動態稱重是指通過測量和分析輪胎動態力測算一輛運動中的車輛的總重和部分重量的過程。動態稱重係統是一組安裝的傳感器和含有軟件的電子儀器，用以測量動態輪胎力和車輛通過時間並提供計算輪重、軸重、總重（如車速、軸距等）的數據。本文主要介紹以DSP為核心的動態稱重係統,充分利用數字信號處理芯片的功能,稱重迅速而且準確,有很強的實用性。
隨著經濟的發展,交通量的迅速增加,各種運輸車的數量和比重逐年遞增,特別是一些運輸單位或個人不顧車輛、公路承載能力及行車安全,擅自對車輛進行改裝,致使公路、橋梁及其附屬設施受到嚴重破壞,由此而引發大量交通事件。為了維護國家財產不受損失,保證人民的生命安全,保護公路暢通無阻,設計動態稱重設備來限製超載車輛至關重要。同時,動態稱重設備能廣泛應用於自動化交通調查、收費係統、交通安全管理等場合,並能產生巨大的經濟效益和社會效益。還可推廣應用於企業、碼頭等載貨車輛稱重和管理。動態稱重係統應用麵很廣,國內外研究部門和企業都在研製、生產出相應的產品,其中德國和美國研究水平較高。德國PAT公司生產的動態稱重係統的精度己達士3%。而國內研製的固定式動態車輛稱重係統誤差為士5%,在許多場合不能滿足要求,這就需要研製一套精度更高的動態稱重係統。為此,我們采用DSP設計的動態稱重係統來滿足高精度的要求。
DSP為70年代末誕生的新一代微處理器,它采用多總線的哈佛結構,它的大尋址範圍和指令係統也非常適合數字信號處理,將其引入動態稱重係統,會對係統的運算速度和精度有明顯改進,而且,DSP的高速並行運算方式可以運行更加複雜的數據運算體係,為以後的係統完善留有充分餘地。
2硬件設計
係統硬件結構框包括壓力傳感器、信號放大與偏置電路、DSP芯片以及輸入、輸出構成的前向通道,LCD顯示器、打印機、鍵盤、計算機構成人機對話係統。下麵主要介紹DSP構成的數字電路、信號放大與偏置電路和LCD偏置電路。
2.1DsP為核心的數字電路數字電路主要是DSP芯片以及RS一232C電平轉換芯片MAX238和LCD接口電路和鍵盤接口電路組成的。
當行使的汽車通過稱重板時,壓力傳感器將壓力信號轉換成微弱的模擬電信號,通過放大器送到A/D對模擬信號進行處理,送入DSP將處理後的數字量作為采樣值進行運算,把運算處理後的結果作為動態稱重的重量送到LCD進行顯示,同時將數據送入打印機打印;也可以將數據通過模擬開關和RS一232C電平轉換器送入計算機存儲起來或進一步進行處理。
3軟件設計
3.1軟件設計的問題就是采用編程與語言進行算法實現,並使程序效率滿足實時性要求,目前最流行的編程方法是采用混合語言編程即將C語言和匯編語言的優勢有機地結合起來。
3.2用DSP實現算法的優勢
數字信號處理任務通常需要完成大量的實時計算,如在DSP中常用的FIR濾波和FFT算法。數字信號處理中的數據操作高度重複的特點,特點是“乘加和”操作Y=A*B+C在濾波、卷積和FFT等常見DSP算法中用得最多。與通用微處理器相比,DSP在尋址和計算能力方麵作了擴充和增強,在相同的時鍾頻率和芯片集成度下,DSP完成FFT算法的速度比通用微處理器要快2一3個數量級,例如:對於1024點的FFT算法,時鍾相同,集成度相仿的IBMPC/AT一386和TMS320C3o,運算時間分別為0.35和1.5,速度相差200倍。
 

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