1 系统功能描述
本系统以ADI的Blackfin 16/32-Bit Processor为硬件核心，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。当货车超重或超速时，向驾驶室发出警告；同时通过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1：
图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：Blackfin 16/32-Bit Processor系统
（2）开发语言：C /C++语言
（3）硬件基础：ADI公司Blackfin 16/32-Bit Processor
开发板上大部分硬件，包括ADI公司Blackfin 16/32-Bit Processor，64MNAND 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ADI公司Blackfin 16/32-Bit Processor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ADI公司Blackfin 16/32-Bit Processor控制整个系统工作，整体结构如图2:
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测速、测重、GPRS。
（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电子称专用芯片对采集的信号进行处理。经过HX711处理后直接得到数字信号，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)，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。
③显示模块，LCD显示器，将速度和重量显示出来，用以提示驾驶员。
④声音模块，该模块也采用ADI公司Blackfin 16/32-Bit Processor自带的，ADI公司Blackfin 16/32-Bit Processor有强大的无声音处理功能，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ADI公司Blackfin 16/32-Bit Processor通信。
3.2.2系统软件结构
大货车实时检测系统，是安装在大型货车上，不断地检货车的重量和速度。当有超重或超速的情况，将这些信息记录下来，并发送到监管中心（如交管局等）。这样能够大大减少大货车的管理流程，降低成本，并能很大程度上提高监管效率，减少交通事故的发生。
本系统主要采用C语言，另有少量的汇编语言编程，软件程序主要分为三大部分，分别是：数据采集，数据分析和发送数据。在发送数据时要包括货车自身的一些信息，用于明确车的身份，程序流图如图3：
图3.3 程序流图
3.3 系统总体流程
该系统主要运用嵌入式技术和GPRS网络技术，通过无线网络实现对大型货车实时跟踪，以防止由于大货车超载、超速给公共交通道路带来的损害和对交通安全的隐患。根据系统要完成的功能，采用模块化程序设计，将系统分为重量获取、速度获取、数据分析、发送数据、发送警告五大模块。程序流图如图4：
图4 货车监控系统工作原理图
速度获取：启动系统后，每隔一段时间读取一次货车速度。该模块的主要功能时获取速度，并将速度数字化，以便进行判断和下一步的处理。
重量获取：重量的获取要求要有一定的条件，在高速行驶过程中，由于车身不停地晃动，这时测出的重量偏差会比较大；而在低速行驶中测速，准确度大大提高。重量获取模块是将速度采集回系统，并将速度数字化，得到准确的速度值，以便下一步的处理。
发送警告：发送警告的目的是及时提醒驾驶员，以减少事故的发生。发送警告是要以速度和重量为依据，形式可以是以显示当前的重量和速度，也可以是输出的段音频。
发送数据：发送数据是为了管理和处罚提供依据。当违反交通规则达到一定的程度时，将违规信息通过GPRS发送到监管中心（如交管中心），并在监管中心存档。
数据分析：数据分析是系统的主要抉择模块，通过判断重量、速度等值，规定一定的尺度，决定什么时候开始测速，什么时候开始测重，什么时候发送数据等。 |
