内容摘要
近年来，随着电子衡器产品的发展及国内外市场的需求变化，对电子衡器的要求偏向于智能化，模块化，系统化，微型化，集成化; 快速，高精度，高可靠性，高稳定性成为其技术性能主要要求指标;其价格趋向是更加物美价廉；其功能要求是非控制信息和称重计量控制信息协调并重的的智能化;最后不得不提的是其应用性能更加接近于结合和集成综合发展。结合以上的分析要点，本设计的提出对于现实的发展要求是非常具有实际意义和利用价值的。
我的创新点是以AT89S51单片机为基础而作的的电子称重设备相关设计。首先，论述了数字电子秤的发展背景和设计方案，接着概述了软件系统和硬件系统的设计，最后的流程给出了电路硬件方面的设计细节。放大滤波电路，信号转换器，信号前级的传感器和电阻应变式传感器这四个部分组成了该系统。单片机在其中发挥重要作用，其完成控制各个部分的协调工作和数据处理工作，利用重量和输出电压的线性关系，建立相关的数学模型，实现重量单位量纲由电压单位量纲代替。一定数量的LED管与矩阵键盘组成人机对话部分，最后通过键盘控制，显示重量及价格相关讯息。
关键词
关键词汇：单片机；传感器；A/D转换器；信号放大电路；滤波电路
Abstract
In recent years, with changes in demand for electronic weighing products development and domestic and international market, the requirements for electronic weighing biased in favor of intelligent, modular, systematic, miniaturization, integration; rapid, high-precision, high reliability, high stability as its main requirements of technical performance indicators; their prices tend to be more affordable; its non-functional requirements and weight measurement control information, control information to coordinate both the intelligence; Finally I must mention is its application performance closer combination and integration of comprehensive development. So combining the above analysis points, made the design requirements for the realities of development is very meaningful and of value.
My point is innovation and AT89S51 microcontroller based electronic weighing equipment for the instructions. First, discusses the development of digital electronic scales background and design, and then outlines the design of software systems and hardware systems, the final process gives the circuit hardware design details. The system is composed of the amplification and filter circuit, a signal converter, before the signal level of the sensor and the four resistance strain sensor part. SCM play an important role in this, which
completes the control and coordination of the various parts of the data processing, the use of a linear relationship between weight and output voltage, the establishment of relevant mathematical models to achieve a dimensionless unit of weight is replaced by a voltage dimensionless units. LED tube with a number of interactive matrix keyboard integral part, and finally through the keyboard control, weight and price of the underlying message is displayed.
Keywords: SCM；sensor；A/D converter signal；amplification circuit ；filter circuit
目录
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内容摘要 (1)
Abstract (2)
第1章绪论 (5)
1.1引言 (5)
1.2 称重系统的工作原理 (6)
1.3 称重系统的误差来源及改善措施 (7)
第2章系统元器件的选择 (8)
2.1 传感器的选择 (8)
2.2 微处理器单片机的选择 (8)
2.3 放大电路元器件的选择 (10)
2.4 A/D转换电路芯片的选择 (11)
2.5显示器件的选择 (12)
2.6电源器件的选择 (13)
2.7本章结束语 (14)
第3章系统硬件电路的设计 (14)
