极高的性价比,完全具备用软件实现fir滤波的能力[5].cw动态汽车衡的称重控制仪表选用了nxp公司的32位arm微控制器lpc3220,它是一种高性能、低功耗的微控制器,采用了带矢量浮点协处理器的arm926ej-scpu内核,工作频率高达266mhz,具备复杂数据的快速处理能力,用c语言完成一次卷积运算时间约为1us[6].ad转换器选用了德州仪器(ti)为高速数据采集应用推出的超高性能模数转换器ads8254,它采用ti最新一代逐次逼近寄存器(sar)技术,内部集成了四通道多路复用器、输入运算放大器、6ppm/°c参考以及参考缓冲器,拥有4个全差分输入通道、16位转换精度和1msps转换速率,完成一次转换只有4us,具有业界一流的ac和dc性能和超低信道漂移,能确保信号测量的可靠性与可重复性.仪表采样速率为50khz,每隔20us启动转换一次,所以有足够的时间完成ad转换和卷积运算,图4是仪表的功能框图.当车辆以20km/h速度通过900mm宽的称重平台时,假定轮胎与地面的接触长度为100mm,则轮胎完全压上称重平台的称重时间约为126ms,除去前25ms 传感器的反应时间,可以采集大约5050个数据,这些数据经过fir数字滤波后,噪声被有效的抑制,就可以计算出车辆的真实重量[7].5算法的改进和优化当输入信号的干扰较小时,fir滤波基本算法有很好的滤波效果.但动态汽车衡安装在户外,日晒雨淋,环境异常严酷,电磁干扰、温度影响、冲击和震动都比较严重,称重信号会变得有毛刺甚至很严重,基本算法无法剔除这些外界干扰因素造成的噪声.经过大量的实验和调试,我们对fir滤波基本算法进行了改进和优化,极大地改善了滤波性能,使动态汽车衡的技术指标达到了设计要求.(1)在fir滤波之前对采样数据进行一次过滤,处理一些异常点,具体做法是:先采样两个点,比较这两个点是否异常?异常重新采样,否则继续.那么如何判断异常呢?经过反复的实验、调试和理论推导发现:如果二个数之差的绝对值超过了第一个数的绝对值10%就可以认为该数是异常的数,这样就剔除了汽车高速通过轴重台时由于颠簸产生的尖峰信号,经过这个环节我们可以得出两个正常的数,为后续处理所用.(2)在后续每次采样后都把这次数与上次数比较.如第三次采样的数与在第一步中得到的正常的第二个数进行比较,如果二个数之差的绝对值超过了第二个数的绝对值10%,我们就把第二个数代替第三个数,这样一方面消除了异常数的影响;另一方面又不影响采样频率和数据数量.(3)经过前次处理毫无疑问称重信号平滑多了,测量准确度也有所提高,为了取得更好的滤波效果,采用了fir二次滤波.也就是把滤波后结果又作为输入信号,再次进行fir滤波.(4)为了进一步降低尖峰脉冲的影响,改善信号的平滑性,又将经过二次fir滤波的输出数据每12个一组,去掉一个最大和最小数,再对10个数求平均值.6实验及结果分析滤波器的各种重要指标都是由窗函数决定,为了改善滤波器的性能,窗函数谱的主瓣应尽可能窄,旁瓣峰值衰减应尽可能大,以使滤波器有较陡的过渡带而肩峰和余振小.但两者是相互矛盾的,实际应用中要折衷处理,兼顾各项指标.通过对矩形(rectangular)窗、汉宁(hanning)窗、海明(hamming)窗、布莱克曼(blackman)窗以及凯塞(kaiser)窗等几种常用窗函数的分析和比较,本算法选用加海明窗的理想低通滤波器,其归一化截止频率为0.25,如图5所示.仪表采集的车辆动态称重信号为含有多种噪声成分的直流信号,其波形如图6所示.原始数据经过优化算法处理后其波形如图7所示.从实验结果可以看出,滤波之前的噪声的峰值在0.1左右,部分噪点峰值达到了0.15,而此时的轴重信号为1,这将严重影响动态称重精度[8].采样数据经过fir滤波优化算法处理后信号得到了明显的改善,可以得到非常平稳的重量信号,噪声信号的峰值被抑制在0.01的范围内,这就大大改善了信噪比,提高了动态称重精度.为了检验采用优化算法的动态汽车衡的技术性能,广东省计量科学研究院按照jjg907-2006《动态公路车辆自动衡器》国家检定规程的要求对cw动态汽车衡进行了检定,其中三轴参考车辆采用了一辆三轴泥头车,前轴为单轮单轴,后轴为双轮双轴,加载10t标准砝码,在静态情况下称得汽车前轴重量是5620kg,后轴重量是18340kg.表1是部分检定数据,数据表明采用优化算法的动态汽车衡在20km/h速度以内整车称重精度优于±1%,达到了较高的准确度水平.7结束语动态汽车衡是公路车辆超载超限检测和计重收费的重要技术装备,但其动态称重精度和稳定性一直是制约设备广泛应用的重要原因,本设计采用fir滤波优化算法,对动态称重信号进行处理,有效地去除了噪声干扰,应用该技术后cw动态汽车衡的称重精度和稳定性大幅提高,取得了非常明显的效果,现已投入批量生产.参考文献:[1]程路,张宏建,曹向辉.车辆动态称重技术[j].仪器仪表学报,2006,27(8):943-948.[2]王郑耀.一种较高精度的公路动态称重系统的算法研究[d].西安:西安交通大学理学院,2004.[3]张文会,韩冰源,马振江.车辆动态称重系统误差产生机理[j].森林工程,2007,25(3):22-24.[4](日)谷萩隆嗣著,王友功译.数字滤波器与信号处理[m].北京:科学出版社.2003.[5]王冬霞,钟文华,周航慈.基于arm的fir数字滤波器的软件实现[j].电子元器件应用,2008,10(5):61-63.[6]杜春雷.arm体系结构与编程[m].北京:清华大学出版社,2003.[7]马明建.数据采集与处理技术[m].西安:西安交通大学出版社,2005.[8]龚纯,王正林.精通matlab最优化计算[m].北京:电子工业出版社,2009.作者简介:樊旺日(1965-),男,工程师,主要从事工业自动化仪表和动态称重设备的研究与开发。

