基于物联网的货车超载报警系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

背景：我国的超载问题比较严重。目前90%以上的货车都存在超载现象^[1]。货车超载运输是危害性极大的行为。一方面，货车超载会对桥梁和公路设施造成巨大破坏，缩短了公路和桥梁设施的使用寿命，增加了其维护费用^[2]。另一方面，货车超载会严重降低车辆的性能，导致制动不足，转向失调，轮胎爆裂等现象，严重危害道路交通安全。货车超载运输有着巨大的危害性，然而却依旧屡禁不止。

由于超载引发了一系列的问题，在国外，不停车车重检测技术经过了多年的发展，已经得到了较为普遍的应用。具有代表性的系统是美国的压力盒式检测仪。压力盒式测力仪是一种用于测量压力、重量和力度的便携式测量设备。工作基于牛顿第二定律，即F=ma（力等于质量乘以加速度），以及胡克定律，即弹簧伸长的长度与所施加的力成正比。当压力盒式测力仪施加一个力到其弹簧或传感器上时，弹簧或传感器会发生伸缩或变形，产生相应的电信号输出，并将测量结果转换成数字或其他可读形式，其主要结构由一个方形或矩形盒子组成，内部装有一个弹簧或传感器，可以通过施加力量来产生相应的电信号输出，并通过显示屏或其他外部读数器显示测量结果。在国内，北京交通大学的马应林研究出一种基于车载称重装置和短消息技术的车辆超载动态监测系统^［3］，实现了在不限制车速的情况下对车重进行检测。郑军庭等人研究出了一种用于检测桥梁上过往车辆重量的动态检测方法^［4］。该方法需要将高精度微传感器安装在桥梁下，并通过传感器来记录桥梁因车辆通过而产生的反应，继而确定车辆重量。陈广华等人进行了较大的创新，研究出了一种安装在车辆上的装置对车重进行检测^［5］。该技术的核心是利用安装在车辆钢板弹簧上的粘贴式应变传感器来测量承受的载荷信息，从而计算车辆总载荷。

总体而言，基于物联网的货车超载报警系统的国内外研究成果主要表现在技术方面的创新和实际应用的推广。这类系统可以帮助提高货车运输安全性和效率，并减少超载造成的交通事故。

2. 研究内容和预期目标

本设计为机动车超载检测控制系统的设计，要求能够判断机动车是否超载并且在超载时能够提供报警并且发送相关定位到指定手机号。

本设计采用STM32F103C8T6单片机作为系统处理的核心。

研究GPS模块主要注意GPS模块属于室外定位系统，所以天线需要放室外才能定位，第一次使用模块启动是冷启动，需要下载卫星数据，正常需要1-10分钟不等才能定位到。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

硬件设计：货车超载报警系统需要包括GPS模块、GSM模块、称重传感器，用于获取货车的位置信息、检测货物的重量信息，并将这些信息传输到相关设备。

软件设计：货车超载报警系统的软件部分主要负责数据的处理和分析，包括实时监测货车状态、计算货物重量、发出报警信号等。

4. 参考文献