3.1 系统电路原理框图设计 (14)
3.2 关于AT89C51单片机的一些引脚 (15)
3.3主芯片与D/A转换器的连接 (17)
3.4 放大滤波电路模块 (18)
3.5 LED显示器件与主芯片控制的连接 (19)
3.6小结 (20)
第4章称重系统软件的相关设计 (20)
4.1 程序模块介绍 (20)
4.1.1 主程序介绍 (20)
4.1.2介绍程序的中断 (21)
4.1.3调零程序介绍 (21)
4.2 流程图 (21)
4.3 小结 (24)
第5章设计方案的完善 (24)
5.1抗干扰方面对硬件采取的设计措施 (24)
5.2 软件抗干扰的设计措施 (24)
5.3 电源的抗干扰设计方法 (25)
5.4 针对空间干扰的防御手段 (25)
5.5 本章小结 (25)
结论 (26)
致谢 (27)
参考文献 (28)
附录设计总电路原理图 (29)
第1章绪论
1.1引言
近年来，世界各地的工程机械行业像直升机起飞时螺旋桨式的迅猛发展。毋庸置疑，中国也紧跟时代脚步，大力发展本国工业。各种因素和政策也极大地刺激了我国的工程机械行业，使得其发展突飞猛进。随着市场对轻工业的需求扩大，我国的基础轻工业设施也正在不断的完善中，一批与时代并驾齐驱的先进科技系统正在逐步取代落后传统的技术。显而易见，称重系统也不例外。
电子技术的快速发展，间接导致了传统的量具如杆秤或盘秤不能满足现代社会对功能，高精度，误差小，智能化，性价比的各项要求。 1970年左右兴起的电子秤，开始在各行各业逐步显现其在精度，速度，操作模式的优越性，大有代替传统量具的趋势。
基于AT89S51系统所设计的电子称重装置是一种智能化的现代设备，将数据采集技术，现代传感器技术和计算机技术很好地结合起来，极大地提高了其工作效率。更为优越的是能够有效地消除人为误差，进而满足工业生产控制和法制计量管理的特殊化要求。它可以对对象的价格进行自主设置，并自动显示其应付款项。以满足和解决现实生活中所提出的高精度，连续性，快速同步称量功能，自动化等要求。
70年代以后的这段时间里，无论是从品种和规模来看，还是从水平来说，发达国家在电子衡器方面的投入与发展，都达到了较高的水平。持久稳定性，很好的可靠性和高精度性是其在技术水平方面的主要展现。十年以上的使用寿命是称重传感器在正常使用条件下的可靠性体现，仪器一般的故障发生时间（MTBF ）平均是大于2000小时，达到5000小时的也有一些。电子秤在生产过程使用中，由于要求适应各种恶劣的环境（如晃动，高低温，电磁信号干扰，尘埃，可能性爆炸等），就提出了要加强应用技术的开发和误差很小的要求;0.099至0.299％基本可以满足精度的要求。现在所用的贸易结算静态秤（如交通汽车衡，交通动态工作衡，交通静态轨道衡，平台秤等）都已经能够做到O， 1，M ，L所规定的3000分度，最高能达到6000分度。一年内不允许超差是其在稳定性方面的硬性要求。
生产发展的需要和新科技的应用催化了新品种的产生，其中典型的
代表有电脑组合包装秤，高速自动包装秤，非连续自动增量规模秤等。出现的这些自动秤通常为生产所服务，作为生产线的一个部分，亦可同生产机器组合成一个工业设备，该设备通常被认为是机电一体化的。1.2 称重系统的工作原理
1 称重器的工作原理
放置在预定位置通过秤体传递到负载单元主体（称重传感器）的对象，经过传感器的作用，进而产生力 - 电效应，由无形信号转换成实质电信号。利用力电效应，可以将该物体的重量转化为与被称物体重量成一定函数关系（通常是y=kx，即我们所说的正比关系）的电信号。放大电路放大该信号，接着进行滤波，滤波结束，模拟/数字（A/ D）转换器开始工作，转化后的数字信号被提供给微处理器（一般是单片机）的CPU。CPU通过扫描键盘和各种功能开关来获取必要的讯息，从而进行正确的判断，分析，进而得出输出结果。各种功能的开关状态及相应的各种运算，是由仪表的软件来控制完成的。运算而产生的结果经线路输出传送到内部存储器中，如果响应需要显示，CPU指令就会从内部存储器读出以传到显示器，或发送到打印机。一般情况下这些处理过程都是在仪表中完成的。
1现代电子秤的工作原理
大多数厂家生产的电子秤，一般都是由以下几个主要部分构成：称重显示器，接线盒，抗干扰设备，灵敏重量传感器，称重平台等。
其响应过程如下：称重平台上因放有目标物理，由于万有引力的作用，弹性部件（传感器）被压缩产生变形，发生形变的电路元件在弹力的作用下产生相应的响应电压，此值遵循万有引力定律（G=mg），即该电压值与物体的重量成正比，最终经放大电路的放大作用转换成数字信号，通过显示设备将物体重量清晰地显现出来。其原理示意图如下：
1.3 称重系统的误差来源及改善措施
称重系统的误差是对称量结果准确程度的定量描述。称量误差在日常生活中经常会遇到，这不仅损害了用户者的合法权益，而且还会影响称重系统在工作中使用的可靠性。搞清楚称重系统的误差来源对于提高称重设备的精度具有非常重要的意义，弄明白了误差的来源，就会帮助提高设备的工作质量和效率。一般而言，误差源主要有：测量误差（人为因素或者环境因素），仪器本身所带误差。还可将其分成随机的，系统的，重大误差。误差可以被减小，但却不能被消除。所以在现有条件的情况下，只能通过所提供的最大条件将误差减小到最小，从而实现高精度的目的。下面介绍常见的几种误差来源及改进措施：（1）称量误差：形变传感器所导致的线性变化，称重平台的擦靠和零点漂移都会成为其称量误差的直接原因。之所以称重传感器会产生线性变化，主要是受冲击的力度，温差的不停变动，灰尘等的影响，使得传感器的负载与其相应输出电压之间不成线性关系，称重点的误差有时部分较大，可通过线性校正，即分段校准称量设备，这样称量的相对误差会大大降低。零点漂移，大小不同的载荷往复冲击称重设备，会使压力传感器处在非常复杂的情况下，最终导致传感器的触点接触，从而测试产生变化，产生零点漂移，导致误差的发生。摩擦转移的影响，这样的情况下重量不能完全加载到称重传感器，称重传感器输出信号自然就会变小，往往是小称量正常，负载变大后，显示会显著降低。
（2）四角偏载误差：称重设备测试要求负载后，秤台的位置变化容重应该不会造成称重测量结果的改变。因此，误差来自于四个角落部分负荷称重传感器的灵敏度。由于称重传感器的弹性体和电阻应变仪及