《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。

《车辆动态称重系统数据传输及算法研究》篇一一、引言随着交通运输的快速发展，车辆动态称重系统（WIM，Weight-In-Motion System）已成为道路运输管理中不可或缺的设施。

这种系统主要用于在车辆行驶过程中测量其质量或载重情况，并利用得到的数据来保障公路和桥梁的安全运营，减少超载车辆的破坏，进而有效监控和维护交通运输网络。

在技术日益进步的背景下，如何确保数据传输的实时性、稳定性和安全性以及算法的准确性成为了研究的重点。

本文将详细探讨车辆动态称重系统的数据传输及算法研究。

二、车辆动态称重系统概述车辆动态称重系统是一种利用传感器和电子设备在车辆行驶过程中进行称重的系统。

它主要由传感器、数据采集器、数据传输模块和数据处理中心等部分组成。

传感器负责捕捉车辆行驶过程中对路面的压力变化，数据采集器将捕捉到的信息转换成数字信号并保存下来，数据传输模块将数字信号实时传送到数据处理中心进行分析和存储。

三、数据传输研究数据传输是车辆动态称重系统的重要环节。

为了提高数据的实时性和稳定性，需研究更加先进的数据传输技术和网络结构。

以下是对其关键技术的研究分析：1. 传输技术：传统的有线传输虽然稳定，但存在安装成本高、布线复杂等问题。

无线传输技术则以其便捷性、灵活性和低成本得到了广泛应用。

为确保数据传输的实时性，需研究低延迟、高带宽的无线传输技术，如5G、6G等网络技术。

2. 数据加密：为保障数据传输的安全性，需对数据进行加密处理。

采用先进的加密算法和安全协议，如AES、TLS等，以防止数据在传输过程中被窃取或篡改。

3. 云平台应用：将数据传输至云平台进行存储和分析，可实现数据的远程管理和实时监控。

利用云计算的高性能和弹性计算能力，提高数据处理速度和效率。

四、算法研究在车辆动态称重系统中，算法的准确性直接影响到测量结果的可靠性。

以下是对关键算法的研究分析：1. 滤波算法：为消除传感器噪声和干扰信号的影响，需采用滤波算法对原始数据进行处理。

《车载动态称重系统的研究与设计》篇一一、引言随着交通运输的快速发展，道路安全与运输效率的问题日益受到重视。

其中，车载动态称重系统作为一种关键的检测设备，对于车辆超载、超限的监控和管理起到了重要作用。

本文旨在研究并设计一款高效、准确的车载动态称重系统，以提高交通运输的安全性和效率。

二、研究背景及意义车载动态称重系统（WIM，Weight In Motion）是一种用于实时监测车辆载重的设备。

在国内外交通运输中，由于超载、超限运输导致的安全事故频发，因此，对于车辆载重的精确监控变得尤为重要。

车载动态称重系统的研究与设计不仅可以有效预防因超载而引发的交通事故，还能提高道路的使用寿命，降低维护成本。

此外，它还能为物流企业提供实时载重数据，帮助企业合理调度车辆，提高运输效率。

三、系统需求分析1. 功能性需求：系统应能准确、快速地测量车辆载重，并具备数据记录、存储和传输功能。

