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目前，汽車超載現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重，嚴(yán)重影響道路交通安全，致使公路設(shè)施破壞加劇，為解決此問題，交通部規(guī)定中指出針對(duì)車輛實(shí)行計(jì)重收費(fèi)。以前的稱重儀類似于地磅,是一種靜態(tài)稱重儀。其突出缺點(diǎn)是需汽車停在稱重儀上稱重，這將浪費(fèi)大時(shí)間，不利于其推廣使用。車輛動(dòng)態(tài)稱重，可使汽車以較小速度駛過稱重儀，相對(duì)于前者節(jié)約大量時(shí)間，并可同時(shí)完成對(duì)行駛車輛進(jìn)行稱重、預(yù)分類，按車重收費(fèi)，以及收集交通信息等功能。此車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)是車輛超載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。在此將涉及車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的檢測(cè)、硬件及軟件三方面，包括傳感器的選擇、放置，信號(hào)的采集、濾波、放大，單片機(jī)及外圍芯片的選擇，信號(hào)處理、顯示、打印等。車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的基本工作原理是車輛駛過稱重臺(tái)，使壓力傳感器感知軸重，由傳感器輸出的軸重信號(hào)經(jīng)高精度數(shù)據(jù)放大器放大，濾波，模數(shù)轉(zhuǎn)換，再由單片機(jī)進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理得到車輛的總重量并顯示和打印。

軸重臺(tái)的選擇。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱重時(shí)車輛是以很小的速度駛上稱重臺(tái)，近似成一種準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量，因此如車速、車輛自身諧振、路面激勵(lì)、輪胎驅(qū)動(dòng)力一些外界因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響很小?？蛇x擇左、右兩軸重臺(tái)。兩軸重臺(tái)并排放置在車輛行駛方向。在軸重臺(tái)設(shè)計(jì)放置時(shí)應(yīng)考慮幾種可能產(chǎn)生干擾的因素。首先，軸重臺(tái)應(yīng)放置在較長(zhǎng)一段路面平直的地方，且盡量保持軸重臺(tái)表平面與路面處于同一平面，從而避免了車輛在駛上稱臺(tái)表面的過程中所產(chǎn)生的激勵(lì)、沖擊震動(dòng)，以減少車體傾斜造成的稱重誤差；左、右兩個(gè)軸重臺(tái)，每個(gè)軸重臺(tái)四個(gè)角各由四個(gè)傳感器所支撐，在車輛以一定的速度開上稱重臺(tái)表面時(shí)由于摩擦力的存在使得輪胎與稱重臺(tái)的表面很容易產(chǎn)生橫向與縱向的移動(dòng)，這將大大減小傳感器的使用壽命；汽車在通過稱重臺(tái)時(shí)，輪胎驅(qū)動(dòng)力會(huì)對(duì)傳感器產(chǎn)生水平作用力，該作用力將影響傳感器的靈敏度，從而降低稱重精度，為了抑制該干擾，在傳感器和受荷板之間應(yīng)采用滾珠式點(diǎn)接觸。軸重臺(tái)整體結(jié)構(gòu)水平安裝在路面下，受荷板表面與路面盡量平齊，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

傳感器的選擇、放置。檢測(cè)系統(tǒng)中，核心元件是傳感器，它是用來感應(yīng)壓力并轉(zhuǎn)換成與壓力值成一定關(guān)系的電信號(hào)輸出的敏感器件。由于本系統(tǒng)中車輛以低速行駛過軸重臺(tái)，所需時(shí)間較長(zhǎng)，再者綜合考慮傳感器的準(zhǔn)確度、重復(fù)性、經(jīng)濟(jì)性、使用方便等因素，本系統(tǒng)可選用ZL201柱式稱重傳感器（其常用于電子汽車衡（地磅）、料斗秤等）。本系統(tǒng)中放置兩個(gè)軸重臺(tái),每個(gè)軸重臺(tái)四個(gè)角各由四個(gè)ZL201柱式稱重傳感器所支撐，共八個(gè)傳感器。