其相关材料和制造工艺的差异，各压力传感器的绝对灵敏度会有所不同，导致在相同的激励电压条件下，各压力传感器的输出信号会产生差异，于是四角偏载误差就应运而生了。为了减少该误差，设备中的每个传感器的分支都应连接到电位计上，再通过不同电阻分压的不同进而平衡各支路的信号输出。
（3）叠重性误差：首先先论述角度差所引起的叠重性误差，当称重传感器的信号通过接线盒称重指示器发送时，如果接收端中电位器的不平衡或者传感器接线盒的某些参数不一致都将导致称重设备的角差，重物在称重台的不同方位就会产生重复性误差，也就是我们所说的叠重性误差。另外下面的情况也会产生类似误差，在相同的负载，相同的环境条件下，重复性的测试以获得几个称重传感器输出读数的连续过程之间的差值。这个差值就是我们所说的叠重性误差，它是由多种因素产生的，除了负载测量时的湿度，风速，温度，和其它自然环境条件的引力场外，主要由称重设备主体侧力传感器和原件不能满足要求时所产生的重复性误差。称重设备的传感器故障由于受场地侧向力的限制，很容易造成负荷接收器的位置移位，导致称重传感器称重台上的力不垂直。横向力之所以会作用于传感器，是因为遭受的动力传递错误，具体体现在各种传感器本身和秤体相关的刚度方面，以及设计水平产生的安装基座的上部和下部的的制造所造成重复性误差。这种称重系统的叠重性误差，可以在满足一定的条件下，秤体受力机构应确保该传感器所受负载与被测重量成正比，进而降低重复性误差，以保证称重测量的精度和可靠性。
（4）反应误差：该误差反映在称重设备对负载稍许变化时作出反应的分辨能力，反应力试验的目的是验证辨别连接和摩擦尺度结构，因此，摩擦和压力的机械连接是主要的源在鉴别错误。另外，由于对微小变化的歧视，使称重仪表和称重传感器的分辨力对反应力误差也有较大的影响。此外，还有一个万有引力所引起的误差，在此就不作过多论述了。
第2章系统元器件的选择
2.1 传感器的选择
悬臂梁式弹性元件具有应变仪连接容易，结构简单，灵敏度高，加工方便等特征，非常适合于生产小量限载荷单元（这里的载荷单元指的是测力传感器）。等截面悬臂梁和等强度悬臂梁构成了该弹性元件的两种基本形式。因设计需要，我选择的是等截面梁式传感器。
2.2 微处理器单片机的选择
结合以前学到的单片机知识和在图书馆搜索到的资料，我本来想采用FPGA（现场可编程门阵列）或CPLD（复杂可编程逻辑电路）作为主芯片。FPGA用于高电压，高电流场合的控制是其实现形态多变的复杂
逻辑功能的集中体现。其高密度，大规模的特性将所有的设备整合在一块微小芯片上，提高了稳态值，缩小了占用空间。难能可贵的是它可用EDA软件仿真，调试，功能扩展时非常方便。 FPGA因运用并行的输入和输出途径，极大地缩减了系统的运行时间，大规模实时系统的控制中心如果用上它是非常适宜的。现在我们再来看看CPLD，它也可以实现经常用到的逻辑器件功能，完成各式算法和组合逻辑也不在话下，亦可使复杂的时序逻辑功能实现，另外它操作比较简易，使用比较灵活，具有充裕的I / O引脚。然而它一般情况下功耗较大，集成度高时，功耗更加明显。
然而因为设计的是摆锤运动控制，FPGA的极速处理功能不能很好的发挥出来，并且由于其很高的集成度，导致其成本比较昂贵。又因芯片引脚较多，致使电路板布线非常麻烦，也极大地增加了实际焊接电路的工作量，间接降低了电路板的灵活性。结合以上分析，最终决定选择8 位的51单片机AT89C51。
AT89C51单片机是一种高性能低功耗芯片，内含有32个外部双向输入/输出（I/ O）端口，并包含40个引脚，两个全双工串行通信口，两个外部中断口， 16位的可编程定时计数器2个，51系列单片机都可以按照常规方法进行编程，诚然AT89C51也不例外，它亦可在线即时编程。其本身的通用微处理器会与Flash存储器相结合，尤其是存储器中的闪速系列，可有效地降低开发价值。 AT89C51的引脚如下图：
该芯片内含4K字节的Flash可反复擦除ROM和128字节的RAM，器件是一个高性能，低电压的CMOS 8位51系列单片机，由ATMEL公司采用非挥发性记忆体技术，高密度技术生产，兼容标准MCS-51指令集，内置通用Flash存储单元和8位CPU。功能强大的微型计算机为该芯片提供了超高性价比的解决方案。
2.3 放大电路元器件的选择
根据传感器输出信号的特性，对放大器的要求主要是噪声低，增益高。 AD公司生产的AD620正好可以满足低噪声的要求，为低频微伏信号检测提供了良好的选择。其工作过程如下：传感器的输出信号传递到AD620，经AD620放大后，从其第6脚导出信号，导出电压信号作为放大器OP07的输入电压，然后放大。由于外界因素对悬臂传感器输出信号影响比较大，电压值会有些许变化，这样会产生误差，为了减少此类事件的发生，得到更为精确的放大倍数，一个50K的滑动变阻器需串联在OP07的反馈电阻上。传感器的输出电压信号一般在毫伏左右，在整个放大电路中只需改变滑动变阻器的阻值就可以达到放大倍数的要求。其相应原理图如下：
但其电路结构有点复杂，元器件所用较多，价格还有点贵，所以我设想是否能够用一个元器件就能达到相同的效果。经过几天的查阅文献，我发现INA121芯片能实现上述电路同样的功效，并且其价格也相对低廉些。该芯片内部结构框图如下：
世界品牌Texes仪器BB公司生产的低功耗仪表放大器INA121，具有FET输入功能，功能优越。50是前置放大电路一般设置的放大倍数。前置放大倍数越小，对避免极化的影响就越大。电压放大电路的设置倍率越高（取为100?200倍），总的放大倍数就越有保证。另外，采用该仪表放大器INA121构成的电路还具有元器件少，成本低廉，结构简单等优势。
2.4 A/D转换电路芯片的选择
8位的ADC0809是一个逐次逼近型A/ D转换器，它是双列直插式的，100us是它能够达到最快的转换速度，其元器件示意图如下：
从图中可以看出，它具有八路模拟开关，地址锁存器以及三态输出锁存器。然而它的抗工频干扰能力较弱，经济效益也不是太完美，与我所设想的还有一定差距，只能舍弃掉。最后在老师的指导下，决定采用
双积分A/D转换器中的MC1433。
MC14433是由美国曾经名噪一时的摩托罗拉公司推出的转换器，CMOS模拟电路和数字电路集成于该双积分A/D转换器中。相比于ADC0809其外接元件较少，具有精度高，功耗低，输入阻抗高，电源电压范围宽等特性，与此同时还具有自动极性转换功能和自动复位功能，加上少量的阻容件就构成了一个完整的A/D转换器。
