跟着交通运输业的快速开展，伴跟着发生的车辆超载现象也日益严重，这不但会破坏公路设备，更增加了交通事故的发生率，对人们的生命财产安全带来很大的损害，所以及时地发现并管理超载车辆具有重要的含义。
现在遍及运用的检测车辆超重的技能首要有：静态称重技能和动态称重技能，这两种技能都是经过在公路的特定方位设定关卡，装置地磅运用压力传感器、电阻应变式传感器等等来检测车辆是否超重，丈量成果比较准确，但这两种技能有一些一起的缺陷：传感器易受损，并且在特定方位设定关卡，会存在许多监管不到的当地。
依据上述考虑，本文提出一种车载超重监控报警体系，该体系运用超声波传感器丈量车辆在受载时车梁与车轴的相对位移，经过传感器标定，来间接丈量车辆是否超重，一旦车辆超重，体系的GPS模块定位车辆，并经过GSM网络将超重信息以及定位信息发送至监控中心，监控中心对信息进行解析、记载及保存。这样，传感器不只不易受损，并且完成了车载，一起完成了对超载车辆的长途实时监控。
1 体系构成及作业原理
体系首要包含车载检测子体系和监控中心两个部分。体系框图如1所示。
首要作业原理是：车辆运转过程中，车载检测子体系检测车辆是否超重，若车辆超重，即发生报警信息，并经过GSM模块将报警信息发送给监控中心，监控中心对信息进行剖析处理后，将重要数据记载保存，并对超载车辆作出处理。
2 车载检测子体系
2.1 硬件构成
车载检测子体系的构成如图2所示，包含测重模块与主控单元两大部分。其间测重模块包含单片机、超声波传感器、温度传感器、无线传输模块四个部分;主控单元包含单片机、GPS模块、GSM模块以及无线传输模块四个部分。别的，本体系运用三个测重模块，呈三角形散布在车轴的三个方位，这样做的意图是避免车辆载荷散布不均，部分受重，导致误报。
作业原理是：车辆内行驶过程中，三个测重模块别离运用超声波传感器，检测车辆在受载时所在方位的车轴与车梁的相对位移，经过数字滤波和温度补偿后，将得到的数据经过无线传输模块发送给主控单元，主控单元对数据进行整合处理，得到车载分量，再将其与该车辆的额外载荷进行比较，来判别车辆是否超重。若车辆超重，主控单元即发生报警信息，将该车辆的车牌号、额外载荷、超重数据以及GPS定位信息经过GSM模块发送给监控中心。
2.2 超声波测距原理
本体系运用的超声波测距办法是超声脉冲反射法，它的原理是：超声波发射器宣布单个或一组超声波脉冲，在发射时刻计时器开端计时，超声波在空气中传达，途中遇到被测方针，经过反射抵达超声波接纳端，此刻计时器中止计时，得到的时刻t便是超声波在发射器和被测方针之间来回传达的时刻。
测距的公式表明为：
s=C·△t/2 (1)
式中，s为丈量的间隔;C为超声波在空气中的传达速度;△t为超声波发送与接纳时刻差。
依据上述超声波测距公式，可知测距的差错是由超声波的传达速度差错和丈量间隔传达的时刻差错引起的。时刻差错可经过单片机的准确守时来减小，速度差错与空气密度有关，而空气密度又与温度有关，可经过温度传感器丈量当下温度进行温度补偿。超声波在空气中的传达速度C与环境温度的联系如式(2)：
C=331.4+0.61×T (2)
温度补偿办法为每次先依照式(2)核算其时声速C，然后再依照式(1)核算间隔s。
2.3 GPS定位原理
因为卫星的方位准确可知，在GPS观测中，咱们可得到卫星到接纳机的间隔，运用三维坐标中的间隔公式，在GPS定位中，3颗卫星，就能够列出3个方位方程，然后解出观测点的方位(X，Y，Z)。考虑到卫星的时钟与接纳机时钟之间的差错，增加了第四个未知数，即钟差，因此引进第4颗卫星，列出了第四个方程式，对这个方程组进行求解，就得到观测点的经纬度和高程。事实上，接纳机往往能够锁住4颗以上的卫星，这时，接纳机可按卫星的星座散布分红若干组，每组4颗，然后经过算法挑选出差错最小的一组用作定位，然后提高了定位精度。
2.4 GSM模块的运用
GSM短信模块是专门用于短信接纳发送的模块，具有RS-232通讯口，可与单片机、核算机直接相连。单片机与核算机经过RS232串口给GSM模块发送AT指令来操控GSM模块收发短信、设置短信中心号、短信格局等等。常用的AT指令如表1所示：
2.5 各个功能模块的详细完成
1)主控单元与测重模块的单片机均选用STC89C52，该单片机功耗低、功能高、价格便宜，并且用于此体系，不会形成资源糟蹋。
2)超声波传感器选用由新鲜机电实业有限公司出产的KS101B，该传感器的勘探规模1 cm～550 cm，勘探频率可达500 Hz，支撑多量程勘探，1 ms快速光强勘探，精度可达1 mm，盲区1 cm。
3)温度传感器运用美国Dallas半导体公司出产的数字化温度传感器DS18B20，完成对超声波检测的温度补偿。
4)无线传输模块运用由NORDIC出产的作业在2.4 GHz～2.5 GHz的ISM频段的单片无线收发器芯片NRF24L01，该芯片具有4线SPI通讯端口，通讯速率最高可达8 Mbps，合适与各种MCU衔接，编程简略。
5)GSM模块选用SIM300。GSM与单片机的硬件接口运用RS232通讯规范。将GSM的RXD接单片机的TXD、GND接GND与单片机进行串口通讯，单片机经过发送AT指令完成对GSM的操控，它们之间的详细完成电路如图3所示。