2. 性能需求：系统应具备较高的稳定性和可靠性，以适应各种复杂的道路环境和气候条件。

3. 用户需求：系统应操作简便，界面友好，能满足不同用户的操作习惯和需求。

四、系统设计1. 硬件设计：（1）传感器部分：采用高精度压力传感器，安装在道路表面下方，以实时检测车辆经过时产生的压力变化。

（2）数据采集与处理部分：通过微处理器和相关的电子设备采集和初步处理传感器所接收的数据。

（3）通讯接口部分：用于与上位机进行数据传输和交互。

2. 软件设计：（1）数据采集与处理模块：负责从传感器中获取原始数据并进行初步处理。

（2）数据存储与传输模块：将处理后的数据存储到本地数据库或通过网络传输到上位机。

（3）用户界面模块：提供友好的用户界面，方便用户进行操作和查看数据。

五、关键技术及实现方法1. 高精度称重技术：采用先进的信号处理技术和算法，提高称重的准确性和稳定性。

2. 数据传输技术：利用现代通讯技术，实现数据的实时传输和远程监控。

3. 系统校准与维护：定期对系统进行校准和维护，确保其长期稳定运行。

《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，对车辆载重信息的准确获取变得尤为重要。

车载动态称重系统作为一种能够实时、动态地获取车辆载重信息的技术，在交通运输、物流管理等领域具有广泛的应用前景。

本文旨在研究并设计一款高效、准确的车载动态称重系统，以满足现代物流运输的需求。

二、研究背景与意义车载动态称重系统通过高精度的测量技术，可以在车辆行驶过程中实时获取载重信息，具有非接触式、实时性、高精度的特点。

这种技术在交通运输管理、路况监测、超载治理等方面具有重要应用价值。

通过对车载动态称重系统的研究与设计，可以提高物流运输的效率，降低运输成本，同时也有助于维护道路安全，减少因超载等违规行为引发的交通事故。

三、系统设计1. 硬件设计车载动态称重系统的硬件部分主要包括传感器、信号处理模块、数据传输模块等。

传感器负责测量车辆的载重信息，可采用压电式传感器或电阻应变片式传感器等高精度测量技术。

信号处理模块负责将传感器输出的信号进行放大、滤波等处理，以提取出有用的信息。

数据传输模块则负责将处理后的数据传输到上位机或云端服务器进行处理和分析。

2. 软件设计软件部分主要包括数据采集、数据处理、数据存储与传输等模块。

数据采集模块负责从传感器中获取原始的载重信息。

数据处理模块负责对采集到的数据进行处理和分析，如去除噪声、计算平均值等。

数据存储与传输模块则负责将处理后的数据存储到本地或云端服务器，并实现数据的远程传输和共享。

四、关键技术分析1. 高精度测量技术高精度测量技术是车载动态称重系统的核心技术之一。

为了提高测量的精度和稳定性，可采用压电式传感器或电阻应变片式传感器等高精度测量技术，同时还需要对传感器进行定期的维护和校准。

2. 信号处理与滤波技术由于车辆在行驶过程中会受到各种干扰因素的影响，如路面不平、车辆振动等，因此需要对传感器输出的信号进行信号处理与滤波技术处理，以提取出有用的信息。