MC14433具备高精度，电压输入量程可调，转换速率较快，输入阻抗大，功耗低等特点。其采用字位动态扫描BCD码输出方式，相同的时刻，还具备在DS1-DS4端输出同步字位选通脉冲的能力，为LED的动态显示提供了极大方便。
综合以上所述，本设计采用MC1443电子元器件。
2.5显示器件的选择
显示器件选择常用的LED驱动芯片MAX7219。BCD编码器为B（英文字母的第二位）型，段子驱动器，多路扫描回路附于其上。另外该芯片还含有一个8×8的静态数据存储器，用于存储数据。 24脚双列直插式是MAX7219采用的封装方式，以下是其示意图：
在这个系统中，MAX7219的DIN，LOAD，CLK连接到单片机的P2.5，P2.6，P2.7口，单片机的I/ O端口用来进行数据的传输。 LED数据线用7219的SEGA?SEGG实现，DIG0?DIG7为位选择线。10kΩ外部电阻加在ISET和V+之间用来来调节LED的亮度。
2.6电源器件的选择
无论是任何器件都需要正负电源，同样A / D转换模块与放大器也需要，并且还要求电源的稳定度比较高。首先，先试着考虑利用MC7812（+）和MC7912MC（-）构成的±12V稳压电源。然而因其不可调性，达不到正负5V电源的要求。因此不得不采用自制的电源，我们知道可调三端集成稳压器是输出电压连续可调的稳压器，包含有负的输出电压CW337系列（LM337）三端稳压器和正输出电压CW317系列（LM317）三端稳压器。此中，连续可调负电压能够被CW337系列稳压器输出，CW317系列稳压器也能输出前者连续可调的反电压，即正电压。此外稳压器还应包含一个内部过流，过温保护电路。国产电源的输出电压要求可调范围为Uo= -12?12V，经验证自制电源符合要求。器件CW317工作原理示意图如下：
2.7本章结束语
通过查阅文献和整理资料，仔细的分析和比较，最终选定了本设计的各大模块如下：1.传感器：我选择的是等截面梁式传感器 2.控制芯片：选用的是单片机AT89C51 3.放大电路模块：选择的是INA121放大器 4.显示器器件：采用的是MAX7219控制的七段LED数码管 5.电源器件：自制可调式三端集成稳压电源
第3章系统硬件电路的设计
3.1 系统电路原理框图设计
我的设计方案选用的单片机是以ATMEL公司的快闪记忆体（闪存只读存储器）为基础的而开发的单芯片AT89C51。 ATMEL公司的AT89C51是一项新的8位单芯片产品机，内置128B RAM ，4K ROM。24MHZ是其能达到的的最高工作频率;同时，自带32个输入和输出线，16位定时器/计数器，5个中断源，一个串行口;处理速度快，集成度高，可靠性强，
体积小，结构简单是它的一系列优良特性。
基于此，总的电路框图大致如下：
3.2 关于AT89C51单片机的一些引脚
1. VCC/GND：电源/接地引脚；
2. RST：复位引脚在振荡器运行时，一旦 24个振荡周期（两个机器周期）的高电平出现在RST时，会使单片机复位。该引脚保持高电平，51芯片将周期复位。复位后高电平成为P0-P3端口的状态，SFR和程序计数器二者回到起点，即是二者全部清零。当复位引脚由高变低时，芯片为只读存储器的00H处开始工作。
3.INPUT/OUTPUT: 输入输出引脚
（1）P0端口[P0.0-P0.7] 一个P0端口即是一个8位漏极开路双向I/ O端口，高阻抗输入（写入端口1）写入端口时，八个TTL可以被同时驱动如果是在输出的情况下。对于内部闪存程序存储器时，要接收指令字节；输出指令字节时，要求外接上拉电阻。当访问外部程序及外部RAM时，内部上拉电阻在访问期间工作，P0口是共享的转换地址（低8位），。
（2）P1端口[P1.0-P1.7] 8位双向I/0端口外加一个内部电阻就组成了P1端口。四个TTL可以被同时驱动如果是在输出的情况下。1成为该端口的设置值时，内部上拉电阻将端口置于高电平，起输入功能。接收低八位地址信息时，对内部闪存程序存储器的编程。
（3）P2端口[P2.0-P2.7] 8位双向I/0端口外加一个内部电阻就组成了P2端口。四个TTL可以被同时驱动如果是在输出的情况下。1成为该端口的设置值时，内部上拉电阻将端口置于高电平。对内部闪存程序存储器的编程，是接收高八位地址和控制信息。当访问外部程序存储器和16位外部数据时，P2口发送高八位地址。其引脚的内容不会在访问外部数据存储器时做任何改变。
（4）P3端口[P3.0-P3.7] 8位双向I/0端口外加一个内部上拉电阻就构成了P3端口。四个TTL可以被同时驱动如果是在输出的情况下L。1成为该端口的设置值时，内部上拉电阻将端口置于高电平。 P1-3用作输入端口时，由于内部电阻的作用，外部拉低的引脚会输出一个恒值电流。当编程内部闪存程序存储器时，要接控制信息。除以上作用外，P3端口还能实现一些独到的功能，如下表3-2：
图3-2
4.XTAL1：单片机的外接晶体引脚 XTAL2是功放芯片振荡器的反相输出端，与此相反XTAL1是输入端。 XTAL2在访问外部振荡器时悬空，此时XTAL1被外部振荡信号所直接应用。内部模式下，时钟发生器就相当于振荡脉冲二分之一，如时钟频率为6MHz，晶振就为12MHz，。振荡器频率可在1MHz--24MHz内选择。电容一般约需30PF。如图为其晶振电路图：
图3-3
C2
5.另外的一些的控制或复用引脚
(1) PSEN 它是单片机的29号引脚。该引脚是外部程序存储器选通输出端。当AT89C51被外部程序存储器取指或恒定输出时，每个机器周期会输出两个脉冲。然而，脉冲不会在访问外部数据存储器时输出。
(2) ALE/PROG 它是单片机的30号引脚。当访问外部存储器时，
ALE（地址锁存使能）的输出用于锁存地址的低字节。另外出现不访问外部存储器的情况时，ALE端还是坚持以恒定的频率（此频率是六分之一的振荡频率）输出脉冲信号;在访问外部数据存储器时，ALE脉冲会出现。时间闪存编程时，此引脚用于输入编程脉冲PROG。
(3) EA/Vpp 它是单片机的31号引脚。客户端允许外部访问时，并且满足输入低电平的条件时，该引脚会访问外部程序存储器。假使AT89C51只访问外部程序存储器（0000H-FFFFH为该存储器地址），则该引脚一定要满足低电平的条件，因为高电平时是访问的片内程序存储器。当编程Flash存储器时，VPP编程电压会被施加在该引脚上。下图为单片机最小系统图：
