新疆克拉玛依油田应用车载电子称重系统的研究及应用

邵志虎

摘要：新疆克拉玛依目前油田国内市场仍从国外进口优质车载电子称重产品,但这些产品具有可靠性高、精度高、功能齐全的优点。但不友好界面,成本高,维护不方便,难以推广和使用。国内产品不会实时响应高可用性。在此基础上,介绍了嵌入式称重系统的设计特点和实用价值。

关键词：车载电子；称重系统；研究

本文工业设备车载嵌入式称重,必须根据工业设备的设计原则分析设计过程要求和主要性能基准,并根据实际了卡车配送系统的总体设计。

一、系统设计原理

为了成功可靠地设计产品,车载嵌入式称重必须基于良好的概念和原则。还应分析实际应用环境的要求,使工业产品具有良好的实用价值。好的工业产品不仅具有实用价值,而且要制定可靠稳定的性能指标,本节讨论车载式称重系统的设计，然后介绍系统的功能要求和性能指标

1.设计原则。车载嵌入式优化和优化概念对于成功设计系统至关重要。根据设计原则,它可以用于系统的任何部分。可以进行详细的配置,以优化称重系统的整体特性。本文主要采用以下系统的设计原则。称重仪表应考虑现场应用的可能性；先进性称重系统；称重系统应易于使用和操作。实用性好,工作稳定,检查和维修方便;系统兼容性好,用户易于在各种情况下使用;系统软件和硬件具有一定的冗余扩展,便于二次开发；系统具有良好的价值。

2.系统需求功能。首先,在国内,很少有直接安装在车上的称重系统。其次,市场上的车载称重仪器更换设备往往是实时和低效的。虽然无线通信模块用作便携式,但它只能用于无线近场通信,无需配置远程通信模块。鉴于上述问题,并考虑到价格,性能和市场因素,嵌入式称重系统必须具备下列重要功能。在分析了嵌入式称重系统的要求后,系统收集的信息分为卡车压力信息和水平面角度信息。压力测量必须完整、准确、快速且无压力,以便将压力信息传递给称重控制。对于角度信息,将检查测量值并实时传输到称重控制器。高性能控制器。嵌入式系统使用四个传感器称重,因此，微控制器必须能够处理大量的A/D数据，并且能够执行称重算法，并且整个系统还包括无线通信、人机交互、GPS模块和各种外设接口设备。微控制器必须提供合适的主频,并且控制器必须具有符合电路实时性要求的精确频率。为了简单有效地观察称重运动,系统必须有人机交互,清晰,实用,灵活的人机界面,实时显示载重状态。状态信息,包括重量,时间,重量位置,驾驶员姓名,车牌,有关负载类型的重要信息;为了便于称重过程,称重系统需要通过按下按钮来控制系统的操作过程。例如,自动化系统在运行期间会生成大量数据,例如重量,数据压力,报警信息等。包括称重结果,时间,位置和车辆信息。车载称重系统必须能够有效地存储对系统运行至关重要的数据,并为数据分析和后续协议查询提供必要的基础。GPRS通信，为了实时检测运行状态,检测系统开发了GPRS无线通信模块,显示称重结果,时间和位置。结果打印，由于收费凭证为称重结果打印,因此如果在称重系统开发打印功能,则装载系统将作为发票存储。报警功能，如果称重传感器不可用或倾角传感器不工作,LCD屏幕上可能会自动显示一条警告消息,说明倾角传感器存在特定问题。GPS功能，可以知道其位置，特别是在环卫车时,必须按一定的顺序到达垃圾收取,GPS可以引导驾驶员到达其当前位置和目的地。

3.性能指标。嵌入式称重系统必须具有可靠的性能才能得到用户的认可。为此,综合系统的以下技术指标是通过考虑工作场所要求的深入研究确定的。称重范围:0-30吨;精度(重量精度≤0.3%,显示lkg值);货车载重获取,存储和记忆有关车辆的基本信息;直流电压:+12V(±5～10％，工作温度，室外室内分别是0.20-+50、+0～+40℃。

二、称重仪器选型

称重仪表选择合适的不仅决定了车载称重性能,还决定了性价比。由于车载嵌入式称重需要称重货物，因此系统通过在车身底部安装四个称重传感器来检测模拟车辆的压力信号,因此微控制器模拟压力以确定重量。由于车辆的位置不同,因此车辆不能与地面平行,因此系统使用倾斜传感器来校正由角度引起的位移。其次,系统使用LCD屏幕和键盘实现人机交互,LCD屏幕显示信息,键盘可以控制系统的输入和重量。为了按重量打印结果,最终的称重系统需要打印机。

三、硬件设计原则

1.整体性。在设计称重控制电路时,首先确定重量控制器与外部环境之间的关系，然后分析重量控制器的一般属性和功能,然后阐明控制模块的电路。根据称重控制器电路的一般特点和原理,以及不同模块之间的信号和控制关系,开发每个功能模块的电路,以确定硬件的整体设计。

2.功能性。整个硬件电路被分成不同的子系统,每个子系统都是基于整体分析的独立动态部分。首先分析每个子系统的功能和要求,然后为每个子系统创建电路图和PCB，这包括选择合适的组件,计算组件参数,PCB中组件的布局等等。

3.最优化。在车载称重设计时,不仅要确定整个系统的性能指标,还要保持整个系统处于最佳状态,提高整个系统的可靠性，硬件电路，硬件电路元器件参数的选择,电路,元器件的布置不合理,各种功能模块之间的信号连接,元器件之间的交互等等。常见问题包括不稳定的线路重量控制、线路信号连接、高频和低频信号。

4.开发了一个微控制器模块。微控制器嵌入式是整个质量体系的核心,是称重核心，微控制器的性能决定了选择微控制器时系统的性能，首先选择硬件接口，同时考虑通信接口(CAN、UART等)数字输入和输出、模拟输入接口等。由于处理的重要性决定了微控制器的频率,因此还必须考虑处理器的软件架构。为了确定内存要求,微控制器的Flash和RAM非常重要的组件,它们具有最高优先级,以便为程序和变量提供足够的空间。

根据车载嵌入式称重，首先设计原则确定，然后分析系统性能指标和功能要求，并详细讨论称重、倾斜传感器、液晶屏和打印机，包括具体的工作参数

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