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高精度地磅稱重傳感器節(jié)點設(shè)計

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高精度地磅稱重傳感器節(jié)點設(shè)計

發(fā)布日期:2017-11-28 作者: 點擊:

    安順高精度安順地磅稱重傳感器節(jié)點設(shè)計


       傳統(tǒng)二次儀表式稱重傳感器是將Wheatstone電橋輸出的模擬信號送到二次儀表,經(jīng)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后顯示輸出,具有傳輸距離短,組網(wǎng)能力有限,二次放大會引入誤差等缺點。這里將車載稱重系統(tǒng)中的稱重傳感器信號直接數(shù)字化,并引入CAN總線,利用現(xiàn)場總線容錯性強、通信速率高等特點,提高了車載稱重系統(tǒng)的精度和數(shù)據(jù)通信的可靠性和實時性。設(shè)計了 一個主控器節(jié)點和多個高精度稱重傳感器節(jié)點,并將節(jié)點直接連接到CAN總線網(wǎng)絡(luò)中,實現(xiàn)了基于CAN總線的車載高精度稱重系統(tǒng)的設(shè)計.


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       目前,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,現(xiàn)場總線已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于計算機、測試系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中,與一般RS 485,RS 232通信協(xié)議不同的是,CAN總線具有比較高的可靠性、實時性、靈活性、數(shù)據(jù)完整性以及可 用性,并且CAN總線經(jīng)過了 ISO11898和ISO11519標(biāo)準(zhǔn)化認證。具有以下特點:采用多主方式工作,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間可以在任意時刻相互傳遞信息,無主從之分,通信方式極為靈活;可劃分優(yōu)先級,實時性好;傳輸距離遠,通信速率高;CAN編碼節(jié)點數(shù)量不受限制;采用非破壞性總線栽決技術(shù),保證優(yōu)先級高的節(jié)點信息傳輸;檢錯效果好、出錯率低,節(jié)點出現(xiàn)嚴重錯誤時,自動關(guān)閉輸出功能。


       目前,工業(yè)現(xiàn)場采用的稱重傳感器主要是二次儀表式,也就是采用數(shù)顯儀表作為顯示器。基本原理是激勵并接收Wheatstone電橋產(chǎn)生的模擬電信號,隨后進行二次放大、A/D轉(zhuǎn)換,顯示數(shù)字量。但是存在比較大的問題:模擬信號抗干擾能力差,要求傳輸信號的線路越短越好;二次儀表提供的信號輸人口的數(shù)量同定,限制了 Wheatstone電橋數(shù)量,出廠后不易改變。高精度稱重傳感器在模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號后,舍去二次放大信 號,采用S-A原理和斬波技術(shù)增強了抗干擾能力,A/D轉(zhuǎn)換電路更加適用于高精度儀表系統(tǒng)。此外,高精度稱重傳感器采用CAN總線通信,使系統(tǒng)容量增大、信號傳輸距離增加、抗干擾能力增強,并能保證高精度。


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       微處理器模塊(MCU)是該傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的核心,主要用于完成數(shù)據(jù)的采集、處理和數(shù)據(jù)輸出及調(diào)度等。本系統(tǒng)采用的MCU是高性能、低功耗的AVR 8位處理器C8051F550,該單片機具有32 KB的FLASH程序存儲器,2 KB的RAM和2 KB的ROM,另外,還具有8路12位的ADC,轉(zhuǎn)換時間較短,高分辨率可達15 KB/scan,并且能夠通過SPI進行接口擴展,并通過SPI總線連接CAN 控制器MCP2510,同時在工作中還能夠?qū)AN協(xié)議模塊 進行調(diào)度,完成M⑶與CAN總線之間的數(shù)據(jù)傳輸。

       CAN總線控制模塊MCP2510通過SPI總線與微處理器相連接,同時在 CAN控制器和總線驅(qū)動模塊之間加人光電隔離電路,這樣一來就大大增強了網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力。其中CAN 控制器硬件電路用來實現(xiàn)CAN通信協(xié)議,也就是說微處理器不直接參與CAN通信協(xié)議的處理,從而為稱重傳感器的數(shù)據(jù)處理提供更多的系統(tǒng)資源。


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