3.3主芯片与D/A转换器的连接
MC14433模拟电路中有一个参考电压，模拟电压输入。模拟输入电压范围为199.9MV或1.9999V两种，对应于该参考电压的是+200 MV和+2 V。
数字逻辑控制电路部分由BCD码，输出锁存器，复用器，时钟，极性判别，溢出检测电路组成。千，百，十，个位BCD码被BCD码字位动态扫描后，将会轮流在Q0?Q3端输出。同时，选通DS1?DS4作为同步字位选通信号。MC14433与AT89C51芯片电路接线图如下：
3.4 放大滤波电路模块
输入信号在放大之前先经过滤波电路，接着信号进入ITA121放大，放大过后从它的第6个引脚输出。一般来讲的话，双积分转换器MC14433的INPUT电压变化范围在-2V与+2V之间，称重系统的OUTPUT 电压信号是10mv左右，基于此，放大器的放大倍数一般选在170左右，原理图中的相关电阻一般选择滑动变阻器，这样比较易于改变其放大倍数。其相关原理图如下：
3.5 LED显示器件与主芯片控制的连接
设计方案的功能主要是提高称重系统的精度，缩短称重时间，快速处理数据。因此，主芯片的控制与LED相关显示器件的连接并没有想象中的那么繁琐。连接示意图如下所示：
3.6小结
上面几小节主要介绍了整个硬件系统各个组成部分及相关电路原理图，对于下面软件系统的设计与建立具有非常重要的作用。
第4章称重系统软件的相关设计
一般而言，功能实现部分，运算控制部分和主程序部分构成了系统软件的三大模块。本章将分别对其进行相关说明，并附上各大模块流程图。
4.1 程序模块介绍
4.1.1 主程序介绍
称重系统需要执行数据的采集，处理，运行中发送信息，保存结果。基于此项要求，称重系统信息的获取和处理要执行三个步骤：来自传感器的电压信号通过A / D变换器通作为输入电路处理，存入到数据存储器中;单片机对收集的测量数据，进行必要的处理，以把数据信号转化
便携电子称的设计方案 电子秤的应用系统是由硬件和软件所组成。硬件指单片机、扩展的存储器、扩展的输入输出设备等部分；软件是各种工作程序的总称。硬件和软件只有紧密配合、协调一致，才能提高系统的性能价格比。从一开始设计硬件时，就应考虑相应软件的设计方法，而软件设计是根据硬件原理和系统的功能要求进行的。 一、基本要求： 1、电子秤称重范围：0~;重量误差不大于； 2、数码管显示或者液晶显示：所称物体重量 二、特色与创新： 使用单片机为控制核心，大大简化了系统的组成构造，且单片机可拓 展性强，可以很方便的对系统进行拓展和应用。 2、使用键盘输入数据，操作简单，方便。 3、中文液晶显示所称量的物品重量，数量，单价，金额和所有物品的总金额。 4、具有去皮功能。 5、当物品重量超过电子秤量程，即过载情况或者是物品重量小于A/D 转换器所能转换的最小精度，即欠量程的时候，具有超重报警功能。 三、设计原理及设计基本思路： 电子称重技术的基本原理：称重技术的根本任务是测量各种状态下物体重量。实质上是测量被称物体质量，我们知道，质量的测量是物体在重力场下的重力测量获得的，用公式W=mg,w 是物体的重量，g 是在重力场的重力加速度，m 是物体的质量。目前无论是利用杠杆的原理，还是利用弹性元件的弹力与被测物体的重力达到平衡来测量物体的质量，都没有离开两个必须的条件：一是重力场，二是静力平衡。随着现代传感技术的发展，人们已从传统的机械杠杆原理测量物体的质量，发展到现在的电子称重，即用传感器把重力信号转变成电信号，利用电子计算机技术，根据电信号同重力信号的数学模型，间接的求出物体的质量。 系统的基本设计思路：
全自动无人值守称重 一、概述 UKLCZ2014汽车衡全自动无人值守称重系统主要由电子汽车衡、计算机、打印机、视频监控、无线射频读卡系统、红绿灯、道闸及称重管理软件等组成。可应用于矿山、港口、垃圾处理等行业的货物计量。该系统也可在用户现使用的电子汽车衡的基础上，加装硬件和软件实现其功能。系统采用标准的WINDOWS窗口界面，中文提示，使得用户操作简单直观，查询和统计报表方便，并真正做到了对计量工作随到随结，使称重数据准确、可靠，提高了工作效率和经济效益。有人工和自动称重两种操作模式。在无人值守状态下，不需要人工干预就可以完成称重和磅单的自动打印，有效地防止了作弊现象的发生，是计量现代化的有利助手。 本系统由摄像机、栏杆机、地感线圈、红绿信号灯、射频读卡器、图象采集卡、照明系统、电脑、打印机等组成。汽车在过磅过程中无须人员看管，自动进行。 二、系统系统组成 《恺乐UKLCZ2014全自动无人值守智能称重软件系统》，包括RFID射频卡系统，道闸，红绿灯，LED大屏幕显示系统，视频监控系统，语音对讲系统，远程打印系统，防遥控作弊器等；后端进行集中存储，通过网络打印机在各个磅房远程输出磅单；RFID射频远距离读写卡系统、道路门禁控制系统自动对每辆运输车辆信息数据采集、进行防作弊检查、如果过磅流程没有完成，自动拦截车辆。系统同时配有订采购、销售、称重、质检、结算、财务接口等模块。 三、系统功能特点 系统利用微波射频识别技术、电子汽车衡技术、通讯技术、自动控制技术、数据库技术、计算机网络技术、软件技术，是现代化的智能称重控制系统。 主要功能： 1、可以完全不需要人工干预（除非机器或软件出现故障，这时也可以人工称重）就可以完成自动称重、自动打印磅单、自动抓拍录像机的图像（主要是车牌号）以及录像的功能。 2、在数据查询的时候可以在点击某条记录时，同时将称重时的图像显示在界面上。 3、可以通过卡号自动调入卡号所对应的车号、司机、货物名称、供货单位和收货单位等信息。 4、磅房外可设有一个大屏幕显示器来显示称重重量，使驾驶员能够看到称重数据。 5、可以设置称重方式（一次或二次称重）。如果是一次称重方式，系统要求预先设置皮重。输入车号时能够自动调出车号对应的皮重；如果是二次称重方式，第二次称完的时候打印磅单。 6、系统具有多级操作权限管理，防止原始数据被误改，只有获得操作权限的人才能更改一些重要参数。只有超级管理员才可以修改称重数据。 7、可实现图像抓拍和视频监控：当汽车在秤台上停稳以后，系统会自动保存称重数据，自动图像抓拍，可作日后查找的依据。并通过显示器对称重过程进行图像监视。 8、支持手工称重。在无人值守称重出现故障时，可以用人工来称重，从而不影响汽车称重。 9、可以对称重数据进行日统计，月统计及具体时间段的统计。可以对报表，磅单进行二次修改，即软件支持二次开发。 主要特点： 1、信息采集速度快：整个系统可实现快速称重，提高了称重的效率，免除了排队过衡的现
