铁路客车车辆超偏载检测报警器研究与设计
哈尔滨局集团公司超偏载检测安全预警装置设计与应用对策
LORDING AND REINFORCEMENT | 装载加固文章编号：1004-2024(2021)01-0043-06 中图分类号：U298.3 文献标识码：A DOI ：10.16669/ki.issn.1004-2024.2021.01.08目前国内外现有的铁路货运计量安全检测装置，如轨道衡、超偏载仪等对现场实际安装标准要求较高，其中钢轨、轨枕、线路长度、线路坡度、地基承受力、货车通过速度等都有着严格的要求，安装标准与造价较高，导致小型货运站场及铁路专用线难以安装此类设备，从而使铁路运输存在超偏载检测盲点，造成一定的安全隐患。
因此，中国铁路哈尔滨局集团有限公司(以下简称“哈尔滨局集团公司”)设计研发超偏载检测安全预警装置，可以有效解决各个装车站散装货物超偏载安全检测问题，确保货物运输安全。
1 铁路超偏载检测装置现状1.1 现状分析哈尔滨局集团公司现有货运计量安全检测装置123台，其中轨道衡91台，超偏载检测装置32台，分布在16个站段78个装车站。
哈尔滨局集团公司管辖范围内有货运站252个，其中散装货物装车站有226个。
为了强化设备维修质量，确保设备的运用稳定，哈尔滨局集团公司完成管内所有联网货运计量安全检测设备车站级服务器上移至哈尔滨局集团公司信息所机房进行统一管理，杜绝因货运计量安全检测设备车站服务器故障导致数据无法上传问题。
2020年，哈尔滨局集团公司更新、改造、大修货运计量安全检测设备。
新建东佳木斯、宾西、牡丹江(2台)超偏载检测装置4台，新建龙镇、牙克石、尚志轨道衡3台；更新滨江超偏载检测装置1台，更新煤田轨哈尔滨局集团公司超偏载检测安全 预警装置设计与应用对策赵全赏(中国铁路哈尔滨局集团有限公司 货运部，黑龙江 哈尔滨 150006)摘 要：为有效落实国铁集团科技保安全工作方针，提升哈尔滨局集团公司各个装车站散装货物超偏载安全检测能力，阐述哈尔滨局集团公司铁路超偏载检测装置现状，针对存在的安装位置不合理、环境影响较为突出、设备管理质量偏低等问题，分析超偏载检测安全预警装置组成及检测流程，设计测重信号处理、智能校准、报警功能3个模块，实现对散装货物装载状况进行实时量化监控。
铁道货车超偏载检测装置停电报警器的开发与应用
铁道货车超偏载检测装置停电报警器的开发与应用铁道货车超偏载检测装置停电报警器是一种新型的物联网设备，很好地解决了铁道货车超偏载时的安全问题。
本文将在以下几个方面展开对该设备的介绍和分析：设备的开发和功能原理、应用场景、操作方式及其优缺点。
一、设备的开发和功能原理超偏载检测装置停电报警器的基本构成是以物联网为核心的检测系统。
该系统由传感器、数据采集单元、通信模块和报警器四部分组成，传感器负责实时测量货车的载重和车身倾斜角度，数据采集单元将数据进行处理和分析，并通过通信模块将数据传输到云平台或监控中心进行远程监测。
同时，一旦货车超偏载，停电报警器就会即时报警，提醒驾驶员或监控人员及时处理。
设备的功能原理主要包括三个方面：1.实时监测：通过传感器实时测量器的载重和车身倾斜角度，确保铁路货车在运输过程中保持安全稳定状态。
2.数据分析：通过数据采集单元对传感器采集的数据进行处理，实现数据的分析和异常预警等功能。
3.报警提示：当铁道货车超偏载时，停电报警器会马上发出警报，提醒驾驶员及时采取措施，从而保障铁道运输的安全。
二、应用场景超偏载检测装置停电报警器能够应用于多种场景中，主要包括以下几个方面：1.铁路班列：对于长距离铁路货车班列，安装超偏载检测装置停电报警器可以有效检测车身重量，避免超载和偏载现象的发生，保障货车稳定运行。
2.城市物流：在城市物流运输过程中，由于道路相对狭窄，超偏载问题更加突出，这时借助超偏载检测装置停电报警器就可以有效预防超载现象的发生，维护公众交通与安全。
3.重货物运输：在重型货车运输过程中，往往要经过陡坡等复杂地形，这时超偏载检测装置停电报警器就能及时警示运输司机，保护车载货物的安全。
三、操作方式超偏载检测装置停电报警器的操作方式较为简单，主要包括以下几个步骤:1.安装设备：将传感器、数据采集单元、通信模块和报警器等设备安装到货车上。
2.启动设备：当运营企业需要使用货车时，可以通过智能终端或电脑远程启动设备。
铁路超限货物检测系统的设计与实现
拥 有 雷达 测量 数 据和 线 阵高 清 图像 的基 础上 ，还可 以 进 一 步利 用 图像 识别 技 术 ，采用 先进 的算法 对超 限情 况 进行 更 为深 入 的 图像 分 析 ，以便 更准确 地 修正 超 限
存在 的问题 。同时 ，如果将该系统 与三 维技术 、图
效果。
像 分 析 处理 技 术 相 结 合 ，可 以拥 有 更 加 直 观 的 应 用 功 能 ，以及信 息远 程 传 输功 能 。
３ 技术方 案
２ 系统主要 功能
铁路 货 车 的货 物 装 载情 况直 接 关系 到 行车 安全 ， ２ ． １ 系统 主要 解决 的 问题
车辆 偏 载 、货 物脱 落 等 ，轻 则撞 击损 坏 轨道 两 旁 的行
１ 概 述
铁路是国民经济的大动脉，铁路运输安全不仅影
车设备 ，重则造成车辆切轴、脱轨甚至颠覆等重大行
车或 货运 事 故 。
（ ３ ）受货物 品类 、装 载加 固方案 、线路和车 辆
Ⅱ 向 铁 路 本身 的效 率和 效 益 ，而且 对整 个 社会 的生 产 生 状 况 、牵 引 速度 等 多种 因素影 响 ，货 物或 加 固材 料 可
活和稳定和谐产生一定影响。近年来 ，随着铁路 的大 能 会 发生 位 移 或 倾 斜 ，从 而 造 成 货 物 偏 载 或 动 态 超
