基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的公路動態(tài)稱重系統(tǒng)及其DSP實現(xiàn).pdf

1、交通運輸業(yè)的發(fā)展無疑對國民經(jīng)濟建設(shè)起到了積極的推動作用，但是號稱公路隱形殺手的營運車輛超載現(xiàn)象屢禁不止，其危害是多方面的：加速損壞公路路面，增加公路養(yǎng)護(hù)成本；使國家稅費大量流失；造成交通事故頻繁發(fā)生；嚴(yán)重的環(huán)境污染；加速車輛的損壞。因此加強公路運輸?shù)墓芾?、保障行車安全等問題也顯得日趨重要。公路動態(tài)稱重，即汽車在非停車的運動狀態(tài)下的稱重，與停車狀態(tài)下的靜態(tài)稱重相比，其主要特點是節(jié)省時間，效率高，使得稱重時不至于造成對正常交通的干擾。公路動

2、態(tài)稱重是加強公路超限運輸、強制實施超限法規(guī)等管理現(xiàn)代化、科學(xué)化的技術(shù)條件。公路動態(tài)稱重系統(tǒng)的研究對于保護(hù)公路的正常使用有著重要的經(jīng)濟意義和社會價值。 就公路動態(tài)稱重系統(tǒng)而言，動態(tài)稱重的精度是最重要的性能指標(biāo)，它標(biāo)志著公路動態(tài)稱重系統(tǒng)的技術(shù)水平的高低。目前的動態(tài)稱重系統(tǒng)由于僅對采集的信號作簡單的處理，缺乏對干擾因素以及之間的關(guān)系做深一層的處理，所以系統(tǒng)的精度難以得到很大的提高。鑒于影響動態(tài)稱重的干擾因素很多，而且這些因素之間不存在

3、確切的函數(shù)關(guān)系，用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法很難分析這些干擾因素之間的關(guān)系。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在處理非線性的、復(fù)雜的問題方面有其獨特的優(yōu)勢。 歸納起來本文分為三部分描述整個系統(tǒng)的設(shè)計，第一部分在理論基礎(chǔ)方面，從提高稱重精度的思想出發(fā)，介紹了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，重點介紹了BP網(wǎng)絡(luò)的基本思想、計算過程、執(zhí)行步驟、存在的問題以及針對存在的問題提出的改進(jìn)方法。本文設(shè)計了單隱層的BP網(wǎng)絡(luò)，在充分考察不同車型不同車速汽車動態(tài)稱重信號特點的基礎(chǔ)上，將信號的均值、最

4、大值、汽車經(jīng)過秤臺的速度和車型參數(shù)作為網(wǎng)絡(luò)輸入。 第二部分講述了硬件設(shè)計的原理及其實現(xiàn)。在這一部分先分析了選用DSP的原因及其優(yōu)點。在本設(shè)計中單片機和DSP是核心。由于需要進(jìn)行顯示和與上位機通訊，所以采用了單片機，它具有使用簡單價格低廉通用性好等特點。這樣就有效的分擔(dān)了DSP的負(fù)擔(dān)，而且編程容易。所以本文花很大篇幅介紹了單片機和DSP的結(jié)構(gòu)特點及周邊硬件電路設(shè)計。為了將模擬量變成DSP和單片機可以識別的數(shù)字量，所以必須有A/D轉(zhuǎn)

5、換電路。為了保證精度故而選用24位模數(shù)變換器AD7714。為了將測量的數(shù)據(jù)顯示，所以在設(shè)計中做了數(shù)碼顯示器。在設(shè)計中還做了通訊電路，這樣可以實現(xiàn)與上位機的通訊，有利于數(shù)據(jù)的存儲和查詢。 第三部分討論了軟件設(shè)計方面的問題。由于BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法復(fù)雜，運算量大，一般由PC機來完成，這無疑大大限制了它在動態(tài)稱重中的應(yīng)用。本文針對BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法的特點，選取了TI的浮點芯片TMS320C6711，成功實現(xiàn)了基于DSP的BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法，為