摘要 传统的称重在市场上已经满足不了我们的需求。我们一直希望紧凑，测量准确，显示直观，便宜的电子称重装置可取代传统的称量工具。电子称重机便应运而生，凭借称重仪表无法取代传统的功能，如称量方便，准确，自动化控制，操作简单，广泛应用于人们的生活，工业生产中。 电子称重装置以MCU作为中央控制单元，由通过称重传感器进行模数转换单元，在配以键盘、显示电路及强大软件来组成。本选题采用压力传感器来收集由于通过电压放大电路产生的微弱信号的压力变化，通过A/D转换器转换成数字信号后，将数字信号送入微处理器。经微控制器的适当处理后，将模拟量转化为数字量输出，控制器接受来自A/D转换器输出的数字信号，将数字信号转换为物体的实际重量信号，并传送到显示单元。此外，项目可通过键盘涉嫌价格被设置。这种高精度智能电子称重器体积小，准确，便于携带，重量函数集的质量和价格计算功能于一体，满足商业贸易和居民家庭的需要。 关键词：电子称重器；单片机；称重传感器
Abstract Traditional weighed on the market has failed to meet our needs. We always wanted a compact , accurate measurement , intuitive display, cheap electronic weighing device can replace the traditional weighing tools. Electronic weighing machines have come into being , by virtue of weighing instruments can not replace the traditional features, such as weighing convenient, accurate , automatic control , simple operation, widely used in people's lives and industrial production. Electronic weighing means as a central control unit MCU from the load cell through the analog-digital conversion unit configured with a keyboard, a display circuit and powerful software components. The topic using pressure sensors to collect the pressure produced by the change of the voltage amplifier circuit weak signals by A / D converter into a digital signal, the digital signal is fed to the microprocessor . After appropriate treatment of the microcontroller , the analog to digital conversion of the output , the controller receives the digital signal from A / D converter outputs a digital signal is converted to the actual weight of the object signals , and transmitted to the display unit . In addition , the project can be set via the keyboard alleged price . This high-precision electronic weighing devices small smart , accurate, easy to carry , quality and price calculation of the weight function set functions, commercial trade and residents to meet the needs of families . Keywords: electronic weighing devices ; SCM ; weighing sensors
在信息化普及的今天，国内有相当一部分水泥企业仍在使用传统的过磅方式，在过磅处设置磅房，安排过磅人员，由过磅人员或其他人员监控车辆在磅上的状态，从而导致了一系列问题的产生，如：过磅时，车辆管理混乱；过磅环节与整个物流环节脱节，易发生人为干预弊病，劳动生产率低等。 随着创新技术的发展，地磅无人值守称重系统更受水泥企业的欢迎，同时也能加快企业的发展。 地磅无人值守称重系统主要由电子汽车磅秤、打印机、视频监控、红外监控、智能道闸、LED大屏显示系统等系统组成。通过电子硬件设备和ERP系统的结合，防止水泥企业由于人员素质或流程不规范的因素出现的管理漏洞，从而达到规范管理，减少因管理漏洞给企业造成的经济损失，更能减少人员配置，提高劳动生产率，为企业实实在在增效。 改造后的无人值守地磅
