本發(fā)明涉及車載稱重領(lǐng)域，特別是涉及一種免停車的車載稱重在線監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在車輛運(yùn)輸過程中，車載超限檢測是一項(xiàng)重要的工作，在當(dāng)前涉及載重車輛的交通事故和路橋毀損事故中幾乎都要與車輛超載密切相關(guān)。因此，監(jiān)控和控制超載是實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸交通安全的重要環(huán)節(jié)。

現(xiàn)有車輛稱重主要分為兩類，一類是基于地磅測量，即車輛行駛至地磅區(qū)進(jìn)行車輛，該方法耗時(shí)長，只能進(jìn)行抽檢，嚴(yán)重影響車輛載重測量效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種免停車的車載稱重在線監(jiān)測系統(tǒng)，旨在實(shí)現(xiàn)車載稱重免停測量，即在車輛未發(fā)生?？康那闆r下，對車輛載重進(jìn)行測量，節(jié)約車輛超載核查時(shí)間。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種免停車的車載稱重在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

設(shè)置于道路第一位置的第一基站，用于廣播車載稱重請求；

設(shè)置于車輛上的車載稱重裝置，用于測量車載稱重信息；

設(shè)置于道路第二位置的第二基站，用于接收車載稱重信息；

其中，車載稱重裝置包括：

通訊模塊，用于和第一基站、第二基站通訊；

稱重傳感器，用于采集車載稱重?cái)?shù)據(jù)；

稱重狀態(tài)判斷單元，用于判斷車載稱重狀態(tài)；

稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元，用于數(shù)字處理車載稱重?cái)?shù)據(jù)；

通訊模塊接收第一基站稱重測量指令，采集車載稱重?cái)?shù)據(jù)，并發(fā)送給稱重狀態(tài)判斷單元；稱重狀態(tài)判斷單元接收車載稱重?cái)?shù)據(jù)，判斷并獲得車載稱重狀態(tài)，將車載稱重狀態(tài)和車載稱重?cái)?shù)據(jù)發(fā)送給稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元；稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元根據(jù)車載稱重狀態(tài)對車載稱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得車載稱重等效值，將車載稱重等效值發(fā)送給通訊單元；通訊單元將車載稱重等效值發(fā)送給第二基站。

該技術(shù)方案通過第一基站與車載通訊模塊取得通訊，并告知車輛進(jìn)行稱重測量，并將測量結(jié)果上傳至第二基站，實(shí)現(xiàn)免停車便可進(jìn)行車載稱重，節(jié)約車輛超載查實(shí)時(shí)間。

進(jìn)一步而言，稱重狀態(tài)判斷單元用于判斷車載稱重狀態(tài)：稱重狀態(tài)判斷單元提取稱重傳感器采集的n個(gè)車載稱重?cái)?shù)據(jù)M_i，計(jì)算整體數(shù)據(jù)波動指數(shù)若E≤α，則判定車載稱重狀態(tài)為平衡狀態(tài)；若E＞α，則判定車載稱重狀態(tài)為非平衡狀態(tài)；其中，M₀為載重?cái)?shù)據(jù)M_i的平均值，n≥10，1≤i≤n，M₀＞0；α取值為0≤α≤2。

在該技術(shù)方案中，載重狀態(tài)的判斷方法主要是對數(shù)據(jù)濾波指數(shù)進(jìn)行考量，波動性小，則直接求均值計(jì)算，波動大則需要對數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理。值得一提的是：波動指數(shù)觀察公式可知，在M₀分別為1噸和10噸的案例中，稱重?cái)?shù)據(jù)M_i分別為1.2噸和12噸對波動指數(shù)的貢獻(xiàn)是一樣的。

進(jìn)一步而言，稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元，用于數(shù)字處理車載稱重?cái)?shù)據(jù)：若車載稱重狀態(tài)為平衡狀態(tài)，則稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元提取稱重傳感器采集的n個(gè)載重?cái)?shù)據(jù)M_i，計(jì)算并獲得載重均值n≥10，1≤i≤n。

進(jìn)一步而言，稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元，用于數(shù)字處理車載稱重?cái)?shù)據(jù)；若車載稱重狀態(tài)為非平衡狀態(tài)，則進(jìn)行如下操作：

S101、依次計(jì)算各個(gè)載重?cái)?shù)據(jù)的單個(gè)波動指數(shù)E_i；n≥10，1≤i≤n，M_i為第i個(gè)載重?cái)?shù)據(jù)；

S102、刪除波動指數(shù)E_i≥β的載重?cái)?shù)據(jù)M_i，刪除與載重?cái)?shù)據(jù)M_i相鄰的數(shù)據(jù)M_i-j,M_i-j+1,...,M_i+j-1,M_i+j；β取值為0＜β≤0.5；