规模 提速 和 物流 需求 的 不断扩 大 ，铁 路 的运 能压 力 持 限 ，给行 车安 全 带 来诸 多 隐患 。 续 增 长 ，安 全 要 求 不断 提 高 【 ］ １ 。在 铁 路 货 运 检 测 系 （ ４） 由于 装 载 原 木 货 车 顶 部 加 固 的 铅 丝 末 稍 超
（ ２ ） 自动记录车轴数量 并且计算车位 ，检 测货
铁路货车超偏载检测装置技术条件 本技术条件依据《铁路货车超偏载
铁路货车超偏载检测装置技术条件本技术条件依据《铁路货车超偏载检测装置》(TB／T3096—2004)、《铁路货车超偏载检测装置检定规程》(JJG(铁道)129—2004)、《自动轨道衡》(GB／T 11885—1999)、《电子衡器通用技术条件》(GB／T 14249.2—1993)、《动态称量轨道衡检定规程》(JJG 234—1990)、《称重传感器》(GB／T 7551—1997)、《称重传感器检定规程》(JJG 669—2003)、《铁路货物装载加固规则》(铁运[2006]161号)有关条款制定。
铁路区间及站场线路安装的超偏载检测装置均应符合本技术条件。
一、总体技术性能根据《铁路专用计量器具新产品技术认证管理办法》的规定，铁路货车超偏载检测装置作为铁专量具，实行铁专量具新产品技术认证制度。
必须通过铁道部主管部门组织的技术认证后方可在线路上安装使用。
其产品结构应采用不断轨钢结构或混凝土结构框架型式。
总体技术性能须满足：1.称量性能稳定、使用安全可靠。
安装使用后不得对行车安全造成任何隐患。
2.称重准确度：列车在40 km／h及以下速度称量时，称重准确度应小于或等于0.5%；在40～60 km／h速度范围内称量时应小于或等于1%：前后转向架偏重差变动范围：列车在40km／h及以下速度称量时应小于或等于400kg；在40～60km／h速度范围内称量时应小于或等于800kg。
前后转向架偏重差平均值与理论偏重差之差的绝对值：应小于或等于500kg。
设偏转向架偏载率平均值与理论偏载率之差的绝对值：应小于或等于5%。
68t或76t车中未设偏检衡车整车初始偏载率平均值的绝对值：应小于或等于5%。
3.称重范围：18—120t。
4.自动判别机车车辆通过及确定通过速度；实现车种、车型、车号、机车车号及配属段的自动识别功能。
5.系统能够对传感器、通道、采集卡等部件的状态参数进行自检并实时上传。
能够自动累计传感器承受冲击次数，并对传感器剩余寿命预警。
【毕设小论文】客车超载限乘报警系统设计
1.1 系统组成
客车超载限乘报警系统整体上分为车载设备和 无线终端两大部分，如图1所示。对于车载设备，该 系统的核心处理器是STM32F103ZET6，控制红外遥 控器、TFT-LCD显示、AT24C02数据存储、红外计数 和刷卡门禁、SIM900A、GPS导航定位等多个功能模 块。对于无线终端，该系统使用的是手机终端和云
中图分类号：
文献标识码：
文章编号：
Design of Alarm System in Coach Overload Limitation
LI Ying-li (School of Electronic Engineering, Xi'an University of Posts and Telecommunications, Xi'an 710121, China)
在处理器的控制下，多种通信方式互不干扰、 操作灵活，使系统得以稳定运行。
2 硬件设计
感器和刷卡门禁设备。当乘客刷卡时，门禁开启。 两个红外传感器产生相应电平变化，并经方向识别 电路将上下车信号传给处理器，乘客数才会相应增 减。这样设计提高了计数灵敏度，且响应距离能够 满足该系统的要求，更重要的是此设计能够有效防 止不法司机或乘客进行人为虚假进出。
在软件编程方面相对简单，但是发射电路和接收电
车载电脑显示
GPS
TFT显示
图1 客车限乘报警系统整体框图
路的布线较为复杂，且灵敏度很低，接收距离有限， 很难满足该系统的要求。
方案二：综合使用高度集成化的漫反射红外传
1.2 通信方式
客车超载限乘报警系统采用了多种通信方式， 保证了各个模块在处理器的控制下得以无干扰地进 行数据传输。在车载模块与处理器之间的通信中， 刷卡门禁模块通过电磁波读取IC卡号码，并采用串 口通信传输给处理器进行判断；SIM900A模块采用 串口通信接收处理器指令或发送指令反馈；AT24C02 数据存储模块采用IIC通信，将更新的座位数、乘客 数以及赋分值等数据及时存储；遥控器采用红外通 信协议，处理器通过中断服务程序解码按键信息。 另外，GPS模块也是通过串口和车载电脑相连，数据 不经处理器直接上传“城际通”软件，进而实现定 位和导航。车载设备和无线终端之间的通信主要依 靠SIM900A模块，它通过成熟的GSM网络与手机终 端进行通讯，通过GPRS与云服务器进行通讯，实现 相关数据的远程无线监控。
浅析铁路货运超偏载安全检测装置
浅析铁路货运超偏载安全检测装置浅析铁路货运超偏载安全检测装置摘要：通过货运超偏载安全检测装置的系统组成、工作原理、故障示例分析、维护管理几个方面说明了该系统是通过何种方式来检测货车的装车情况确保铁路货运行车安全。
以及该系统的使用情况和存在的不足，能够对现场工作人员、设备维护人员、货运管理人员在对系统的工作原理上有进一步的认识，在维护以及使用过程中提供一定的帮助。
