CN201154666Y - 一种汽车防超载智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车防超载智能控制装置，由4个压力传感器、信号放大器、A/D转换器、主单片机、主显示屏、声光报警电路、常闭电磁阀、键盘单片机、键盘、键盘显示屏、电源电路、铝合金机盒、主程序和键盘程序构成。所述的4个压力传感器安装在减震器下面的即定位置，测量汽车重量后经信号放大器和A/D转换器送到主单片机进行重量求和，同时与载重限值进行比较；常闭电磁阀用来控制从油箱到油泵的输油管；主显示屏、声光报警电路和常闭电磁阀均受主单片机控制；所述的键盘单片机、键盘和键盘显示屏构成键盘输入电路，采用串行码与主单片机进行通信，用来输入最大载重限值。本实用新型适用于长途客车和载重汽车的载重量监测与过载限制。

Description

一种汽车防超载智能控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车防超载智能控制装置，它特别适用于长途客车和载重汽车的载重量监测与过载限制。

背景技术

长期以来，长途客车和载重汽车的超载现象屡禁不止，严重威胁着旅客的生命安全和公路的使用寿命。目前，防止汽车超载主要依赖交通管理部门的关卡检查，每年国家不仅浪费大量的人力、物力和财力，而且不能从根本上完全杜绝汽车超载现象，各地因超载问题而酿成的交通事故时有发生。

近年来，随着电子技术的迅猛发展，人们研究出一系列的汽车防超载报警器，这些防超载报警器都是利用安装在弹簧固定板上电极受弹簧形变而短接，触发控制电路切断汽车发动机点火线圈，迫使汽车不能启动，并发出声光报警。例如我国专利CN2683435介绍了利用汽车超载引起减震器的变形，使设在减震器下面既定位置的限位开关触点闭合，将延时继电器与电源接通，当达到既定的时间后，接通中间继电器线圈产生电流，接通声光报警器进行报警，同时切断汽车点火线圈，汽车不能行驶。上述方案虽然能够在汽车超载时切断发动机点火线圈，但是对压燃式发动机却无能为力，而且不能克服因汽车颠簸使弹簧形变造成误报，测量精度偏低，最为突出的缺憾是这些防超载报警器很容易被人为短路而失去作用，这也是汽车防超载报警器至今未能广泛应用的主要原因。因此，发明设计一种不仅能够在汽车任何行驶状态有效限制其载重量，还能不怕人为破坏的汽车防超载智能控制装置，显得十分必要。到目前为止，市场上尚无此类汽车防超载智能控制装置。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有汽车防超载报警器对压燃式发动机无能为力、测量精度偏低、容易被人为破坏和发生超载误报的缺点，提供一种结构简单、成本低廉、使用方便的汽车防超载智能控制装置，在长途客车和载重汽车上安装后，能够在汽车任何行使状态有效限制其载重量，提高汽车行驶的安全性，杜绝超载事故的发生。

为了实现上述目的，本实用新型采用下列技术方案。本实用新型由4个压力传感器1、信号放大器2、A/D转换器3、主单片机4、主显示屏5、声光报警电路6、常闭电磁阀7、键盘单片机8、键盘9、键盘显示屏10、电源电路11、铝合金机盒12、主程序13和键盘程序14构成。

所述的4个压力传感器1分别安装在汽车减震器下面的既定位置，用来测量汽车的总重量，并将其传输到信号放大器2进行放大，接着经A/D转换器3完成模数转换后送到主单片机4进行重量求和，同时与设置的最大载重限值进行比较；所述的主显示屏5安装在汽车驾驶室内，用来显示提示信息；所述的常闭电磁阀7安装在发动机油泵附近的一个带有铅封的铝合金盒子内，用来控制从油箱到油泵的输油管；所述的主显示屏5、声光报警电路6和常闭电磁阀7均受主单片机4控制，当汽车超载时发出声光告警信息，并使常闭电磁阀7切断汽车油路。所述的键盘单片机8、键盘9和键盘显示屏10构成键盘输入电路，采用串行码与主单片机4进行通信，用来输入汽车满载后的最大限载参数；所述的电源电路11用来将汽车蓄电池电源转换为+5V的稳压直流供***使用。

所述的信号放大器2、A/D转换器3、主单片机4、声光报警电路6和电源电路11焊接在一块PCB电路板上，作为主机***；所述的键盘单片机8、键盘9和键盘显示屏10焊接在另一块PCB电路板上，作为键盘输入***。主机***和键盘输入***都安装在铝合金机盒12内，在交管部门把汽车最大载重限值输入***后用铅封封好，它们之间的通信采用地址编码连接，其连接线可以自由拆卸。其中，当汽车最大载重限值输入后，键盘输入***可以拆卸下来，铝合金机盒12内只封装主机***。

