[发明专利]车载无线无源称重检测系统及其检测方法

说明书

本发明提供了一种车载无线无源称重检测系统及其检测方法，该系统包括：车载无线无源声表面波称重模块，包含单个或多个无线无源的SAW压力传感器，安装于车辆承载结构的承载结构内，测量车辆载荷重量；射频天线模块，安装于道路旁或道路上方的架杆上，便于查询所有通行车辆的压力传感器的信息；本发明可兼具多普勒测速功能，同时还具有结构简单、监控装置安装布置灵活性高、不影响道路正常通行、恶劣环境耐受能力强等特点，车辆可以保持高速通过监测点，从根本上解决了现有超载检测系统存在的诸多的问题。

技术领域

本发明涉及一种检测系统及其检测方法，具体地，涉及一种车载无线无源称重检测系统及其检测方法。

背景技术

一直以来，超载车辆都是交通安全和桥梁维护的严重威胁，由于超载车辆碾压，路面极易出现龟裂、坑槽、沉陷、翻浆、车辙、桥梁铺装破碎、板体断裂等病害，每年都要投入巨额资金进行维修，不仅是路政建设的极大负担，还造成了极大的交通安全隐患。重量测量和称重监测系统应用于现代社会生产生活的方方面面，尤其是在交通运输、工业生产线、仓储物流等领域有着不可替代的地位，在控制车辆超载、物流管理、工业生产线自动化运行过程中发挥了极其重要的作用。

目前，大多数车辆载重检测都是通过设立专门的称重站卡，采用静态汽车衡或动态汽车衡进行称重，实现车辆重量检测。实际应用经验表明此类有线称重监测系统存在以下问题：

一、称重仪表与计算机及其他附件之间的连接需要布线，布线的隐蔽性和维护方便性之间难以取舍，且线缆暴露在环境中存在受日晒、车辆碾压等风险，容易老化损坏，造成使用成本高昂。

二、各种接口对线缆长度、传输性能及负载数量都有严格要求。在恶劣的电气、电磁等环境中，布线较长时则容易受到外界干扰，影响系统的精度和可靠性。

三、设立专门站卡对车辆进行称重检测需要车辆停车或减速，会造成道路通行效率降低，易造成交通拥堵。同时也需要专人看守、操作，消耗更多人力，导致检测覆盖的时间、空间受限，不能实现全天候全路段的实时监控。

相较于有线传输系统，采用无线传输的系统在长距离、多负载、环境恶劣的情况下有着安装布置灵活、更换维护方便、易于扩展等优势。现有的无线称重检测系统均是通过常规的测量方案结合无线数传模块实现的，这种方案也存在着如下问题：

四、没有线缆连接导致其供电必须依靠电池实现，称重设备的连续工作时间受到了电池电量的限制，当电池电量过低时就必须中止工作，更换电池或者进行充电，操作过程较为繁琐，而且频繁的更换电池和充放电操作也降低了设备的可靠性。

五、由于称重设备内部有电池设计，设备封装需要具有优良的防水、防尘设计，造成设备成本很高。同样由于电池性能受温度影响较大，设备对工作场合的环境温度要求较高，在极端环境下甚至可能无法正常工作。

六、同样由于常用的无线数传模块通信质量容易受到其他无线信号影响，系统可靠性不高。

无源无线SAW(Surface Acoustic Wave，表面波)传感器具有诸多优良特性：无线、纯无源性(不需要供电)、抗干扰能力强、耐用性高、能忍受恶劣的环境(-200～1000℃)。因此，SAW压力传感器在恶劣环境的传感领域有较为广泛的应用。

SAW压力传感器的压电基片受到外力作用，产生的应变会导致SAW压力传感器的谐振频率发生变化，测量其谐振频率的变化即可测得SAW压力传感器所受外力大小。通过无线称重模块的应变结构上安装无线无源SAW压力传感器，通过射频信号查询SAW压力传感器所处的应变结构压力信息，即可实时测出称重模块的受力情况。