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嵌入式动态车辆超重检测系统的研究与设计
| 论文题名： | 嵌入式动态车辆超重检测系统的研究与设计 |
| 关键词： | 动态车辆称重;嵌入式处理器;自适应滤波器;Linux内核;多线程调度 |
| 摘要： | 汽车行业和科学技术蓬勃发展的同时，全国各地超限超载的现象日趋严重，引发了众多公路交通安全事故，严重损毁了道路公共设施，还导致PM2.5对大气环境的污染。动态车辆称重系统对交通管制与管理智能化的发展大有裨益。近几年专注于动态称重的企业有几十家，整车测量的动态汽车衡生产企业较少,精度较高，但工程成本高、施工难度大。轴测量的动态测量技术是当前的热门，但国内厂家的精度较差，使用效果一般，并且功能单一。因此，如何开发出精度较高、功能丰富、成本合理的动态车辆称重系统，对我国衡器产业的发展、交通管理水平的提高具有重要意义。 本文首先介绍了该课题的研究背景以及国内外发展现状，提出了课题研究的目标和意义。然后对动态车辆称重的工作原理和关键技术进行了深入细致的分析，为使称重仪表有较好性能，后期功能扩展方便，本课题研究设计了一套基于ARM9和Linux的嵌入式动态车辆超重检测系统。以ARM9为核心的最小系统是整个硬件系统的核心，而Linux内核则作为整个软件系统的后台保障。系统的总体方案框架采用分层的设计思想，分为硬件驱动层、操作系统软件层和应用软件层。 在理论分析中，通过对动态称重装置的数学建模，分析出称重信号的干扰噪声成分，探讨基于LMS算法的自适应FIR滤波器在本系统的应用，最终通过MATLAB仿真证明其能有效抑制参杂干扰，有助于提高采样精度。 在硬件电路的设计中，涉及总体框架的搭建、模块的划分与互联。系统硬件电路主要包括微处理器最小系统、电源电路、AD采样及抗干扰电路及其他辅助模块的设计。其中，电源电路模块和AD采样及抗干扰电路模块是设计的重点，这两个模块的设计好坏对系统的测量精度起决定性的影响。 在系统软件的设计中，本文采用了Linux操作系统，能提供较好的多线程调度策略和进程管理机制，便于实现多任务，内核可定制且运行稳定。首先简要讲述了U-boot和Linux内核的移植，完成系统软件平台的搭建。然后按照Linux驱动模型编写了系统所需的设备驱动。最后，结合嵌入式QT图形库设计了称重系统操作界面。 |
| 作者： | 刘俞聪 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 熊和金 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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