基于嵌入式系统的动态称重系统

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1、摘要摘要近年来，随着钢铁、化工等工业领域对称重系统的通讯功能、操作界面、抗干扰性能及响应速度要求越来越高，传统以单片机为核心的静态称重仪表越来越不适应。结合当前嵌入式系统技术和动态称重技术，本文提出了基于嵌入式系统的动态称重系统，充分利用嵌入式操作系统多任务能力和模块可剪裁功能，在执行效率、程序代码量、通讯处理能力等方面有明显优势。与传统称重仪表相比，不仅具有网络通讯功能和图形化操作界面，并且具有良好的抗干扰性能和更快的响应速度。本系统基于嵌入式系统开发，从提高系统实时性和可靠性入手，对硬件系统电路和软件系统进行了仔细的设计和验证，开发了基于$

2、3C2410平台和I．tC／OS．II的动态称重系统。系统主要由嵌入式微处理器、通讯模块、现场数据输入和输出模块、人机接口模块组成。通讯模块主要包括网络接口、RS．232接口和RS．485接口等模块组成，提供和工业现场总线相连的接口，进行远程诊断、维护、设置等功能。现场数据输入模块采集称重传感器的重量信号，输出模块可用来产生控制信号，控制生产设备。人机接口模块主要包括触摸屏和键盘，提供图形用户接口和键盘输入功能。采用实时性和可靠性较高的I-tC／OS．II作为操作系统，在此基础上实现数据采集和串行通讯程序，移植并实现了图形用户界面I上C／GUI

3、和嵌入式TCP／IP协议栈Lwip。为提高称重系统的抗干扰能力，消除工业现场存在的机械振动、电磁辐射等干扰，采用FIR滤波方法对传感器数据进行处理。为提高系统响应速度，通过机理分析建立称重系统模型，采用极点配置的方法对称重系统进行动态补偿，改善系统的动态特性，使系统的稳定时间大大缩短，提高了系统的响应速度。经过测试，该动态称重仪表能够满足系统抗干扰性能和响应速度的设计要求。基于以上设计，该动态称重系统能够满足工业生产对连续在线称重的要求，这种嵌入式动态称重系统正成为工业动态称重的发展方向，具有重要的实用意义和研究价值。关键词：动态称重，嵌入式系

4、统，FIR，动态补偿IIAbstractInrecentyears，withtheinsistentneedforstronganti．interferenceability,fastresponsespeedandcommunicationfunctionoftheweighingsysteminthemodemindustryfield，traditionalstaticweighinginstrumentsbasedonsinglechipmicrocomputerCan’tsatisfyindustrialneed．Adynamicwe

5、ighingsystemisdevelopedinthispaperbasedonalgorithmsofdynamicweighingsystemandembeddedsystemtechnology,whichhasadvantageofexecutionefficiency,softwarecubage，communicationhandlingability,multi—tasks，modulartailorableandSOon．Comparedwithtraditionalweighingsystem，ithasnetworkcom

6、municationfunctionandGUI，stronganti—interferenceabilityandfastresponsespeed．nlepaperdescribesthedesignofsoftwareandhardwareoftheembeddedsystemindetail，whichmainlyincludes$3C2410andpC／OS．II．ThesystemiSmainlyconsistsofthepartofembeddedmicroprocessor,eommunicationmodule．signali

7、nputandoutputmoduleandman—machineinterfacemodule．Communicationmodulemainlyincludesnetworkinterface，RS．232interfaceandRS一485interface．whichprovidesinterfacestotheindustrialfieldbus，andrealizesremotediagnosis，maintenance，seaing．Signalinputmodulecollectsthedatafromtheoutputweig

8、hingsensor,andtheoutputmodulegeneratessignaltocontrolproductionequipment．Th