这需要采用数字信号处理技术和滤波算法等技术手段。

《车载动态称重系统的研究与设计》篇一一、引言随着交通运输的快速发展，对于货物运输过程中的精确称重和计量要求越来越高。

车载动态称重系统（Weight-In-Motion System，简称WIM）以其非接触式、实时性强的特点，逐渐成为物流行业中的关键技术之一。

本文旨在研究并设计一套高效、准确的车载动态称重系统，以满足现代物流的称重需求。

二、研究背景与意义在传统的静态称重方式中，货车需要停靠于固定位置进行称重，这种方式不仅效率低下，而且难以满足现代物流对于快速称重的需求。

车载动态称重系统的研究与应用，不仅可大幅提高物流效率，同时还可以减少人力成本和减少由于人为操作而引起的误差。

因此，设计并实现一个可靠、精确的车载动态称重系统，具有重要的应用价值和广阔的市场前景。

三、系统架构设计（一）硬件架构车载动态称重系统的硬件部分主要包括传感器、数据采集模块、控制模块和通讯模块。

传感器用于检测车辆的重量和速度；数据采集模块负责将传感器采集的数据进行预处理；控制模块则负责协调整个系统的运行；通讯模块则负责将处理后的数据发送到终端设备。

软件部分则主要涉及数据传输协议的制定、数据处理算法的设计以及人机交互界面的开发等。

在数据传输方面，应选择稳定性好、抗干扰能力强的通讯协议；在数据处理方面，需要设计出一种能够有效降低噪音干扰和异常数据的算法；在人机交互方面，需要开发一个简单易用的操作界面，便于用户操作。

四、关键技术及实现（一）传感器技术传感器是车载动态称重系统的核心部件之一，其性能的优劣直接影响到整个系统的精度和可靠性。

目前常用的传感器技术包括压电式、电容式和电磁式等。

在实际应用中，应根据实际需求和成本考虑选择合适的传感器类型。

（二）数据处理算法数据处理算法是车载动态称重系统中的关键技术之一。

由于车辆在行驶过程中会产生一定的震动和噪音干扰，因此需要设计一种能够有效降低这些干扰的算法。

常见的算法包括滤波算法、数字信号处理算法等。

编号本科生毕业设计基于FIR算法的汽车动态称重系统的理论研究Theoretical Research of FIR Algorithm-Basedin Vehicle Dynamic Weighing Systems学生姓名专业学号指导教师学院二〇一三年六月毕业设计（论文）原创承诺书1．本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《 ••••••••••••• 》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。

2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。

3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。

4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。

以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作者签名：• 年•• 月••日摘要交通运输业的发展无疑对国民经济建设起到了积极的推动作用，但是号称公路隐形杀手的营运车辆超载现象屡禁不止，其危害是多方面的：加速损坏公路路面，增加公路养护成本；使国家税费大量流失；造成交通事故频繁发生；严重的环境污染；加速车辆的损坏。