所述的主程序13内嵌在主单片机4内，用来进行***自检和处理测重信息，提供主显示屏5的显示字符和声光报警电路6、常闭电磁阀7的驱动指令；所述的键盘程序14内嵌在键盘单片机8内，用来输入汽车最大载重限值，实现键盘9与主单片机4的串行通信，给键盘显示屏10提供显示信息。

由于采用上述技术方案，本实用新型提供的汽车防超载智能控制装置具有这样的有益效果：

1.采用软件与硬件相结合的设计方式，实现了汽车在任何行驶状态的载重量的高精度测量，超载报警和制动，无虚报、误报和漏报；

2.引入常闭电磁阀控制油路，实现全***铅封安装，设计***自检功能，使本实用新型具有一定的抗破坏能力；

3.键盘输入***的可拆卸性以及它与主机***之间采用地址编码连接，具有一定的加密性质，只有输入的地址码正确，***才接受所设定的最大载重限值；

4.***仅采用单片机、运放、A/D转换芯片、开关、电容、发光二极管等常用电子元件，结构简单、易于加工、成本低廉。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图中，压力传感器1、信号放大器2、A/D转换器3、主单片机4、主显示屏5、声光报警电路6、常闭电磁阀7、键盘单片机8、键盘9、键盘显示屏10。

图2是本实用新型的主机***电路原理图；

图3是本实用新型的键盘输入***电路原理图；

图4是本实用新型的主程序流程图；

图5是本实用新型键盘程序的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

图1中，压力传感器1测量汽车的总重量传输到信号放大器2进行放大，经A/D转换器3完成模数转换后送到主单片机4进行重量求和，同时与设置的最大载重限值进行比较；经过多次判断确定汽车超载后，主单片机4驱动主显示屏5和声光报警电路6告警，并立即调用封闭油路程序，使常闭电磁阀7断电关闭油路，迫使汽车停车。

图2中，由于压力传感器1与信号放大器2之间的连接电缆比较长，容易引起干扰，所以通常采用带屏蔽层的电缆和驱动电缆技术来传送信号。对于传感器产生的微弱信号的放大，用单个运放难以达到效果，这里采用双运算仪表放大器MCP6024来提高增益。

A/D转换器3采用8位转换的ADC0809芯片，其地址信号ADDA、ADDB分别受主单片机4的P2.0和P2.1控制；其8位数据端口与主单片机4的P1口连接。

主单片机4采用AT89S52芯片，其P0口主显示屏5的8位数据线相连接，P2口的其他6个管脚作为时钟输出和控制管脚；通过INT1驱动功率放大电路使常闭电磁阀关闭，同时驱动声光报警电路6告警。

电源电路11采用LM7805稳压芯片和π形滤波器给***提供稳定的+5V电源。

图3中，键盘设有0-9、Delete和Enter12个按键，与键盘单片机8AT89S52的P1口及P2.4、P2.5、P2.6、P2.7相连接，键盘单片机8的P0口接键盘显示屏10LCD1602的8位数据线，P2.0、P2.1、P2.2与键盘显示屏10LCD1602的控制管脚相连接。

图4中，当汽车发动机启动后，***供电使主单片机4上电复位，执行主程序13。先对主显示屏5进行初始化，把主显示屏5内部模块的寄存器清零后再调用显示程序，使主显示屏5显示以下内容：“欢迎您乘坐本车！本车最大载重量为X吨，请勿超载。谢谢！”直到下一次对主显示屏5进行操作，该显示内容才会改变。

接下来***进行自检，主单片机4对4个压力传感器1采集，并经过信号放大器2、A/D转换器3处理后的重量信息进行分别与0FFH进行比较验证，如果某个压力传感器1的信号线断路，则此路信号经A/D转换器3进行模数转换后的值为高电平0FFH，此时单片机4就会调用显示程序提示：“***出现故障！汽车即将熄火，请检修！”同时驱动声光报警电路6告警，并立即调用封闭油路程序，常闭电磁阀7断电关闭油路，强制汽车停车。