关键词：铁路货运安全；超偏载；检测装置Abstract: Security overload and eccentric load by measuring device for system fault example analysis, composition, working principle, maintenance of management describes the ways in which the system is to detect the loading of goods vehicles to ensure safety of railway freight traffic. As well as usage and deficiencies of the system, able to field staff, maintenance personnel, freight managers to have a further understanding on the system works, in the use of maintenance, as well as provide some help.Keywords: railway freight security; super partial load; detection device系统简介超偏载仪是新一代铁路货车装载检测装置，采用钢结构轨枕或者混凝土轨枕配合12只压力传感器和8只剪力传感器，结合高性能14通道数据采集仪或者14路数据采集卡和高精度称重软件，能在列车快速运动中，准确测量四轴货车的超载、前后偏载、各轴偏载率和整车重心偏移量，配备车号自动识别系统，可识别列车车次、车型、车号、自重和允许载重。
铁路货车超偏载典型误报警分析
态。
分析 ： 通过 过 车波 形 初步 判 断 ， 并 未 发现 异 常 ， 故 联 系设
２ ． ２ 台面 加减 速 或停 车 引起 的 误报 警 共有 ７ 次 。取 其 中 １ 次
进 行分 析
备厂家协同分析。发现该次列车过车方向为“ 上行” ， 最高车
速接近 ４ ０ ｋ ｍ ／ ｈ 。查 看上 行方 向 ４ ０ ｋ ｍ ／ ｈ速度 段 的修 正 系 数 ．
此振 幅较 正 常波 形 小 ．导致 内侧 数 据远 小 于 右侧 正 常数 据 。
归纳 和 寻找误 报 警发 生的 原 因 ，以指 导设 备运 用和检 修
工作 更好 的 开展 。
关 键词
超偏载； 误报警； 原 因分 析
最后 ， 由于这 一 差 值 在 空 车数 据 中更 为突 出 ， 因此 造 成 了空
超偏 载 检测 装 置的 日常 运 用 中会 产 生超 偏 载报 警 数 据 ， 来 预 警过 衡 的列 车 可能 出现 的装载 问题 。其 中 ， 绝 大 多 数 的 报 警 数据 都 是真 实 的 ， 能 够反 映货 物 装 载情 况 。但 仍 有 一部
一
原因 ： 分析 前 后 过 车 数 据 后 发现 ， 该 传 感 器 偶 尔 也会 产
过 查 看波 形分 析 发现 ， 内侧 （ 列 车通 行 方 向的 左侧 ） 第 ２路 剪
中在 传 感 器故 障 、 台面加 减 速或 停 车 、 称 重 台 面基 础下 沉 、 特
种 车辆 无 法 检 测 、 参 数 问题 、 复 合 原 因 等六 种 以及 其 他 的 偶
力传感器波形（ 如图 ２ ） 在机车后转向架的中间轮处产生了明
生２ ３ 起 由总 公 司督 办分 析 的误 报 警 。笔 者 作 为设 备 检修 的 主要 负 责 人 ，参 与 分 析并 撰 写 了几 乎 所有 的误 报 警 分 析 报
基于单片机的客车超载警报系统的设计
0 引言随着社会经济的发展，人们的出行频率越来越高，客车超载现象频发，由此带来的安全问题屡屡发生。
客车超载严重影响着车辆的驾驶，客车的急行与急停都可能造成乘客的受伤，容易引发严重的交通事故，造成人们生命和财产损失。
虽然国家出台了相关的法规政策，但在假期客流高峰期客车过载现象仍然存在[1]。
由此，客车载重检测和人数控制就显得尤为重要，客车超载报警系统可以有效地避免客车超载情况，减少了安全事故的发生，同时实时监控客车内人数和当前载重，保障了人们的出行安全和财产安全[2]。
1 系统总设计客车超载报警系统由控制芯片，红外传感器、重力传感器、蓝牙模块等组成[3]，如图1所示，通过按键输入客车规定的载客人数和重量，红外传感器1、2感知人体经过，通过方向识别电路判别上车还是下车，从而准确计算出车内人数，重力传感器实时测量客车载重，将测量数值传输到单片机中，单片机控制LCD 显示模块显示当前车内信息。
当客车超过设置载客数值时，蜂鸣器自动报警，继电器断开车辆总电源，使得车辆停止再原地，直至客车减重到规定数值以下，客车才能正常行驶。
2 硬件设计2.1 控制电路控制模块采用8051单片机作为主控芯片，其IO 口与传感器、独立按键、LCD1602、蜂鸣器和继电器，通信串口与蓝牙模块相连接。
通过按压设置、加、减等独立按键输入客车规定的载客人数和载重，单片机获取红外传感器和重力传感器测量数据，控制LCD1602显示屏实时显示客设置的载客数值和实际的载客信息[4]。
一旦载客超过规定数值，单片机控制蜂鸣器报警，继电器断开客车的电机，通过串口与蓝牙模块通信，将测量数据发送至客运中心。
2.2 红外传感器红外传感器为漫反式光电开关，集成了信号发射和接收的装置，传感器检测到物体时，将发射器发出红外光直接反射到接收器，光电开关产生脉冲信号。
2.3 方向识别电路红外传感器可以检测乘客运动，但不能检测其上行或下chip as the main control chip, collects the number of people and load information through infrared and gravity sensors, and displays and transmits the current information in real time. Stop the bus from running. The simulation results show that the system can accurately measure the load information of passenger cars, and the running effect of the system is good.Keywords:MCU ；WIFI ；ESP8266；Indoor Positioning图1 系统总框图图2 控制模块图3 方向识别电路2.4 蓝牙模块蓝牙模块采用的是HC-08蓝牙串口模块，低功耗，且睡眠电流低至0.4μA，支持无线唤醒，通信距离80米，主从机一体，支持与手机连接透传。