因此加强公路运输的管理、保障行车安全等问题也显得日趋重要。

车辆动态称重，即在非停车的运动状态下的称重，与停车状态下的静态称重相比，其主要特点是节省时间，效率高，使得称重时不至于造成对正常交通的干扰。

汽车动态称重是加强公路超限运输、强制实施超限法规等管理现代化、科学化的技术条件。

动态车辆称重系统的研究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。

《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，对车辆载重量的准确测量显得尤为重要。

传统的静态称重方式已无法满足现代物流的快速、高效需求。

因此，车载动态称重系统应运而生，其能够实时、动态地测量车辆载重量，为物流运输提供更为便捷、高效的服务。

本文旨在研究并设计一款高效、准确的车载动态称重系统。

二、系统概述车载动态称重系统是一种集成了传感器技术、信号处理技术、计算机技术等先进技术的综合性系统。

它能够在车辆行驶过程中，通过传感器实时测量车辆的载重量，并将数据传输至计算机进行处理和存储。

三、系统设计（一）硬件设计车载动态称重系统的硬件部分主要包括传感器、信号处理器、显示器等。

传感器负责实时测量车辆的载重量，并将其转化为电信号；信号处理器负责接收和处理传感器的信号，提取出有用的信息；显示器则将处理后的信息以直观的方式展示给驾驶员或操作人员。

（二）软件设计车载动态称重系统的软件部分主要实现数据的处理和存储。

在接收到传感器传输的数据后，软件需要对数据进行处理和分析，得出准确的载重量，并将数据存储在计算机中，以便后续的查询和分析。

此外，软件还需要具备友好的用户界面，方便驾驶员或操作人员进行操作和查看数据。

四、关键技术（一）传感器技术传感器是车载动态称重系统的核心部件，其性能直接影响到整个系统的准确性和可靠性。

因此，选用高性能的传感器是至关重要的。

目前常用的传感器有压力传感器、应变计等。

（二）信号处理技术由于传感器输出的信号往往包含噪声和干扰信号，因此需要采用信号处理技术对信号进行滤波和提取。

常用的信号处理技术包括数字滤波、小波分析等。

（三）数据传输技术为了实现车载动态称重系统的实时性，需要采用高速、稳定的数据传输技术。

常用的数据传输方式包括有线传输和无线传输。

无线传输具有安装方便、维护成本低等优点，是当前主流的传输方式。

五、系统实现与应用（一）系统实现在硬件和软件设计的基础上，通过编程和调试，实现车载动态称重系统的各项功能。

《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，对车辆称重技术的需求越来越迫切。

车载动态称重系统作为现代物流中的关键技术，能够在车辆运行过程中实时、准确地获取货物重量信息，对保障交通安全、提升运输效率、防止超载超限等具有重要意义。

本文旨在研究并设计一款高效、稳定的车载动态称重系统。

二、系统需求分析1. 功能性需求- 实时称重：系统需在车辆行驶过程中实时获取货物重量信息。

- 稳定性：系统需在各种路况和速度下保持稳定的称重性能。

- 安全性：系统应具备高可靠性，确保数据准确无误。

2. 非功能性需求- 用户界面友好：提供简洁易用的操作界面，方便用户使用和维护。

- 响应速度快：系统响应时间应尽量缩短，提高工作效率。

- 兼容性：系统应具备较好的兼容性，可与多种车型和称重设备配合使用。

三、系统设计1. 硬件设计- 传感器设计：采用高精度压力传感器，实时采集车辆压力数据。

- 数据采集器：将传感器数据转换为数字信号，进行初步处理和存储。

- 数据传输模块：负责将处理后的数据传输至后台服务器或显示终端。

2. 软件设计- 数据处理算法：采用先进的信号处理算法，对传感器数据进行去噪、滤波等处理，提高称重精度。

- 人机交互界面：设计直观的操作界面，便于用户进行操作和查看数据。

- 数据通信协议：制定统一的通信协议，确保数据传输的稳定性和安全性。

四、关键技术分析1. 传感器技术：选用高精度、高稳定性的压力传感器，确保称重数据的准确性。

2. 数据处理技术：采用数字信号处理技术，对传感器数据进行处理和分析，去除干扰信号，提高信噪比。

3. 数据传输技术：采用无线传输技术，确保数据传输的实时性和稳定性。

同时，采用加密技术保障数据传输的安全性。

五、系统实现与测试1. 系统实现- 根据设计需求，完成硬件和软件的研发和制作。

- 将硬件和软件进行集成，形成完整的车载动态称重系统。

2. 系统测试- 功能性测试：对系统的各项功能进行测试，确保系统能够正常工作。