基于单片机的汽车超载控制系统的设计解读.docx

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基于单片机的汽车超载控制系统的设计解读

摘要

针对当前由于超载而不断引起的重大交通事故，为减少因交通事故而造成人员伤亡和财产损失。

本论文设计了一种汽车超载控制装置。

要求能够判断机动车是否超载，在超载时能够提供报警和显示超载的重量，并且能够实现对发动机打火系统的控制。

本设计采用AT89C51单片机作为系统处理的核心，利用电阻应变式压力传感器将机动车载重量转换成电压信号；然后通过放大电路将电压信号放大后送到A/D转换芯片ADC0809转换成数字信号并计算出载重量；所得的载重量将送到单片机，单片机与设定的载重量作比较并判断是否超载，若超载LED显示超载的重量,蜂鸣器开始报警；同时利用可控电流开关对汽车的打火系统进行控制，从而最终实现对超载情况进行控制。

车辆启动后单片机对载重量进行关中断，速度传感器发挥作用，从而避免行驶过程中因路面不平，颠簸而造成不必要的熄火。

关键词：

AT89C51单片机,超载控制,传感器,A/D转换器,LED

Abstract

Inviewofthecurrentcausedbyoverloadandmajortrafficaccidents,inordertoreducethecasualtiesandpropertylossescausedbytrafficaccident.Thispaperdesignsakindofmotoroverloadcontroldevice.Requiredtodeterminewhetheramotorvehicleoverloading,whenoverloadcanprovidealarmandshowtheweightoftheoverload,andcanrealizethecontroloftheengineignitionsystem.ThisdesignUSESAT89C51isthecoreofthesystemprocesses,usingresistancestraintypepressuresensorconvertsthevehicleloadvoltagesignal;AndthenthroughthevoltagesignalamplificationcircuittoenlargeA/DconversionchipADC0809convertsthedigitalsignalandcalculatetheload;Theloadwillbesenttothemicrocontroller,single-chipmicrocomputerandsettingcapacitycomparisonanddetermineifoverload,iftheweightoftheLEDdisplayoverloadoverload,buzzeralarmbeginning;Atthesametimewithcontrollablecurrentswitchtocontrolthecar'signitionsystem,soastoultimatelyachievetocontroltheoverloadsituations.Vehiclestartsmicrocontrollertooffloadinterruption,speedsensor,toavoiddrivingintheprocessofroaduneven,turbulenceandcauseunnecessarystall.

Keywords:

AT89C51,overloadcontrol,sensor,A/Dconverter,LED

意见与反馈

目录

1绪论1

1.1课题的提出及意义1

1.2国内外汽车超载研究现状4

1.2.1国外汽车超载研究4

1.2.2国内汽车超载研究5

1.3研究内容和预期目标6

2总体方案的设计和工作原理7

2.1设计方案的选择7

2.1.1方案一7

2.1.2方案二7

2.1.3方案三7

2.2设计方案的确定及总体结构8

3硬件设计9

3.1单片机的选型9

3.2看门狗电路的设计13

3.3传感器的选择16

3.3.1传感器的基本概念16

3.3.2测力传感器的选择17

3.3.3轮速传感器的选择20

3.4放大电路设计25

3.5A/D转换采样电路27

3.6点火控制电路的设计31

3.7报警电路的设计32

3.8显示电路的设计33

3.9电源电路的设计35

4软件设计38

4.1主程序设计38

4.1.1设计思路38

4.1.2主程序流程图38

4.2参数恢复子程序设计39

4.2.1设计思路39

4.2.2程序流程图40

4.3看门狗子程序设计42

4.3.1设计思路42

4.3.2看门狗程序流程图43

4.4采集报警控制子程序的设计45

4.4.1设计思路45

4.4.2采集报警控制子程序流程图46

4.5显示子程序设计47

4.5.1设计思路47

4.5.2显示子程序流程图47

5总结49

5.1系统先进性49

5.2系统局限性49

参考文献50

致谢52

附录53

1绪论

1.1课题的提出及意义

车辆超载是指运输车辆所载的货物质量超过了额定装载质量的情况,车辆超载有着以下危害：

1、严重损害公路和桥梁

随着城乡经济的飞速发展，在公路上行驶的载货汽车、大型平板车、汽车列车和集装箱运输车，其数量和比重逐年增加。

其中大量超过公路、桥梁限载标准的运输车辆在公路上行驶,致使公路严重损坏,大大地缩短了其使用年限，不得不提前大中修，一辆辆超限超载运输车，犹如一个个“超级杀手”，在其重压之下，公路“未老先衰”，超限运输给国家财产造成了巨额损失，全国公路每年因车辆超限超载造成的损失超过300亿元。

2、超限运输车辆行驶公路严重影响交通安全

超限超载车辆被称为“公路第一杀手”，据统计，80%以上的载重货车道路交通事故是由超限超载车辆引起的。

近年来我国发生的一系列群伤群死重大交通事故，许多均与车辆的超限、超载有关。

汽车核载确定是有科学依据的，在核载范围内载货汽车的安全性包括良好的制动性和操作的稳定性是有保障的，超限车辆大多是采取了更换高压轮胎，加厚钢板弹簧，加高车辆栏板的改装车辆，而其操作、制动和传动系统仍保持出厂的配置。

由于长期、大量的超限超载运输，车辆长期处于超负荷运转状态，使车辆的制动性和操作性能迅速下降，表现为轮胎变形爆胎、刹车失灵、转向器轻飘抖动，钢板弹簧折断、半轴断裂等，给交通安全带来极大的事故隐患。