超偏载检测装置实时监测预警系统研究与应用
铁道技术监督
RAILWAY QUALITY CONTROL
计量工作
MEASUREMENT WORK
超偏载检测装置实时监测预警系统研究与应用
姚青峰
（ 中国铁路武汉局集团有限公司科学技术研究所，湖北 武汉 430071）
摘 要：针对目前超偏载检测装置误报警现象时有发生、设备故障不能提前预警和自动分析、货检作 业人员管理不规范等问题，运用 B/S 和 C/S 相结合的系统结构以及 开发技术，研发一套超偏载检测 装置实时监测预警系统。实时监测超偏载检测装置的网络状态、硬件设备工作状态、软件系统运行情况， 建立故障数据库，发现故障，及时语音报警；并建立电子维修维护台账，实现车站标准化管理。
1 概述
自超偏载检测装置投入运用以来，在保障铁路 货运安全方面发挥了重要的作用，实现货运安全由 定性管理向定量化管理的转变。超偏载检测系统覆 盖范围内，能有效降低货运安全事故的发生，有效 防治货车超载、偏载、偏重，为保障铁路货运行车 安全奠定基础。但是，超偏载检测装置误报警现象 时有发生。据统计，中国铁路武汉局集团有限公司 2015 年全年共有 64 条报警车辆信息，其中误报警 信息 29 条，年误报警率达 45.3%；2016 年全年共 有 84 条报警车辆信息，其中误报警信息 32 条，年 误报警率达 38.1%；2017 年全年共有 63 条报警车 辆信息，其中误报警信息 21 条，年误报警率达 33.3%。近年来不断改进，年误报警率逐年下降， 尽管如此，年误报警率仍然较高。误报警车辆信息 会误导车站货检作业人员的判断，从而对误报警车 辆采取不必要的扣车、检车、复衡、重新编组等一
针对目前超偏载检测装置误报警现象、设备故 障不能提前预警和自动分析判断、货检人员作业 管理不规范等问题，以 《铁路货运安全检测监 控与管理系统总体技术规范》 为基础，运用 B/S
一种大型车辆超载检测报警装置_CN209181894U
代理人 李宏伟
(51)Int .Cl . G01G 19/02(2006 .01)
(10)授权公告号 CN 209181894 U (45)授权公告日 2019.07.30
( 54 )实用新型名称 一种大型车辆超载检测报警装置
3 .根据权利要求1所述的一种大型车辆超载检测报警装置，其特征在于：所述A/D转换 器模块(3)的型号为AD9054ABSTZ-135单通道转换器。
4 .根据权利要求1所述的一种大型车辆超载检测报警装置，其特征在于：所述处理器 (4)的型号为MobilePentium4。
5 .根据权利要求1所述的一种大型车辆超载检测报警装置，其特征在于：所述承重板 (22)顶部的面积与所述车厢(1)内腔的面积相等。
所述第一压力传感器 (28) 和所述第二压力传感器 (26) 通讯连接有A/D转换器模块 (3) 通讯连接 ，所述A/D转换器模块 (3) 与处理器 (4) 通讯连接 ，所述处理器 (4) 与太阳能供电 模 块(5)电连接，所述处理器(4)与显示器(6)和蜂鸣器(7)通讯连接。
2 .根据权利要求1所述的一种大型车辆超载检测报警装置 ，其特征在于 ：所述U形块 (210)套接在所述强力弹簧(29)的内腔，所述强力弹簧(29)的上下两端分别与所述第二固 定板(24)和所述第一固定板(23)相对一侧固定连接。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )实 用新型专利
(21)申请号 201920092980 .0
(22)申请日 2019 .01 .21
(73)专利权人 南京晓庄学院 地址 211171 江苏省南京市江宁区南京晓 庄学院方山校区弘景大道南3601号
实时智能汽车超载报警系统的研究设计
实时智能汽车超载报警系统的研究设计丘文未;刘其洪;张庆山【摘要】车辆超载是我国公路运输行业的一个普遍问题,对运输安全的危害很大.利用电阻应变片、惠斯顿电桥、放大电路、A/D转换电路、CPU处理电路和报警装置组成一个实时智能的汽车超载报警系统,可对行驶过程中的汽车进行实时称重,并且当车辆超载时能自动发出报警信号,这对治理超载、保护公路等具有重要意义.【期刊名称】《机械制造》【年(卷),期】2010(048)012【总页数】3页(P41-43)【关键词】车辆超载;报警系统;钢板弹簧;实时称重【作者】丘文未;刘其洪;张庆山【作者单位】华南理工大学,机械与汽车工程学院,广州,510640;华南理工大学,机械与汽车工程学院,广州,510640;华南理工大学,机械与汽车工程学院,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TH113.2+1传统的静态称重作为检测公路车辆超载的方法，存在效率低、占地面积大、移动不方便等缺点[1]，这就需要一种更为高效经济的方法来测量汽车重量。
车辆行驶称重技术 (Weigh in Motion，WIM)作为一种智能称重技术得到了广泛研究和迅速发展 [2]。
利用电阻式传感器测量车重，能实现汽车的实时称重。
驾驶者在行车过程中能实时了解载重状态，对确保汽车的安全驾驶，以及治理超载、保护公路等具有重要意义。