水泥企业磅房无人值守称重系统过磅流程 司机在进厂前到自助服务大厅办理卡，凭卡进厂、司机无需下车刷卡上磅进行一次过磅，系统能够自动读取车辆毛重、皮重数据，自动计算出净重并打印出磅码单。 系统不允许司磅员随意修改计量数据，如果磅单错误必须要修改时，可以修改客户资料、物料等信息，但不允许修改毛重、皮重等关键数值，同时标记单据为已修改，并记录修改时间、修改人，以备查询。 司机到装车现场或验收现场后，回到地磅进行二次过磅。 在整个过磅过程中，系统引入视频监控系统，对磅场的业务进行全程监控，并且让管理者随时可以查看视频信息，便于追查责任，给作弊者以威慑力。 系统还可以设置皮重差异值，对车辆皮重记录，通过历史皮重计算、比对报警。对包装车辆净重误差比对报警。 现在国内做地磅无人值守系统的企业有很多，水泥企业可到已经采用系统的企业做实地考察。目前国内采用志信地磅无人值守系统的水泥企业有很多，您可以联系志信科技去厂内参观考察。 关于河南志信科技有限公司 “因为专注，所以专业”，一直以来，志信科技专注服务于水泥企业，拥有一批经验丰富的管理人才，技术过硬的研发人员和敬业踏实的硬件实施队伍，坚持在水泥信息化建设的道路上以创新的产品来服务水泥企业。 8大创新技术、10年专业保障、200家企业验证 8大科技创新技术：智能物流一卡通系统、企业网上商城系统、司机之家系统、地磅无人值守系统、袋装水泥计数系统、袋装水泥喷码防窜货系统，散装水泥插卡取电控制系统、散装定量装车系统。
智能称重系统设计 高伟朋 （陕西理工学院物理与电信工程学院电子信息工程电子1204班，陕西汉中723000） 指导教师：梁芳 [摘要]介绍基于单片机STC89C52控制的一款智能电子秤，其中物体质量信息由重力传感器进行采集。传感器将采集到的信息传送至单片机中，经过单片机处理，准确的在四位数码管显示屏上进行显示。它具有置零，去皮功能。物体的质量数值会和电子秤本身的称量范围数值进行比较，若超出了测量范围的最大值，系统就会执行报警程序。本系统设计结构简单、精确度高、功能齐全、使用方便。 [关键词]单片机；重力传感器；智能电子秤
Design of the Intelligence Electronic Scales of Microcontroller Gao Weipeng （Grade12,Class4,Major of Electronic Information Engineering,School of Physics and Electronic Information Engineering,Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，Shaanxi） Tutor: Liang Fang [Abstract]Introduction based on single chip STC89C52 control of an intelligent electronic scales, wherein the object quality of the information collected by the gravity sensor. Sensor information collected will be sent to the microcontroller through the microcontroller processing, accurate display on four digital display. It has zero, tare function. Quality and value will be the object of electronic scales weighing range values themselves are compared, if the maximum value exceeds the measurement range, the alarm system will execute the program. The simple design structure, high precision, fully functional, easy to use. [Key words]Single chip ; Gravity sensor ; Intelligent electronic scales
确受力,提高系统的称量精度。 ③改进传统的导向柱与衬套刚性配合限位设计,而是依靠新装置(称量箱)的活动承载压柱和缓冲衬套之间的柔性配合限位来精确完成对力的引导,避免秤体由于受承重冲击偏载和侧向力容易产生的卡碰现象,以解决系统称量失准、使用失常等技术难题。 ④秤台采用整体箱式厚板结构,并在一侧设置活动盖板门,密闭性好,可有效抵抗高温辐射和钢水飞溅。秤体设计采用16只M20的高强度螺栓与臂叉大梁连接成一体,所以秤体倾覆的可能性几乎为零,传感器检查或更换只需打开秤体一侧盖板(活动门),维护简单方便,使用安全可靠。 ⑤采用国产高温传感器,节省投资;自行设计研制称量装置,风险系数小,效益好。 4 效益分析 本文介绍的炼钢工艺钢包称量装置的改进与设计,完全可应用在涟钢所有的连铸机钢包旋转台和车载钢包主体设备上。随着管理水平的提高,在完善配备化铁炉、转炉和电炉的投入产出计量手段的同时,为降低消耗,节约成本,近期,涟钢决定在一炼钢和三炼钢1#、2#共4套连铸机钢包放置台上应用国产钢包称量装置,并对原有的精炼炉车载钢包秤进行技术改造,使炼钢生产过程中钢水有了可靠的计量手段,使提高产品质量和节能降耗有一定保障。通过钢水称量显示操作人员可精确控制钢水不剩余,特别是对控制回炉钢水效益最好。根据涟钢炼钢回炉钢水统计分析,一年中由于钢水衔接不好,回炉钢水平均吨钢减少约10kg,按年产连铸方坯150万t计算,仅钢水衔接回炉钢水减少15万t。有了先进的称量装置和计量手段,按节省每吨钢水800元计算,1年就可创经济效益1200万元左右。 收稿日期:2001-07-21。 作者莫良智,男,1953年生,1978年毕业于湖南省国防企业系统锻造职工大学,工程师;主要从事计量检测和过程控制,发表论文14篇。 动态称重系统的设计 The Design of Dynamic W eighing System 魏鲁原 伍 斌 崔 霞 (徐州师范大学工学院,江苏徐州 221011) 摘 要 介绍一种动态称重系统的结构和实现方法,主要功能是动态测量行驶车辆的轮胎受力,并计算相应静态车辆重量,实现全自动、不停车计量。硬件设计中重点介绍数字电路的构成,A/D转换器、信号放大与偏置电路和LCD偏置电路。软件设计中提出了根据实际采样波形而设计的独特数据处理方法。 