信號(hào)的處理部分。其主要功能是對(duì)傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。由于傳感器輸出信號(hào)為較微弱的電壓信號(hào)，所以系統(tǒng)中需要對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行放大和低通濾波處理。在本系統(tǒng)中可選用高精度數(shù)據(jù)放大器（又稱儀器放大器）對(duì)傳感器輸出的微弱電壓信號(hào)進(jìn)行放大。由于經(jīng)傳感器輸出的軸重信號(hào)80%的能量都集中在低于50Hz的低頻信號(hào)范圍內(nèi)，所以本系統(tǒng)中需設(shè)計(jì)一個(gè)截止頻率為50Hz的巴特沃斯低通濾波器。因單片機(jī)系統(tǒng)只能處理二進(jìn)制數(shù)，所以需將傳感器輸出的模擬信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以處理的二進(jìn)制數(shù)?？紤]到A/D轉(zhuǎn)換芯片的分辨率應(yīng)達(dá)到稱重精度的要求，且要有較快的轉(zhuǎn)換速度?？蛇x用12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574。傳感器檢測(cè)到的車輛軸重信號(hào)經(jīng)過放大、濾波和A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)需單片機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理，計(jì)算出所測(cè)車輛的總軸重，送到顯示和打印裝置。通過大量資料的查閱，本系統(tǒng)可選用AT89C51芯片作為稱重系統(tǒng)的核心運(yùn)算處理器件。

車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)中，經(jīng)過單片機(jī)處理后的軸重信號(hào)將通過LED顯示器顯示出來。若輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)所測(cè)車輛的總重量不會(huì)超過100噸（即100000kg），則可選用5個(gè)LED數(shù)碼管來顯示車輛重量，單位是千克。5位LED數(shù)碼管最大能顯示重量為99999kg，能滿足設(shè)計(jì)需要。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中多使用微型點(diǎn)陣式打印機(jī)，如TP系列控制用打印機(jī)。該系列微型打印機(jī)內(nèi)部有一個(gè)控制用單片機(jī)，固化有控打程序，智能化程度高。打印機(jī)啟動(dòng)后，由內(nèi)部單片機(jī)執(zhí)行固化程序，就可以接收和分析主機(jī)送來的數(shù)據(jù)和命令，然后通過控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)打印頭機(jī)械動(dòng)作的的控制，進(jìn)行打印。

動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)軟件構(gòu)想。單片機(jī)復(fù)位后，應(yīng)從初始狀態(tài)開始工作，完成對(duì)系統(tǒng)的初始化工作后即進(jìn)入等待程序，等待稱重臺(tái)上是否有汽車通過。如果在規(guī)定內(nèi)沒有汽車從傳感器上通過，則系統(tǒng)將進(jìn)入單片機(jī)的空閑工作模式，節(jié)省系統(tǒng)的功耗；如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)有汽車從稱重臺(tái)上通過，單片機(jī)則對(duì)稱重響應(yīng)采用中斷方式。即單片機(jī)便產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)，通知單片機(jī)中斷服務(wù)程序。隨即系統(tǒng)開始進(jìn)入數(shù)據(jù)的采集和處理程序，并將處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成車輛的重量結(jié)果，顯示于LED并將結(jié)果打印出來。

本系統(tǒng)可基本實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛低速稱重的功能。對(duì)傳感器輸出的軸重信號(hào)進(jìn)行了放大、濾波的處理，消除了汽車在行駛過程中產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)荷載對(duì)稱重的干擾，軟件運(yùn)行采用中斷響應(yīng)的方式，數(shù)據(jù)處理采用多次循環(huán)采集，去除最值，再取剩余數(shù)據(jù)平均數(shù)之方法，故與車輛實(shí)際重量仍存在一定誤差。如若采取相關(guān)補(bǔ)償算法，則可使測(cè)量精度進(jìn)一步提高，是一種性價(jià)比較高的車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)。

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