1 系统实现框架如图1是实时智能汽车超载报警系统的实现过程。
借助ANSYS有限元软件对汽车钢板弹簧进行应力分析，确定电阻应变片安装位置;四片电阻应变片粘贴在汽车钢板弹簧上，组成一个电桥电路，其中两片应变片测拉应变，另外两片测压应变;汽车增重，钢板弹簧产生应变，电桥产生电压差，且电压差相对于应变成线性关系;放大电路将电桥信号放大，通过A/D转换和微型控制器进行处理，利用已标定参数的智能传感器，实时对车辆进行称重并显示;当车辆超载时，系统自动发出报警信号。
2 系统实现关键技术2．1 传感器应变片安装位置确定实时称重是本系统的核心所在，为此，首要任务是对汽车的重量进行传感测量。
基于单机片的客车超载警报系统的设计与实现
基于单机片的客车超载警报系统的设计与实现摘要在本文中设计了一种应用于客车中超载报警系统，本系统以单片机为核心，同时摆包含反射式红外传感器、HX711重量检测芯片、报警电路、锁定电路以及键盘模块等等，司机在开车之前可手动设置人数上限以及车辆的最大重量，通过传感器模块可将当前车辆人数以及总重量在显示模块中进行显示。
当客车上的人数或总重量超过设定的阈值时则系统发出报警，此时单片机对信息进行处理后会发出信号控制继电器动作，客车电子起动器工作，此时车辆处于制动状态，不能正常发动和行驶。
本文所设计的基于单机片的客车超载警报系统分为两大部分，其一为软件部分，其二为硬件部分。
其中硬件部分包含红外传感器、方向识别电路等，可实现对上下车人数的检测和判断、HX711重量检测芯片和AD转换电路把重量变化的模拟量转换为数字信号并输入单片机系统。
单片机将传感器检测的数据发送到单片机进行处理后会将当前车辆人数和总重在显示模块中予以显示，若超过设定阈值，则报警模块中蜂鸣器发出报警声且发光二极管发出红光，提示超员或超载。
在最后对本文设计的基于单机片的客车超载警报系统进行了调试，调试结果表明本系统可实现预期功能，且具有一定的功能扩展性，本文的设计对相似系统的设计提供了一定理论借鉴。
关键词：客车超载系统检测，单片机，光电传感器，重量传感器Design and Implementation of Passenger Car Overload Alarm System Based on Single ChipABSTRACTIn this paper, an overload warning system for passenger cars is designed. The system is based on single-chip microcomputer. At the same time, it includes reflective infrared sensor, HX711 weight detection chip, alarm circuit, locking circuit and keyboard module. The driver is driving. The upper limit of the number of people and the maximum amount of the vehicle can be manually set, and the current number of vehicles and the total weight can be displayed in the display module by the sensor module. When the number of people on the bus or the total weight exceeds the set threshold, the system will issue an alarm. At this time, the MCU will send a signal to control the relay action after the information is processed. The bus electronic starter works. At this time, the vehicle is in the braking state and cannot be normal. Start and drive.The single-chip-based passenger car overload warning system designed in this paper is divided into two parts, one is the software part, and the other is the hardware part. The hardware part includes an infrared sensor, a direction recognition circuit, etc., which can realize the detection and judgment of the number of people getting on and off, the HX711 weight detection chip and the AD conversion circuit convert the analog quantity of the weight change into a digital signal and input it into the single chip system. After transmitting the data detected by the sensor to the MCU for processing, the MCU will display the