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基於LAN的稱重控製器整體方案

發布時間:2020-12-04 17:27:07 |來源:網絡轉載

一、係統作用和指標值
根據LAN的稱重控製器是釆用內嵌式係統設計方案。其全過程是根據具體要求和相對的指標值設計方案整體方案,明確硬件配置和軟件開發,最終對係統每個控製模塊、整個機械安裝調節和功能測試。先詳細介紹係統所具有的作用和主要參數指標值,而且對總體計劃方案開展詳細介紹,包含了硬件配置和軟件開發。
稱重係統是由控製器,稱重感應器和工業設備構成的。當物件放置台表麵時,稱重感應器將壓力轉換成很弱電子信號,曆經過濾和放大,根據模數轉換器轉化成模擬信號傳入ARM控製器。ARM控製器對收集的數據信號開展解決,並將有關數據信息根據局域網絡傳輸到特定的終端設備,進行數據信息紀錄和機器設備的操縱。
係統的總體設計方案規定:
1.稱重控製器具備一定的創新性和應用性。
2.稱重控製器具備優良的可操作性和頁麵。
3.稱重控製器稱重的數據信息一定要靠譜。
4.稱重控製器具備一定的升級室內空間。
5.稱重控製器具備優良的生產製造品質和不錯的價錢。
係統的特性和指標值:
1.具備傳輸數據插口:根據以太網接口完成傳輸數據;
2.定量分析精密度:最少8%o;
3.定量分析速率:等於7-8次/分鐘;
4.最少辨別定量分析值:1克;
5.在優良的網絡空間下,完成傳輸數據和上位機軟件的管理方法、操縱作用。
二、係統總體設計方案
在本係統中,當物件置放在感應器的上邊時,感應器造成脈衝信號,傳到模數轉換器的光耦電路,經過濾後模數轉換器把脈衝信號變換變成模擬信號,控製器解決模擬信號並形成相對應的具體淨重數,最終在顯示屏上顯示信息出去。主要參數的挑選能夠運用電腦鍵盤在顯示屏上的菜單開展挑選和設定。所設定的主要參數及其數據信息儲放在數據存儲器中,在設備起動後載入並調整。係統另外具備互聯網作用,能夠根據設定作用主要參數使淨重數據信息根據局域網絡傳送到PC端的上位機軟件的數據庫查詢中存儲。上位機軟件還可以根據局域網控製稱重控製器的起動、中止、終止、重新啟動等姿勢。
三、係統的硬件配置計劃方案
硬件開發計劃方案是依據要求設計方案的,是每個子係統的基本。本係統包含感應器通信接口、A/D釆集電源電路、局域網絡通信電源電路、ARM控製器、數據儲存電源電路、顯示信息電源電路、數字鍵盤電源電路等。下列是對關鍵電源電路的方案設計的簡述。
在感應器通信接口層麵,稱重感應器輸出的數據信號是很弱的,而控製器所在的自然環境是紛繁複雜的,存有許多 高頻率噪聲,會比較嚴重危害數據信號的準確性。為了更好地提升抗噪性能,務必對感應器出去的數據信號開展過濾和一定的維護。本係統精確測量的是淨重數據信息,所釆用的感應器的輸出數據信號是很弱的電子信號,因而,十分必須在感應器後端開發再加上光耦電路,確保數據信號的精準度。由此,感應器的光耦電路計劃方案不宜先開展變大,隻是應當先釆用EMC元器件構成感應器的光耦電路開展硬件配置上的抗幹擾性設計方案。
