大型货车超载超速实时检测系统

按照这种称重传感器的结构形式不同，可以分为直接位移传感器（电位计式，电感式，电容式，振弦式等），和应变传感器(声表面谐振式、电阻应变式)，或是利用压力、磁弹力和压阻等物理效应的传感器^[12]．

2.5 语音处理技术

语音技术的加入让嵌入式产品能"听"会"说"，变得更加的方便和智能。语音处理技术包括语音合成、语音识别、语音编码、语音压缩等^[13]。

语音识别目的是研究出一种具有人类听觉功能的机器，能够听懂人的讲话，理解人的意图并做出相应的反应。语音识别系统本质是一种多维模式识别系统，包括语音模式、特征提取、模式匹配3个基本单元。

语音合成研究的是制造一种会说话的机器，使一些以其他方式或存储的信息转换为语音，让人们能通过听觉而方便的获得。汉语语音合成的研究是从20世纪60年代开始的，最初比较缓慢，到了20世纪70年代后期，随着计算机技术的发展才有了较快的发展。20世纪90年代初，出现了能够合成国标一级和二级汉字的语音合成系统，如今语音合成技术已经相当普遍，合成效果较好。

目前语音处理技术相当发达，本系统使用的ARM9也同样有强大的语音处理功能。但是本系统不需要那样强大的语音处理能力，只需要安要求播放指定音频文件就行了，因此实现也比较简单。

第三章 系统总体设计

3.1 系统功能及配置

3.1.1 系统功能描述

本系统以嵌入式微处理器ARM9为硬件核心^[14]，应用无线通信网技术和以太网技术，通过移植嵌入式、操作系统Linux,实现一个便携式大货车超载超速实时监控系统。该系统通过实时采集货车的重量、倾角与速度，用CAN总线与系统中心联系，经过系统处理分析得出结果，并将货车重量和速度的信息实时的显示在驾驶室的显示器上。当货车超重或超速时，向驾驶室发出警告，警告无效时，通过GPRS无线网络将分析结果传送到交管中心，作为处罚与管理的依据。系统总体结构如图3.1：

图3.1 系统总体结构

3.1.2 系统配置

根据系统功能以及设计嵌入式系统的要求，开发此系统需要以下主要配置：

（1）开发环境：LinuxMint-8 +ARM Linux系统

（2）开发语言：C /C++语言

（3）硬件基础：北京博创公司UP-NETARM2410-S开发板上大部分硬件，包括三星S3C2410核心板，64M NAND FLASH，TFT液晶LCD，等；另外还有凌阳SPACE061A；HX711测重专用芯片；霍尔开关件AH44E；GPRS模块。

3.2 系统结构

本系统是以北京博创公司的UP-NETARM2410-S实验开发板为中心，附加外部测速模块、测重模块、GPRS发送模块和存储模块等构成系统整体。由S3C2410 ARM CPU控制整个系统工作^[15]，整体结构如图3.2:

图3.2 系统结构

3.2.1 系统硬件结构

（1）硬件结构

硬件组成主要包含两部分，一是开发平台的硬件系统，二是扩展硬件系统。

结构如图3.2所示，开发板平台上使用的是核心板、LCD、音频、电源和各种接口；扩展硬件系统包含了主要功能模块有速度测量模块、重量测量模块、倾斜角度测量和GPRS模块。

（2）主要硬件介绍

① 测重模块，使用压力传感器采集重力信号，使用HX711压力传感器24位高精度专用芯片对采集的信号进行处理^[16]。经过HX711处理后直接得到数字信号^[17]，将四路信号传输至SPACE061A，经过换算处理后得到精确的货车质量，再传输到S3C2410 ARM。

② 测速模块，在与传动轴相连的转盘上放置四个磁钢，当磁钢经过霍尔开关时，霍尔开关产生一个负脉冲。将AH44E的输出端连接到SPACE061A的IOB3(外部中断2输入口)，利用中断技术由SPACE061A对脉冲进行计数，并同时计时，通过SPACE061A的处理得到精确的速度值，再通过总线将速度传输到S3C2410 ARM CPU^[18]。

③显示模块，采集S3C2410自带的LED显示器，将速度和重量显示出来，用以提示驾驶员。

④语音处理模块，该模块也采用S3C2410、凌阳SPACE061A开发板自带的，S3C2410和凌阳SPACE061A有强大的语音处理功能，声音模块也是用于提醒驾驶员，以达到减少交通事故的目的。

⑤总线模块，这里采用CAN（Controller Area Network）总线，CAN总线在汽车上使用比较广泛。CAN总线是一种现场总线，具有稳定可靠，连线简单（就两根线），组网消费低，速度比串口快，能长距离传输等特点。

⑥GPRS模块，使用博创的SIM300_v7.03自行开发完成，可以实现电话、短信、上网的功能，通过UART接口与ARM9通信。

3.2.2 系统软件结构

大货车实时检测系统安装在大型货车上不