current vehicle number and total weight in the display module. If the set threshold is exceeded, the buzzer in the alarm module will sound an alarm and the LED will emit red light. Prompt over or overloaded. At the end of this paper, the single-chip-based passenger car overload warning system designed in this paper is debugged. The debugging results show that the system can achieve the expected function and has certain function expansion. The design of this paper provides a certain theoretical reference for the design of similar systems.Key words: coachoverload, systemdetection, microcontroller, photoelectricsensorHX711大连科技学院2019届本科毕业设计（论文）目录目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 开发背景与现状 (1)1.2 开发设计的意义 (1)1.3课题主要内容 (2)第2章客车超载监控系统的方案论证 (3)2.1 系统的原理 (3)2.2系统的组成 (3)第3章客车超载警报系统的硬件设计 (5)3.1 客车超载监控系统的检测电路 (5)3.1.1 传感器的选择 (5)3.1.2 反射式红外传感器检测原理 (5)3.1.3方向识别电路的设计 (6)3.2 单片机最小系统的设计 (8)3.2.1单片机的选择 (8)3.2.2单片机外围电路的设计 (11)3.3显示电路的设计 (13)3.4键盘电路的设计 (15)3.5报警电路的设计 (16)3.6客车锁定电路的设计 (17)第4章客车超载监控系统的软件设计 (18)4.1 客车超载监控系统的软件设计方案 (18)4.2 T0、T1中断计数程序的设计 (19)4.3按键子程序的设计 (20)4.4报警与锁定子程序的设计 (21)4.5显示子程序的设计 (23)第5章系统调试与分析 (24)5.1系统的硬件调试 (24)5.2系统的软件调试 (25)5.3调试故障及原因分析 (26)第6章结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)第1章绪论1.1 开发背景与现状随着社会经济的发展，人们出行的频率越来越高，尤其是节假日出行更高峰时选择乘坐客车的人数越来越多，但公路交通运力确并未有所提升，因此超载现象频发，由此带来的安全问题屡屡发生，为社会和个人带来了极大的损失。
重载铁路车辆超偏载状态监测系统研究
重载铁路车辆超偏载状态监测系统研究陈海峰;王莉;鲁五一【期刊名称】《微计算机信息》【年(卷),期】2011(027)012【摘要】本文在分析转向架载荷传递及其力学模型基础上,研究一种在途重载铁路车辆超偏载状态实时检测的方法,并设计了一套基于该方法的车载式超偏载状态监控系统。
最后,文章探讨了EMD（Empirical Mode Decomposition）方法用于特征信号的提取,通过仿真信号进行分析,证明了在车辆运行状态下,EMD对检测信号分析的可行性。
%Based on analyzing the transmission of bogie load and setting up the mechanical model, this paper brings a real-time method of overloaded and imbalanced detecting for in-transit freight Wagon. Then, We design a new type overloaded and imbalanced status monitoring system on-vehicle based on this method. Finally, this paper discusses that EMD （Empirical Mode Decomposition） is used to extract the Characteristic signal, and then, the feasibility of the algorithm for In-transit detecting signal on a non-stationary simulated signal is tested.【总页数】3页(P50-52)【作者】陈海峰;王莉;鲁五一【作者单位】中南大学信息科学与工程学院;中南大学信息科学与工程学院;中南大学信息科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】TP29【相关文献】1.基于DSP与Matlab的超偏载检测系统研究 [J], 黄志辉;李巍;柏友运;赵聪2.铁道货车超偏载检测装置与检衡车偏载标准检定装置计量性能对比 [J], 段小军;安爱民;吴俊3.非接触式铁路货运车辆超偏载检测系统研究 [J], 谭覃;高广军;张亚妮;陈功4.超偏载检测装置实时监测预警系统研究与应用 [J], 姚青峰5.基于轨道衡的超偏载检测系统研究 [J], 邓俊;范众维;孙勇;胡帮市;李俊林;涂传进因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