如果四路值都不是0FFH，则说明***自检信号输入正常，主程序13将往下执行测重处理功能。

首先对四路载重信息进行相加，然后与键盘输入的最大限重值进行比较。如果总重量小于最大载重限值，则继续检测重量；大于最大载重限值，则将预先设定的允许次数减1(预先设定的允许次数是为了克服因汽车颠簸导致压力误报而采取的抗干扰措施，通常预先设定的允许次数为10-15)。当预先设定的允许次数被减为0时，***认为汽车超载，主程序13将进入执行关闭油路的操作。此时，先对主显示屏5进行初始化，接着调用中断程序显示以下内容：“本车现已超载，请立即停车减负！汽车将在3分钟后自动熄火。”同时驱动声光报警电路6告警。3分钟延时后，***关闭油路，动态停机，若要汽车正常行驶，必须减负后重新启动。从而达到自动控制超载的目的。

图5中，键盘***与主机***连接后，利用主机***的电源供电而进行操作，它支持热插拔，自带手动复位按键。键盘上电复位后，先对键盘显示屏10LCD1602进行初始化，LCD1602内部各寄存器清零，接着调用显示程序，显示一系列的英文提示语句，当提示到：“INPUTSECRET NUMBER！FROM  ‘0’TO‘255’”时，利用键盘在光标闪烁处在输入三位地址密码值，如果输入错误，可以用Delete键删除修改。当输完三位地址密码值之后，程序会等待按确认键进行确认，当按下Enter键之后，程序显示提示语句，出现闪烁光标，提示输入下四位的设定值。输完四位数后按ENTER键确认后，键盘程序将这些输入码转换为一桢串行通信的数据码，并检测数据前三位地址码是否在0到255的范围内，四位数是否超过1024，若没超过则与主机进行串行通信，若超过，则显示错误提示符，提示数据输入有误请求复位重新操作。当串行通信结束后，键盘显示屏10就会显示数据传送完毕提示符：“VALUE SEND OVER！”此时数据传送完毕，即达到了通过键盘修改汽车最大载重限值的目的。

本实用新型的软件程序可以用汇编语言或者C语言编写。

Claims (4)

1.一种汽车防超载智能控制装置，它包括4个压力传感器(1)、信号放大器(2)、A/D转换器(3)、主单片机(4)、主显示屏(5)、声光报警电路(6)、常闭电磁阀(7)、键盘单片机(8)、键盘(9)、键盘显示屏(10)、电源电路(11)、铝合金机盒(12)、主程序(13)和键盘程序(14)，其特征在于，所述的4个压力传感器(1)安装在减震器下面的既定位置，测量汽车重量后经信号放大器(2)和A/D转换器(3)送到主单片机(4)进行重量求和，同时与载重限值进行比较；所述的常闭电磁阀(7)安装在发动机油泵附近的一个带有铅封的铝合金盒子内，用来控制从油箱到油泵的输油管；所述的主显示屏(5)、声光报警电路(6)和常闭电磁阀(7)均受主单片机(4)控制；所述的键盘单片机(8)、键盘(9)和键盘显示屏(10)构成键盘输入电路，采用串行码与主单片机(4)进行通信，用来输入汽车的最大载重限值；所述的电源电路(11)将汽车蓄电池电源转换为+5V的直流供***使用。

2.如权利要求1所述的汽车防超载智能控制装置，其特征在于，所述的信号放大器(2)、A/D转换器(3)、主单片机(4)、声光报警电路(6)和电源电路(11)焊接在一块PCB电路板上，作为主机***；所述的键盘单片机(8)、键盘(9)和键盘显示屏(10)焊接在另一块PCB电路板上，作为键盘输入***，主机***和键盘输入***都安装在铝合金机盒(12)内，在交管部门把汽车最大载重限值输入***后用铅封封好，它们之间的通信采用地址编码连接，其连接线可以自由拆卸。

3.如权利要求1所述的汽车防超载智能控制装置，其特征在于，所述的主程序(13)内嵌在主单片机(4)内，用来进行***自检和处理测重信息，提供主显示屏(5)的显示字符和声光报警电路(6)、常闭电磁阀(7)的驱动指令；所述的键盘程序(14)内嵌在键盘单片机(8)内，用来输入汽车最大限载参数，实现键盘(9)与主单片机(4)的串行通信，给键盘显示屏(10)提供显示信息。

4.如权利要求1所述的汽车防超载智能控制装置，其特征在于，所述的主单片机(4)和键盘单片机(8)为AT89S52单片机；所述的主显示屏(5)可以用LCD显示器，也可以将信号线直接与客车车厢内的LED显示屏相连接，键盘显示屏(10)采用LCD1602；所述的键盘(9)设有0-9、Delete和Enter12个按键，与键盘单片机(8)的P1口及P2.4、P2.5、P2.6、P2.7相连接，键盘单片机(8)的P0口接键盘显示屏(10)的8位数据线，P2.0、P2.1、P2.2与键盘显示屏(10)的控制管脚相连接。

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