在A/D收集電源電路層麵,基礎作用是對釆集的數字集成電路開展變換,變為模擬信號傳送到ARM控製器,開展解決和操縱。本係統精確測量的是重量數據信息,精密度是必需的,並且對數據信息精密度的規定最少8%oo因而,針對感應器的十位數和精密度是有規定的。另外,還應充分考慮來源於感應器的數據信號。感應器來的數據信號是很弱的電子信號,必須一個抗幹擾性的通信接口,還必須有一個變大的全過程。因而,A/D感應器應當采用高精密、高像素、具備變大工作能力、最好是具備一定過濾工作能力的模數轉換器,並設計方案適合的釆集通信接口。本係統采用的模數轉換器ADS1232自身具備對數據信號的放大功能,能夠省去外界運算放大器,使很弱的電子信號能夠做到ARM控製器的輸入規定。另外,還具備一定的抗噪作用。
在局域網絡通信電源電路型號選擇層麵,必須考慮到以太網接口主板芯片的性能參數。關鍵有有傳輸速度、以太網接口層種類、以太網接口物理學接口方式。本係統運用在較為小的場所,網絡帶寬10/100M能夠符合要求。本係統釆用的是ARM7TDMI核心的LPC21係列產品控製器,不具有MAC層和PHY層的操縱和解決作用,務必采用集成化了PHY層和MAC層的以太網接口操縱處理芯片㈣。以太網接口的物理學接口方式采用普遍普及化的RJ45插口。此外,本係統構想是在平穩的局域網絡內應用,在特性上沒有尤其規定。因而,本係統采用的是集成化PHY層和MAC層的ENC28J60網口操縱處理芯片,他的較大 優勢取決於容積精巧、針角非常少、出示基礎的網絡通信作用,早已能夠考慮本係統的設計方案規定。
在ARM控製器的型號選擇層麵,微控製器的關鍵種類以十位數區別,各自有8、16、32、64等十位數。8位的單片機設計的技術性早已非常完善,其優勢取決於質優價廉,合適於解決一般的信息量和速率規定不太高的操縱行業。因為本係統的信息量和速率都是有較為高的規定,8位的單片機設計是不能滿足的,因此 本係統未予釆用。這麽多年,32位係統ARM內嵌式係統早已產生銷售市場的關鍵新生力量,也慢慢運用在高檔行業中。這個是8位微控製器不可以考慮的。伴隨著生產量日漸提升和技術性的完善,32位係統係統的性價比高也慢慢呈現,優點更為顯著。為了更好地兼具特性和價錢,本係統選擇了飛利浦公司的ARM7TDMI核心的LPC2132微控製器。此控製器的封裝較小,功能損耗較低,用以中小型的內嵌式係統。此處理芯片的作用適用SP1插口和RTC作用、好幾個外部中斷器及其多種多樣終斷方法等作用。此處理芯片不帶有代碼優化模塊(MMU),更接近傳統式稱重控製器的構造。另外,他較為合適內嵌式係統,工業控製係統,檢測計量檢定等層麵,考慮本係統的特性規定。