公交超载报警系统
毕业学期顶岗实习工作报告客车超载控制系统设计论文作者： 徐董芳 指导教师：***专 业： 应用电子技术 系 （院）： 电子与电气工程系 答辩日期：2014年 06月06日摘要摘要本文设计了一个客车超载监控系统，以AT89C51单片机为核心，利用反射式红外传感器、方向识别电路、报警电路、锁定电路设计，能够通过键盘手动设置乘客人数的上限值，并用LED显示器显示车内的实时乘客人数。
当客车内人数超载时，系统发出声光报警，并通过继电器切断客车的电子启动装置，从而将汽车锁定，使之无法行驶。
当超载解除后，声光报警也相应的解除，客车锁定解除，可以正常运行。
本设计共分两部分，硬件系统设计和软件系统设计。
硬件部分利用红外传感器和方向识别电路将乘客的上、下车情况进行检测和判断并输入单片机系统。
经过单片机系统将处理的数据送LED显示，声光报警电路由蜂鸣器和发光二极管组成，用继电器实现对客车启动装置的锁定。
软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。
该系统通过调试后，能够较好的完成客车超载的预警提示，并对超载情况进行相关控制。
关键词: 客车超载控制系统；红外线传感器；单片机目录第1章绪论 (3)1.1选题的意义 (3)1.2论文研究任务及目标 (4)1.3论文研究的主要内容 (5)第2章系统的整体结构 (6)2.1 系统的组成 (6)2.2 系统的原理 (6)第3章系统硬件的设计 (7)3.1 系统硬件总体的组成 (7)3.2 检测模块电路 (7)3.3 单片机模块电路 (10)3.4 控制模块电路 (12)3.4.1 数码管显示电路设计 (12)3.4.2 报警电路设计 (14)3.4.3 继电器控制电路设计 (15)第4章系统软件的设计 (17)4.1系统软件的整体设计 (17)4.2 计数功能程序设计 (17)4.3 LED显示电路的程序设计 (18)4.4 报警电路程序设计 (18)第5章调试故障及原因分析 (19)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)第1章绪论1.1选题的意义随着生活水平的不断提高，人们外出打工、探亲、旅游的人数越来越多，尤其是节假日，而与此相关的公路客运（长途客车，旅游客车等）的运力却没有相应增加，致使超员现象频频出现。
铁路安全检测与预警系统设计
铁路安全检测与预警系统设计概述：铁路作为一种重要的交通运输方式，其安全性尤其重要。
为了确保铁路运行安全，对于铁路系统中各类设备以及车辆所存在的各种潜在安全隐患需要进行及时的检测与预警，以期在事故发生之前能够及时采取预防措施，保证铁路运行的顺畅与安全。
本课题将针对铁路系统中常见的安全隐患，设计一种基于物联网技术的铁路安全检测与预警系统，可对铁路车辆及其设备进行实时监测，及时预警安全隐患，为铁路系统的可靠运行提供保证。
关键词：铁路；安全检测；预警系统；物联网技术一、设计思路与技术路线1.1 设计思路本课题的设计思路是基于物联网技术实现对铁路车辆与设备进行实时数据采集，并通过数据分析及时预警安全隐患，为铁路系统的安全运行提供保障。
1.2 技术路线本课题的技术路线是采用传感器模块采集数据，通过物联网技术将数据上传到云平台，并对数据进行分析、处理，通过移动端实现对数据的实时监测以及预警功能。
二、系统设计与实现2.1 系统结构设计本系统采用分布式式系统架构，包括传感器端、云端、移动端三个层次。
传感器端接收监测目标信息，云端进行数据处理和存储，移动端提供实时监测和预警服务。
2.2 系统硬件设计本系统硬件部分包括传感器模块、数据传输模块、数据处理器，其中传感器模块主要负责采集监测数据，数据传输模块通过物联网技术将传感器采集的数据上传至云平台，数据处理器则用于对数据进行分析和处理。
2.3 系统软件设计本系统软件包括传感器模块程序、云端数据处理程序、移动端监测预警程序。
其中，传感器模块程序实现对监测目标的实时采集与传输，云端数据处理程序用于对上传的数据进行存储和分析，移动端监测预警程序则通过实时数据采集及预警功能为系统提供服务。
三、系统测试与结果分析3.1 系统测试本系统测试过程包括传感器模块测试、云端数据处理测试、移动端监测预警测试等。
在传感器模块测试中，通过对测试目标的实时监测数据进行比对，验证传感器模块采集监测数据的准确性和有效性。
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铁路客车车辆超偏载检测报警器研究与设计
申玉良，潘存治，杨绍普
摘要：研制了一种车载式超偏栽报警装置，可实现机车车辆超偏栽状态的准静态检测和
报警功能。
介绍了总体设计原则和方案，对测控系统的软硬件作了系统论述，并给出了部分硬、
关键词：单片机；车辆；超载；偏载；报警
l 引言
在装车作业中，由于客观条件和各种因素限制，尚无可靠准确的计量检测手段，而是用传统量尺划线、目测的办法来确定装车重量和重心位置，因此准确性和可靠性相对较低，从而不可避免地带来超载、偏载或欠吨的问题。
超载、偏载所造成的危害主要表现在：车辆超载引起的冲击荷载是钢轨、车轴伤损，轨枕严重裂纹，轨道病害加剧的重要原因，有时甚至引起断轨、断轴等恶性事故；车辆偏载是引起货车在曲线圆缓点等轨道扭曲较大处脱轨的重要因素。
另外，装车欠吨浪费运力同样造成经济损失。
因此，研制一种车载式超偏载检测报警装置，随车检测车辆承载状态意义重大。
2 总体方案设计思路
