來源：微計算機信息 作者：肖海榮 周應兵 周風余

    摘 要：介紹了一種基于24位a/d轉換器ad7714和at89s52的兩級分布式便攜式車輛軸載質(zhì)量動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠在車輛行駛狀態(tài)下，實時監(jiān)測、顯示、存儲測車日期、車型、車類及相應的軸載質(zhì)量、總質(zhì)量，超載信息；并具有查詢、打印等功能。投放市場兩年來的結果表明，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠、使用方便，對于有效避免超載現(xiàn)象及由此引發(fā)的交通事故，延長公路的使用壽命，起了很大的作用。

    關鍵詞：ad7714；車輛軸載質(zhì)量；超載

    1 引言

    隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，公路運輸業(yè)成為國民經(jīng)濟中的支柱產(chǎn)業(yè)之一，運輸車輛的數(shù)量也在成幾何基數(shù)增長。雖然國家明令禁止運輸車輛嚴禁超載，但在利益的驅動下，超載現(xiàn)象屢禁不止，并有愈演愈烈的之勢，由此帶來的交通事故也是大幅度增長；同時超載對公路的破壞也是越來越嚴重，國家和人民的生命和財產(chǎn)安全受到極大的威脅。據(jù)報道，在山西由于超載造成的路橋損壞一年帶來7個多億的損失；在河北，政府每年需拿出40億修補超載破壞的公路；在山東、天津等地，超載在給國家?guī)淼膿p失也是數(shù)以億計；去年一年，死亡十人以上的交通事故58起，超載造成的事故28 起，占50%。血的事實告訴我們，一定要采取一定的措施杜絕超載現(xiàn)象的發(fā)生。交通稽查部門對超載車輛的檢查一般是通過目測的方式，這就使得許多超載的車輛逃脫了檢查，造成了潛在的危險與破壞。車輛軸載質(zhì)量測定儀正是基于以上實際情況，從方便實用的角度進行研究設計的便攜式儀器。只要車輛通過兩個很薄、很輕的秤臺，就可以測得軸載質(zhì)量、總質(zhì)量及是否超載的信息。

    2軸載質(zhì)量測定儀的硬件設計

    該便攜式車輛軸載質(zhì)量測定儀是由上位機管理控制系統(tǒng)和下位機檢測系統(tǒng)組成的兩級分布式計算機控制系統(tǒng)。主要用于交通稽查部門的隨時稽查，具有很強的機動性。

    2.1 上位機系統(tǒng)的硬件組成及功能

    上位機系統(tǒng)的硬件組成如圖1所示。該部分的主要功能是，接受牌照、車型、車類等輸入信息；接收下位機傳遞上來的車輛軸載質(zhì)量信息；同時將該車類型、軸載信息、整車總質(zhì)量、軸重超載與否、整車超載與否等信息以及測車的日期、時間進行顯示、存儲、打印，作為管理及處罰的依據(jù)；并具有歷史記錄查詢、參數(shù)設置、命令下達、管理及使用權限設置等功能。

         圖1 上位機系統(tǒng)硬件組成簡圖

    2.2 下位機硬件電路設計

    2.2.1 a/d轉換器選擇

    標稱15噸的稱臺，滿刻度輸出電壓信號僅8mv，而系統(tǒng)要求的最小分度值僅1kg，因此，a/d轉換器的選擇至關重要。為了滿足系統(tǒng)要求，經(jīng)過大量比較、論證，最終，我們選擇了美國ad公司推出的一款24位分辨率的多路模數(shù)轉換器件ad7714。該芯片內(nèi)集成了緩沖器、時鐘發(fā)生器、可編程增益放大器、數(shù)字濾波器、∑-δ調(diào)制器以及電荷平衡式ａ/ｄ轉換器等電路[2]。

    由于ａｄ7714采用了∑-δ技術實現(xiàn)ａ/ｄ轉換，使它更加不受噪聲環(huán)境的影響, 具有線性度好、功耗低、增益g=1~128可編程，無須前端信號調(diào)理、可編程低通濾波器截止頻率等優(yōu)良特性，非常適合于工業(yè)過程控制及便攜式儀器應用中溫度、壓力等高精度測量[3]。

    2.2.2 下位機系統(tǒng)硬件電路

    下位機系統(tǒng)的硬件電路如圖2所示。主要完成對來自壓力傳感器的信號濾波、a/d轉換，接受上位機的命令進行數(shù)據(jù)上傳以及系統(tǒng)系數(shù)的標定、存儲等功能。

    在該部分的硬件設計過程中，除一般的接口設計外，由于信號太微弱，系統(tǒng)的抗干擾設計顯得尤為重要，包括傳感器激勵電源的設計、信號濾波電路的設計，以及ad7714對電源的要求，小信號對印刷電路板的設計要求等等；同時，為進一步提高測量精度，還必須充分考慮傳感器的線性度。在該系統(tǒng)中，采用了傳統(tǒng)的分段線性化處理，取得了非常理想的效果。    圖2 下位機系統(tǒng)硬件電路圖

    3軸載質(zhì)量測定儀的軟件設計

    由于系統(tǒng)的程序量比較大，這里僅給出上、下位機的主程序框圖，分別如圖3和圖4所示。    圖 3 上位機主程序框圖    圖4 下位機主程序框圖

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