四、本係統的手機軟件計劃方案
手機軟件是內嵌式係統的生命。當今內嵌式係統的設計方案關鍵分成沒有實際操作係統
和含實際操作係統兩大類。沒有實際操作係統是歸屬於係統配置較為低,對係統實用性規定不太高的內嵌式係統。本係統針對實用性有較高規定,沒有實際操作係統的內嵌式係統沒法擔負本係統的工作量,因此 本係統釆用含實際操作係統的嵌入式軟件設計方案。
1實際操作係統的挑選
為了更好地適當充分發揮實際操作係統的特性,務必挑選適合的實際操作係統。如今絕大部分實際操作係統可以優良的平穩運作在ARM控製器上。關鍵有下列好多個實際操作係統:
1.pC/OS-II實際操作係統它是一種公布的源碼,構造精巧,非常容易移殖的實際操作係統。關鍵優點取決於對每日任務的生產調度和管理方法有比較健全的適用。換句話說,針對一個多個任務係統,gC/OS-II能夠非常好的融洽她們工作中,適當配備分別資源,健全每日任務中間的通訊和合作體製。但也是有缺陷,最先是自身不具備文檔管理和通信網絡工作能力,二是不兼容外部設備的驅動器插口。換句話說,一般狀況下不兼容初始化硬件配置。總體來說,針對純碎的多任務處理而言,Mc/os-n是個非常好、很精巧的係統。
2.J1CLINUX實際操作係統卩CLINUX是內嵌式LINUX行業十分關鍵的支係,是一種出色的內嵌式LINUX版本號。它秉持了規範LINUX的優質特點,產生了一個高寬比提升的、編碼緊湊型的內嵌式LINUX,適用沒有MMU的控製器上。它的容積不大,保存了LINUX的大部分的優勢:平穩、優良的可移植性、出色的互聯網作用、對各種各樣文檔係統的適用和規範豐富多彩的APL盡管出示了網絡通作用,可是並不是占領式核心,不符係統規定,未予釆用。
3.WindowsCE實際操作係統WindowsCE是微軟中國內嵌式、移動測算服務平台的基本,它是一個對外開放的、可升級的32位係統內嵌式實際操作係統,是精減的Windows95。WindowsCE的圖形界麵設計非常優異。盡管WindowsCE具備優良的通信網絡工作能力,可是本設計方案選用的是不含有MMU的ARM7控製器,不符WindowsCE係統的移植的規定,未予選用。
綜上所述,本係統運用於工業控製係統,必須操縱成本,係統配置不高,但又必須不錯的實用性,釆用hC/OS-II實際操作係統既能夠減少對控製器特性的規定,又可以做到不錯的實用性,是較為理想化的挑選。
2網絡層協議的挑選
為了更好地減少產品研發的成本費,又充分考慮現階段開源係統的網絡層協議是較為完善的,本係統釆用的是內嵌式TCP/IP協議棧,現階段的普遍內嵌式TCP/IP協議棧有:UIP,UC/IP.LWIP.TINYTCP岡。
1.UIPtcp協議他是一種占有室內空間不大的TCP/IP協議。UIP是開源係統的,徹底公布的。UIP是用C語言撰寫的,能夠非常容易移植到一個通用性的C語言係統,包含各種各樣不一樣構架的係統。UIP往往精巧,是由於UIP剪裁了很多TCPIP協議應當具備的很多常用功能,但主要保存了基礎協議書,包含UDP、ICMP、TCP、ARP等。UIP的主要特點取決於編碼很少;同用一個緩衝區域,巨大節約室內空間和複製數據信息的時間;對數據信息開展輪詢,不用實際操作係統的適用。
2.UC/IP協議棧他是一個完全免費的TCP/IP協議。UC/IP的主要特點:含有PPP協議書,含認證和報頭縮小作用;要求和回應作用簡易高效率;適用IP、TCP、UDP作用,可剪裁。UC/IP關鍵運用在必須PPP協議書的網絡空間[46]o選用UC/IP協議能夠和大部分的GPRS和MODEM開展通信網絡,在局域網絡等通信網絡自然環境中不太常見。
3.LWIPtcp協議他是一套用以內嵌式係統的對外開放源碼TCP/IP協議棧。LWIP的主要特點是:LWIPtcp協議能夠在含實際操作係統或沒有實際操作係統的自然環境下運作;維持了TCP/IP協議的關鍵作用,比別的的開源係統TCP/IP協議具備大量的作用;對ROM和RAM的規定不高;相對於別的的開源係統係統,適用了擁塞控製、迅速分享TCP、多網線端口下的IP分享等高級作用。本係統充分考慮數據信息的推送較為持續、集中化,並且擁塞控製和迅速分享作用是必需的,是挑選LWIP協議書的關鍵緣故。
4.TINYTCPtcp協議他是一個開源係統的、編碼簡易的TCP/IP協議。TINYTCP包含了一個FTP手機客戶端。它的適用範圍取決於大端係統。換句話說,TINYTCP對控製器的數據儲存文件格式的如果求大端,關鍵緣故是TINYTCP的精準定位是68000互聯網處理芯片。本係統是小端係統,不宜TINYTCP。
綜上所述,充分考慮本係統是小端係統,必須擁塞控製和迅速分享等高級作用,也為之後係統拓展做準備,另外,充分考慮本係統的控製器的係統資源並不太充足及其為深層次可靠性設計內嵌式網絡層協議出示必需的儲存空間,釆用LWIPtcp協議較為適合本係統。

 

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