S103、計(jì)算載重均值n′為步驟S402刪除后剩余數(shù)據(jù)總量，k載重?cái)?shù)據(jù)新的標(biāo)號，1≤n′≤n，1≤k≤n′。

在實(shí)際車輛行駛中，由于路面坑坑洼洼或加減速或彎道行駛會造成車載稱重的不精確。在本技術(shù)方案中，依次計(jì)算單個(gè)載重?cái)?shù)據(jù)的波動指數(shù)，并將波動較大的數(shù)據(jù)剔除，可以提高稱重測量精度。在本技術(shù)方案中，為了進(jìn)一步提高測量精度，將波動點(diǎn)相臨近的數(shù)據(jù)也剔除。

進(jìn)一步而言，通訊接收車載稱重請求指令，喚醒稱重傳感器、稱重狀態(tài)判斷單元，稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元。

在該改進(jìn)方案中，在車載通訊節(jié)點(diǎn)接收車載稱重請求指令之后才喚醒相關(guān)車載稱重單元，其它時(shí)間車載稱重相關(guān)單元可以處于休眠狀態(tài)，有利于節(jié)約能源。

進(jìn)一步而言，第二基站接收車載稱重等效值后，將稱重傳感器、稱重狀態(tài)判斷單元、稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元設(shè)置于休眠狀態(tài)。

在該改進(jìn)方案中，在車載通訊節(jié)點(diǎn)發(fā)生車載稱重?cái)?shù)據(jù)給第二基站之后，對相關(guān)車載稱重單元進(jìn)行休眠操作，有利于節(jié)約能源。

進(jìn)一步而言，稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元還包含有加密模塊，第二基站設(shè)置有解密模塊；第一基站發(fā)送包含有隨機(jī)碼的廣播車載稱重請求，加密模塊對車載稱重等效值加密，并發(fā)送給第二基站的解密模塊解密。

該技術(shù)方案所解決的技術(shù)問題是：隨著技術(shù)的發(fā)展，可能存在車主通過其它智能終端通過虛假的方式，與第一基站、第二基站取得通訊，并發(fā)送虛假的車載稱重信息以躲避超載的判罰。在本技術(shù)方案中車載稱重裝置還設(shè)置有加密模塊，第二基站設(shè)置有解密模塊，防止車主作弊。在實(shí)際實(shí)用中，不同地點(diǎn)的道路稱重基站以及車主個(gè)人都可以查看車載稱重信息，這些不同地點(diǎn)的道理稱重基站以及個(gè)人具有本身獨(dú)一無二的節(jié)點(diǎn)ID，根據(jù)第一基站發(fā)送的ID、隨機(jī)碼以及車載稱重等效值生成密文，并發(fā)送給第二基站，第二基站的解密模塊對密文進(jìn)行破譯并獲得稱重等效值。值得一提的是，第一基站和第二基站是即時(shí)通訊，第二基站并獲得第一基站發(fā)送的ID、隨機(jī)碼信息并持續(xù)更新。

進(jìn)一步而言，稱重傳感器包括：稱重模擬信號采集單元和A/D轉(zhuǎn)換單元，A/D轉(zhuǎn)換單元將稱重模擬信號采集單元的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

在該技術(shù)方案中，獲得數(shù)字信號，有利于信號的處理以及通訊傳播數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步而言，第一基站與第二基站為同一基站或不同基站。

在實(shí)際應(yīng)用中，基站不僅可以用于廣播車載稱重請求，也可以用于接收車載稱重信息。其包含兩層含義，一來可以將同一基站同時(shí)向同一輛車發(fā)送稱重請求，并由自身接收稱重結(jié)果數(shù)據(jù)，包括道路監(jiān)控基站和個(gè)人移動終端的APP。二來，對于車輛A而言，第一基站作為稱重請求端，第二基站作為稱重結(jié)果接收端，對于車輛B而言，第二基站作為稱重請求端，第一基站作為稱重結(jié)果接收端；典型案例為在雙向道路的兩個(gè)位置設(shè)置第一基站和第二基站，上行車輛A、下行車輛B將被設(shè)置不同的稱重請求端和稱重結(jié)果接收端。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供一種免停車的車載稱重在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車載稱重免停測量，即在車輛未發(fā)生?？康那闆r下，對車輛載重進(jìn)行測量，節(jié)約車輛超載核查時(shí)間。同時(shí)，本發(fā)明根據(jù)對載重狀態(tài)是否處于平衡，即車載數(shù)據(jù)的波動指數(shù)，采用不同的運(yùn)算獲得車載稱重信息，可以提高車載稱重的測量精確度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一具體實(shí)施方式的系統(tǒng)框圖；

圖2是本發(fā)明一具體實(shí)施方式中車輛與基站的位置關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