设计一种车载式超偏载报警装置，车辆停靠在站点后，开启该装置的相应功能，可实现超偏载状态的准静态检测，即实现超偏载超限报警，并能显示车辆实际载重量、超偏载程度。
在车体前后转向架2系弹簧附近安装能够检测弹簧压缩量的传感器，一个车体上的四个对称位置各安装一个，将信号放大调理后送单片机系统进行处理，通过数码显示、声光报警实现所需功能。
其中技术关键是传感器技术与超偏载信号的检测。
3 测控系统软硬件设计
3．1 传感器的选择与数学模型的建立
3．1．1 209转向架简介
本系统首先针对209型转向架的行李车进行研究。
209型转向架是一种C、D系列客车转向架，当装用C轴(及相应的弹簧)时称208型，当装用D轴(及相应的弹簧)时称209型。
209型转向架的摇枕弹簧悬挂装置为摇动台式，采用单节长吊杆，构架外悬挂，带有油压减震器的弹簧组。
摇枕弹簧装置由弹簧组和油压减震器组成，摇枕两端各一套，每套由两组并列的内外卷圆簧和油压减震器组成。
圆簧组由上下夹板、中间穿以螺栓组成，呈预压缩状态，如图l所示。
弹簧托梁为整体铸钢横梁式结构，它和摇枕吊轴之间用两个螺栓连接。
摇枕吊上部通过摇枕吊销借助两块摇枕吊销支承板，垂直悬挂在摇枕吊座上。
图I 209转向架摇枕弹簧装置示意图由图1可知，转向架垂直载荷传递顺序为：车体一上心盘一下心盘一摇枕一2系弹簧一弹簧托梁一摇枕吊轴一摇枕吊一构架侧梁一车轮一钢轨。
3．1．2 传感器选择与设计
经简化得到车辆悬挂装置如图2所示。
通过前文介绍的力的传递路线及图2可知，8根弹簧或吊杆受力之和即为货物重量，因而测出弹簧或吊杆所受力便可得到承载量大小。
又因为弹簧和吊杆均匀分布于四个方向，比较各个方向受力大小则可以判断是否偏载。
通过测量弹簧或摇枕吊的受力来测量。
承载量的方法有直接法和间接法。
在设计过程中，考虑到对铁路车辆安全要求的特殊性，基本原则是不改动原有结构，用间接测量法图2 车辆悬挂装置简图测定弹簧或摇枕吊的受力，实施如下方案：在摇枕与2系弹簧托梁之间安装间接位移测量装置测量2系弹簧的压缩量，即按比例缩小原理设计一个小刚度弹簧位移检测装置，该装置采用
一个5kg的称重传感器，用该传感器测量小刚度弹簧的压缩量，测出的称重传感器的信号间接反映了2系弹簧的压缩量。
3．1．3 数学模型的建立及相关分析
如上所述可得到车体受力的数学模型如图3。
P 、P。
、P。
、P 为车体的4个受力顶点。
假定P 处弹簧压缩量为．27。
，P。
、P。
、P 处压缩量分别为．27。
，。
，，并且考虑到各个弹簧刚度的不同，设。
、。
、。
、分别为4个弹簧的刚度，其中，K，一载重量／弹簧压缩量，则载重量测定值为：G一(K 1．271+ K 2．272+ K 3．273+ K 4．274)。
“超偏载’’的概念以及实际情况进行分析。
图3 数学模型
(1)超载车。
装载成件包装货物的重量超过允许装载量的10 以上，或装载散堆装货物的重量超过允许装载量的15 以上时。
(2)左右偏载车。
f妻羹萋主票I二 I≥。
．2时，式中的轮重也可以是对应的转向架承重。
(3)前后偏载车。
『前转向架负重值一后转向架负重值『≥lOt时。
传感器H _二级放人电路卜—I4051多路开关H 旦鱼
载指示灯及报警 1413驱动
1413驱动
73锁存器
45ll译码
273锁存器
3．2 单片机系统设计
138译码器
CPU
T89C52
选择与系
3．2．1 单片机电路硬件设计
系统硬件主要由输入输出、单片机测控系统、传感器前置放大、系统调零、显示、指示灯等电路组成。
原理框图如图4所示。
(1)传感器前置放大电路。
称重传感器选用5kg量程的电子称传感器，采用两级放大电路，前级选用ICL7650高输入阻抗型集成放大器，对传感器信号进行初级放大，后级采用通用集成运放741对信号进一步放大，将满量程信号放大到10V。
(2)单片机测控系统电路。
该电路主要由AT89C52单片机、4051多路开关、74LS273锁存器、AD1674转换器、74LS138译码器等组成。
AT89C52单片机内部有8K 程序内存，512字节RAM。
因此，不用外部扩展程序和数据存储器。
四路传感器信号经多路开关4051分时采人，经A／D 转换输入单片机，经计算处理，可测得各路承载量及总重量。
程序存储器中固化了系统主程序和各子程序。
(3)显示电路。
采用LED数码管的静态硬件译码显示电路，重量和超偏载程度显示各用3位LED 数码管，用CD451 1芯片硬件译码，通过MC1413驱动。
若有超偏载存在，前面板上的超重、前偏、后偏、左偏、右偏指示灯亮起，蜂鸣器报警，两组数码管各显示重量和超偏载情况。
其中6个发光管和蜂鸣器均由MC1413驱动。
图5 主程序流程框图
(4)系统调零电路。
在使用过程中传感器和相关机电参数必引起零点和比例关系变化，因此，必须设计调零电路定期校核测量精度。
该调零电路用两个LM741放大器，运用减法原理设计。
3．2．2 系统软件设计
(1)主程序。
单片机上电后执行主程序。
首先进行系统设置，若一切正常，则进入按键扫描状态，根据扫描结果进入单路调整或正常状态。
主程序流程图如图5所示。
(2)A／D转换程序。
将放大器输出的模拟量转化为数字量，经数字中值滤波，取中间值输入
到CPU 的存储器。
4 结束语
所开发的报警器技术性能先进，功能齐全，特别是称重精度较高，可兼作Ⅲ级计量器具使用，其造价低，并且具有一定的通用性，XCN NZgN ，根据具体结构，设计特定的传感器安装架，然后对该种车型进行称重试验，获取有关参数后，修正程序中的相应参数并固化即可。
该超偏载检测报警器可应用于行李车、邮政车，电源问题解决后可用于货车。
参考文献
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