研究表明，如果一辆车的实际装载量超过规定值的50%以上，那么整车的协调性、制动性就会变得很差，极易引发交通安全事故。

3、严重的扰乱了运输市场的秩序，引起恶性竞争

车辆超限超载还导致了公路运输市场的恶性竞争。

运输市场运力供大于求，压价现象频出，市场竞争激烈，为弥补降价造成的经济损失，车主通常多采用多装和逃避交通规费的办法获得补偿，使得运力过剩矛盾更加突出。

“超载—运力过剩—压价—再超载”的怪圈愈演愈烈。

20世纪70年代末和80年代初，一般普通散货运价在0.3元/tkm，但目前已降到不足0.2元/吨公里。

车辆超限超载运输造成道路运输市场扭曲，严重损害了统一开放、竞争有序的市场秩序，阻碍了现代道路运输市场体系的建立和完善，破坏了正常的社会经济秩序。

4、造成车辆“大吨小标”泛滥，进一步加剧超限运输

因为竞相超限运输，部分汽车制造厂家受利益驱动，迎合市场，竞相非法生产“大吨小标”汽车，即将原来设计制造的汽车载质量故意从大吨位改标为小吨位，如EQ3094F6D自卸车，加强型车架、离合器、9吨级后桥，长轴距、长车厢，装载容积11.3ml，厂家却标为“五吨运煤王”。

有的卖车人为促销，给八平柴的合格证，能拉10~15t，行车证只标5t。

一些汽车改装厂和修理厂非法改装车辆，导致超限运输现象大大增加。

同时，国家对运输市场的调控力度、法规等方面存在不足，不能从根本上解决车辆超限现象的发生，管理不当，使得运输市场的无序竞争一定程度上又增加了。

5、扰乱了国家养路费以及路桥收费政策，制造出新的不公平

由于我国目前所有公路收费基本都是按车辆核定吨位收费，“大吨小标”超载车辆的泛滥，导致单位运输成本降低。

这样，运输者通过超载超限可以提高利润水平，降低其运输成本，这样就可获得比守法经营者更多的利润。

对国家来讲，漏征了大量规费，我国每年因超限超载而偷逃的养路费、路桥通行费不计其数，据专家估算，车主通过超限超载每获利1000元，国家就损失6000元；对于遵纪守法的人来说，无疑是不公平的。

6、严重的影响了我国汽车产业的健康发展和技术进步

汽车产业是我国国民经济的支柱产业，对拉动内需、扩大就业、提高人民生活质量具有十分重要的作用，但是由于载重货车市场上，“大吨小标”的车辆畅销，而按标准设计标定吨位的车辆受到冷落，同时，一些不规范的企业以及改装车厂，乘机生产销售违规车辆。

不仅导致优胜劣汰的市场竞争机制遭到严重扭曲，遵纪守规企业的正当利益受到严重损害，使运输市场秩序严重混乱，也影响了汽车产业的技术进步。

如果任生产“大吨小标”车辆的现象发展下去，中国的载货车和世界水平的差距将会越来越大。

7、降低了公路使用效率，污染了环境

超载车辆一般车速都很低，有的不足40km/t，由于车体大、走不快等，影响后车通行，常造成交通阻塞，公路的使用效率大大降低。

特别是在高速公路上，严重超载车辆一般只能行驶30~40km每小时，有的更低，造成了高速公路低速行驶尴尬局面的发生。

另外，超载车辆在不良路段行驶时由于荷载大，常常冒黑烟，导致排放超标，污染环境。

近几年来，针对超限超载严重的社会危害性，我国多次发起治理车辆超限超载的活动，处罚的力度也越来越大，但由于超限超载涉及面广，治理难度大，加之利益驱动，特别是源头问题没有得到有效解决，总是时间不长，再次回潮。

公路超限超载运输屡禁不止，已成为公路管理的一大“顽症”，社会生活和经济发展中的一项“公害”，到了非治不可的时候了。

车辆超载运输造成交通事故增加，路面早期被破坏，导致补救和维修养护费用急剧增加。

目前，治超主要采用经济手段和一些制度法规来控制，虽然在一定程度上减少了车辆超载的现象，但某些时段超载现象还是屡禁不止，并不能从根本上解决问题。

因此，在采取行政监督管理的同时，通过科学技术手段来制止超载现象也有着极其重要的意义和实用性。

1.2国内外汽车超载研究现状

1.2.1国外汽车超载研究

20世纪，国外几乎所有的国家都存在汽车超载运输的现象，据调查美国和德国的货运汽车中汽车超载的数量都在50%左右，而情况稍好的日本也达到20%为此，20世纪50年代，国外许多国家如：

美国、韩国、日本等国都在开始研究汽车动态称重系统，想通过利用汽车动态称重技术来避免汽车超载对公路造成早期破坏等，井取得相应的成果。

美国约有1100多个动态称重站，利用照相机和路边控制器技术，与高速公路巡警车中的计算机相连接，对过往货车进行检查，能够及时观察数据和有效鉴别超载车辆的身份。

日本广泛使用固定式或移动称重检测设备对超载车辆进行检测。

在高速公路收费站设有电子秤进行轴载测量。

对于大型货车交通部门还要求安装自动测重仪。

韩国从1973年7月开始对重车实行重点检查。

1994年10月，由于超载车辆过多而导致圣水大桥坍塌后，韩国政府进而加