本發(fā)明旨在實(shí)現(xiàn)車載稱重免停測量，即在車輛未發(fā)生?？康那闆r下，對車輛載重進(jìn)行測量。如圖1所示，一種免停車的車載稱重在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

設(shè)置于道路第一位置的第一基站，用于廣播車載稱重請求；

設(shè)置于車輛上的車載稱重裝置，用于測量車載稱重信息；

設(shè)置于道路第二位置的第二基站，用于接收所述車載稱重信息。

在本實(shí)施例中，所述車載稱重裝置包括：

通訊模塊，用于和所述第一基站、第二基站通訊；

稱重傳感器，用于采集車載稱重?cái)?shù)據(jù)；

稱重狀態(tài)判斷單元，用于判斷車載稱重狀態(tài)；

稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元，用于數(shù)字處理車載稱重?cái)?shù)據(jù)。

在本實(shí)施例中，所述通訊模塊接收所述第一基站稱重測量指令，采集車載稱重?cái)?shù)據(jù)，并發(fā)送給所述稱重狀態(tài)判斷單元；所述稱重狀態(tài)判斷單元接收所述車載稱重?cái)?shù)據(jù)，判斷并獲得車載稱重狀態(tài)，將所述車載稱重狀態(tài)和車載稱重?cái)?shù)據(jù)發(fā)送給所述稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元；所述稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元根據(jù)所述車載稱重狀態(tài)對所述車載稱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得車載稱重等效值，將所述車載稱重等效值發(fā)送給通訊單元；所述通訊單元將所述車載稱重等效值發(fā)送給所述第二基站。

在本實(shí)施例中，所述通訊模塊的輸出端連接所述稱重傳感器的輸入端，所述稱重傳感器的輸出端連接所述稱重狀態(tài)判斷單元的輸入端，所述稱重狀態(tài)判斷單元的輸出端連接所述稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元，所述稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元的輸出端連接所述通訊模塊的輸入端；

在本實(shí)施例中，在道路200米間距分別設(shè)立第一基站和第二基站，即第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)；當(dāng)需要測量來車載重時(shí)，首先，第一節(jié)點(diǎn)發(fā)送載重測量請求指令；車載通訊節(jié)點(diǎn)接受到請求指令并被予以通行。此時(shí)，車載稱重系統(tǒng)喚醒相關(guān)設(shè)備對車載情況進(jìn)行測量。

在實(shí)際操作中，可以將第一基站設(shè)置于高速入口收費(fèi)處，包括ETC入口和非ETC入口，第二基站設(shè)置于高速入口匝道。

在本實(shí)施例中，所述稱重狀態(tài)判斷單元用于判斷車載稱重狀態(tài)：所述稱重狀態(tài)判斷單元提取所述稱重傳感器采集的n個(gè)所述車載稱重?cái)?shù)據(jù)M_i，計(jì)算整體數(shù)據(jù)波動指數(shù)E,所述若所述E≤α，則判定所述車載稱重狀態(tài)為平衡狀態(tài)；若E＞α，則判定所述車載稱重狀態(tài)為非平衡狀態(tài)；其中，M₀為所述載重?cái)?shù)據(jù)M_i的平均值，所述所述n≥10，1≤i≤n，M₀＞0；所述α取值為0≤α≤2。

在本實(shí)施例中，稱重傳感器每0.1S檢測一個(gè)抽樣數(shù)據(jù)，并在5S中獲得50個(gè)載重?cái)?shù)據(jù)M_i，1≤i≤50。實(shí)際上，α取值越大，則載重狀態(tài)判定為平衡態(tài)的容限也越大，在本實(shí)施例中，α取值為0.1。

在本實(shí)施例中，波動指數(shù)觀察公式可知，在M₀分別為1噸和10噸的案例中，稱重?cái)?shù)據(jù)M_i分別為1.2噸和12噸對波動指數(shù)的貢獻(xiàn)是一樣的。

在實(shí)際行車中，車載稱重的精度與行車狀態(tài)、路況、道路平坦度等因素有關(guān)。在路況良好且勻速行駛中，載重測量一般比較穩(wěn)定，可以采用直接求平均值獲得載重測量值。而在變速行駛、較差路況、或較差道路上行駛，測量數(shù)據(jù)需進(jìn)行濾波處理。在該技術(shù)方案中，對載重狀態(tài)是否處于平衡采用不同的運(yùn)算獲得車載稱重信息，可以提高車載稱重的測量精確度。

在本實(shí)施例中，若所述車載稱重狀態(tài)為平衡狀態(tài)，則所述稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元提取稱重傳感器采集的n個(gè)所述載重?cái)?shù)據(jù)M_i，計(jì)算并獲得載重均值,所述所述n≥10，1≤i≤n。

