一种无线式载重传感器
技术领域
本实用新型涉及车辆货物称重技术领域，具体地涉及一种无线式载重传感器。
背景技术
各个国家和地区，以卡车、货车为代表的商用车因超载引起的社会问题持续不断。超载除了会导致车辆制动距离不足和行驶稳定性下降,引发重大事故外，还会引起路基损坏(塌陷、卷曲)、路况恶化等。在我国，水泥车、垃圾车、渣土车及物流车超载更为普遍。
为防止超载，各国在不断通过强化法律法规来完善监管机制。以汽车大国德国为例，其高速公路上设有很多超载检查站，一年内违规3次以上者会被吊销驾驶证。在日本，高速公路收费站处设置电子秤、安装大型卡车货物重量自动测量设备等工作也在推进中。
卡车悬架是钢板弹簧悬架，车架是车辆的大架，车桥是两轮之间的连接轴，位于车辆弓子板的上部和下部，当车辆载重时，产生的物理量变化有：一是弹簧钢板变形；二是车架与车桥间距变化；三是车桥横梁变形。不同载重量变形量不同，车辆载重量越大，变形量越大，车架与车桥横梁间距越小。
车辆载重传感器主要有二种方式，一种是间距变化检测载重传感器，载重传感器安装于车架和车桥之间，将车架与车桥间竖直方向的间距变化量，转换成角度量、电容量、电感量、电阻量或压力量等参数，通过内部电路传换成电信号，由专用车载电缆线传送给载重主机进行数据处理，计算出不同车架和车桥间距时的车辆承载重量。这种载重传感器机械结构复杂，成本高；安装时要对车架和车桥横梁进行打孔、电焊接等改造处理；载重传感器安装于车辆底部，使用在有泥土、雪水、灰尘、高低温等恶劣环境中，对机械结构件、电器电路、连接导线等防护等级要求很高；严重影响载重传感器测量精度和测量的稳定性。
发明内容
本实用新型旨在提供一种无线式载重传感器，以解决上述问题。为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：
一种无线式载重传感器，所述无线式载重传感器用于粘贴固定在载重车辆的弹簧钢板上或车桥横梁两侧，其可包括MCU模块及与MCU模块电连接的低频接收模块、高频发射模块、形变传感器模块和供电电池，所述低频接收模块用于接收载重主机的低频设定信号，所述形变传感器模块用于检测载重车辆的重量，所述高频发射模块用于将所述供电电池电压和所述形变传感器模块检测的数据发送至载重主机。
进一步地，所述低频接收模块内置于MCU模块。
进一步地，所述MCU模块包括型号为PIC16F639的芯片U1，所述低频接收模块包括天线L1、电容C2、C3和二极管DIA，天线L1和电容C2并联，一端接至芯片U1的LCX引脚，另一端接至芯片U1的LCCOM引脚、电容C3的一端和二极管DIA的负极，二极管DIA的正极接VCC，电容C3的另一端接地。
进一步地，所述低频接收模块为125KHZ低频接收模块。
进一步地，所述高频发射模块包括ASK/FSK发射驱动集成电路芯片U3、晶体振荡器XT1、内部高频发射天线L3以及电容C10、C11、C12、C14，U3通过天线L3发射出经433.92MHZ调频调制FSK的高频信号。
进一步地，所述形变传感器模块可采用电阻应变片、3D加速计传感器或光栅形变传感器等。
本实用新型采用上述技术方案，具有的有益效果是：本实用新型的载重传感器结构和安装相对简单，不焊接、不打磨、不打孔、不损坏原车漆、不需要改变车辆车架或车桥，只需将钢板弹簧工作面除锈除尘、粘贴好载重传感器并与载重主机进行通信连接即可，非常方便，具有很高的实用性。
附图说明
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
图1是本实用新型的无线式载重传感器的原理框图；
图2是图1所示的无线式载重传感器的电路图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1和2所示，一种无线式载重传感器，用于粘贴固定在载重车辆的弹簧钢板上或车桥横梁两侧，其可包括MCU模块1及与MCU模块1电连接的低频接收模块2、高频发射模块3、形变传感器模块4和供电电池5。供电电池5可以采用3v纽扣电池等体积小巧的电池，以减小整个无线式载重传感器的体积。下面分别对各个模块进行说明。
MCU模块1：MCU模块1包括芯片U1，其选用微芯PIC16F639，编写专用控制软件。该MCU有内置125KHZ低频接收模块2，有休眠唤醒和供电低电压检测功能，每个载重传感器都设置有唯一的系列号。信号发射工作时，MCU读取形变传感器模块4的检测数据，产生高频发射数据，控制高频发射模块发射高频信号。休眠时，控制形变传感器模块4和高频发射模块3进入休眠状态，减少载重传感器功耗，延长使用寿命。
低频接收模块2：低频接收模块2由MCU的芯片U1和天线L1、电容C2、C3、二极管D1A组成，用于接收外部载重主机的125KHZ低频设定信号。天线L1和电容C2并联，一端接至芯片U1的LCX引脚，另一端接至芯片U1的LCCOM引脚、电容C3和二极管DIA的负极，二极管DIA的正极接VCC，电容C3接地。外部低频设定信号可使载重传感器进入休眠，唤醒休眠的载重传感器进入工作状态，以及触发载重传感器发射载重传感器系列号等信息、与载重主机进行匹配、使载重主机能准确定位载重传感器的安装位置。应该理解，低频接收模块2也可以是外置的。
高频发射模块3：高频发射模块3由ASK/FSK发射驱动集成电路芯片U3、晶体振荡器XT1和内部高频发射天线L3、C10、C11、C12、C14等组成，详见图2。当U3接收到MCU模块1的使能信号和需要发射的数据时，天线发射出经433.92MHZ调频调制FSK的高频信号。发射数据包括载重传感器系列号、电池低电压异常信息、传感器检测的数据等。本实例采用特殊高频发射驱动IC，发射时能有效提高高频发射功率，停止发射时，可关闭发射驱动IC使能，使IC进入休眠状态，降低载重传感器电流，延长使用寿命。
形变传感器模块4：车辆弹簧钢板和前后车桥横梁形变检测可以采用电阻应变片、3D加速计传感器或光栅形变传感器等。本实施例选用3D加速计传感器，MCU模块1读取3D加速计传感器U2检测到的静态重力值，并由高频发射模块3发射至载重主机。
无线式载重传感器可以在不改变车辆原有结构、不影响车辆安全性的前提下粘贴固定在弹簧钢板上或车桥横梁两侧，实时检测车辆载重时弹簧钢板或车桥横梁的变形量，并将检测结果通过高频无线信号发射，由载重主机高频接收、解码并进行运算，计算出车辆的载重量。产品结构简单，具有成本低、安装快、稳定性强等显著优势，具体如下：
1、载重传感器由内部电池供电，载重检测结果由高频信号无线发射，省掉专用的汽车电缆。
2、安装简单方便，载重传感器底面用强力3M胶粘贴于车辆弹簧钢板或前后车桥横梁上，再用固封胶将传感器包于横梁或弹簧钢板上，不需要改变车辆车架或车桥，不焊接、不打磨、不打孔、不损坏原车漆。
3、可以做到完全防尘防水，可长期使用于车况比较差的物流车、货物运输车、渣土车、环卫车、集装箱车等。
4、可以避免产品安装后无法适应高低温环境、或长时间应用而松动脱落，导致形变检测误差大，使用寿命短的问题。
5、有效降低成本，可以增强产品的适用性和竞争力。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