在本實(shí)施例中，若所述車載稱重狀態(tài)為非平衡狀態(tài)，則進(jìn)行如下操作：

S101、依次計(jì)算各個(gè)載重?cái)?shù)據(jù)的單個(gè)波動指數(shù)E_i；所述所述n≥10，1≤i≤n，M_i為第i個(gè)載重?cái)?shù)據(jù)；

S102、刪除波動指數(shù)E_i≥β的載重?cái)?shù)據(jù)M_i，刪除與載重?cái)?shù)據(jù)M_i相鄰的數(shù)據(jù)M_i-j,M_i-j+1,...,M_i+j-1,M_i+j；所述β取值為0＜β≤0.5；實(shí)際上，β取值越大，則載重狀態(tài)判定為平衡態(tài)的容限也越大，在本實(shí)施例中，β取值為0.1。

S103、計(jì)算載重均值所述n′為步驟S402刪除后剩余數(shù)據(jù)總量，k載重?cái)?shù)據(jù)新的標(biāo)號，1≤n′≤n，1≤k≤n′。

在本實(shí)施例中，所述通訊接收車載稱重請求指令，喚醒所述稱重傳感器、稱重狀態(tài)判斷單元，稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元。

在本實(shí)施例中，所述第二基站接收車載稱重等效值后，將所述稱重傳感器、稱重狀態(tài)判斷單元、稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元設(shè)置于休眠狀態(tài)。

在本實(shí)施例中，稱重?cái)?shù)據(jù)處理單元還包含有加密模塊，第二基站設(shè)置有解密模塊；第一基站發(fā)送包含有隨機(jī)碼的廣播車載稱重請求，加密模塊對車載稱重等效值加密，并發(fā)送給第二基站的解密模塊解密。

在本實(shí)施例中，不同地點(diǎn)的道路稱重基站以及車主個(gè)人都可以查看車載稱重信息，這些不同地點(diǎn)的道理稱重基站以及個(gè)人具有本身獨(dú)一無二的節(jié)點(diǎn)ID，根據(jù)第一基站發(fā)送的ID、隨機(jī)碼以及車載稱重等效值生成密文，并發(fā)送給第二基站，第二基站的解密模塊對密文進(jìn)行破譯并獲得稱重等效值。值得一提的是，第一基站和第二基站是即時(shí)通訊，第二基站并獲得第一基站發(fā)送的ID、隨機(jī)碼信息并持續(xù)更新。

在本實(shí)施例中，所述稱重傳感器包括：稱重模擬信號采集單元和A/D轉(zhuǎn)換單元，所述A/D轉(zhuǎn)換單元將所述稱重模擬信號采集單元的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

本發(fā)明提供的一種免停車的車載稱重在線監(jiān)測系統(tǒng)的第一基站與所述第二基站可以為同一基站，也可以為不同基站。其包含兩層含義，一來可以將同一基站同時(shí)向同一輛車發(fā)送稱重請求，并由自身接收稱重結(jié)果數(shù)據(jù)，包括道路監(jiān)控基站和個(gè)人移動終端的APP。二來，對于車輛A而言，第一基站作為稱重請求端，第二基站作為稱重結(jié)果接收端，對于車輛B而言，第二基站作為稱重請求端，第一基站作為稱重結(jié)果接收端；典型案例為在雙向道路的兩個(gè)位置設(shè)置第一基站和第二基站，上行車輛A、下行車輛B將被設(shè)置不同的稱重請求端和稱重結(jié)果接收端。

本發(fā)明第二實(shí)施例與第一實(shí)施例基本相同，不同之處在于基站位置的設(shè)定。具體而言，如圖2所示，在本發(fā)明第二實(shí)施例中，在公路的兩個(gè)位置分別設(shè)置兩個(gè)基站，這兩個(gè)基站都可以作為第一基站用于發(fā)送稱重請求廣播，也都可以用于接收稱重結(jié)果數(shù)據(jù)。對于車輛A而言，基站1為第一基站，車輛A接收稱重請求，并進(jìn)行稱重測量。當(dāng)測量完成并行駛到基站2時(shí)，基站2作為第二基站，車輛A向基站2發(fā)送稱重測量結(jié)果。對于車輛B而言，基站2為第一基站，車輛B接收稱重請求，并進(jìn)行稱重測量。當(dāng)測量完成并行駛到基站1時(shí)，基站1作為第二基站，車輛A向基站1發(fā)送稱重測量結(jié)果。

本發(fā)明第三實(shí)施例與第一實(shí)施例基本相同，不同之處在于基站位置的設(shè)定。具體而言，在本發(fā)明第三實(shí)施例中，第一基站和第二基站均為同一手機(jī)移動終端。手機(jī)移動終端向車輛發(fā)送稱重請求廣播，車輛接收稱重請求，并進(jìn)行稱重測量。當(dāng)測量完成時(shí)，移動終端作為第二基站接收稱重測量結(jié)果。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的實(shí)施例，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。