关键词 称重系统设计 动态称重 静态重量 车辆重量 A bs tract The structure and implementation of a d ynamic weighin g s ystem are presented.The main function is dynamically meas uring the force on tyre of on going vehicle an d calculating related static weight of vehicle to accomplish full y automatic n on-stop meterin g.In hardware design the composition of d igital circuit,A/D con verter,signal am plif ying and bias circuit as well as LCD bias circuit.In software design the unique data processing m ethod d e-sign ed in accord ance with real ti me sam plin g waveform is stated. Key w ords Design of weighing s ystem Dynamic weighing Static weighin g Weight of the vehicle 1 概述 随着我国市场经济的发展,公路交通量迅速增长,各种载货车、大平板车、带挂汽车和集装箱运输车的数量和比重逐年递增,特别是一些运输单位或个人不顾车辆、公路承载能力及行车安全,擅自对车辆进行改装,增加弹簧钢板,更换高强度轮胎,加高、加宽、加长车厢栏板,栏板上再加围篱,围篱上又堆尖等超载现象较为普遍,使公路、桥梁及其附属设施遭受到严重破坏,且由此而引发的交通事故日益增多。因此,为了维护国家财产和人民生命安全,保护公路完好畅通,严格限制超载运输车辆迫在眉睫。动态称重系统是交通执 《自动化仪表》第23卷第8期 2002年8月D OI:10.16086/https://www.doczj.com/doc/6f2761653.html, ki.issn1000-0380.2002.08.012
电子体重秤测试系统设计与实现 [ 摘要] 分析了电子体重秤的现状，提出了一种简单电子体重秤的设计方案。本课题设计了以单片机为核心的智能人体电子秤，详述了该系统硬件和软件的设计方法。该系统集称重和显示体重指数于一体，以STC12 单片机为主控芯片，选用应变式传感器，外围附以称重电路、显示电路、按键电路。制作了实物体重秤，实现了自动称重系统的功能。 [关键词] 应变式传感器；STC12 单片机；体重指数计算 Design and Implementation of Electronic Weighing Scale System Abstract: The current situation of electronic weighing scale is analyzed in this paper, while one simple electronic weighing scale design plan is put forward. The intelligent human electronic scale is designed with the core of SCM, hardware and software of the system are also elaborated. This system gathers weighing and showing body mass index and is mainly controlled by STC12 single chip, the periphery is consists of strain gauge sensor with weighing circuit, display circuit, buttons circuit. The object weighing scale is made and the function of auto weighing system is achieved. Key words: strain gauge sensor; stc12 single chip; body mass index 目录 1绪论 (1)
无人值守称重管理系统订货技术规格书
1、总则 本技术规格书适用于****无人值守称重管理系统，它包括系统设备及其辅助设备的功能设计、性能、安装和试验等方面的技术要求。 2、工程概况 ***共设置10台地磅，每5台1组，每组3台重磅2台空磅。 在磅房、发卡室、销售部设置1套无人值守称重管理系统。 3、技术标准和规范 无人值守称重管理系统设备的设计、制造、包装、运输、储存、试验、验收、调试需采用符合国家相关最新的制造标准(规范)、进口设备所在国相关制造标准以及相关国际标准。有关劳动安全、工业卫生、环保、消防的规程规范需执行最新的国家标准。 《国际标准化组织货运集装箱自动识别标准》 ISO STANDARD 10374 《国际电工委员会电磁兼容系列标准》IEC 61000-2-10-1998 《信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法》GB9254-2008 《微型计算机通用规范》GB/T9813-2000 《通信管道与通道工程设计规范》GB50373-2006 《民用建筑电气设计规范》jgj16-2008 《民用闭路监控电视系统工程技术规范》GB50198-2011 4、技术要求 4.1系统主要功能 ●自动识别货运车辆信息； ●称重无人值守； ●数据自动采集，监控操作过程，防止人为作弊，防止重复过磅； ●支持现金过磅和订单过磅； ●快速打印多联磅单，避免手工开单误写，详细丰富的报表功能； ●数据采集与仪表同步，兼容目前市场上大部分称重仪表； ●支持多种扣重操作，如扣水，扣杂等； ●提供订单管理功能，支持预付款订货操作； ●提供视频录像，过磅抓拍，自动抓拍，图像与磅单关联； ●提供视频网络传输功能，可实现远程实时监控；
《汽车衡IC卡智能称重系统》 设 计 方 案
一、综述： 一直以来，电子衡器称重管理工作，都是煤炭、水泥、石化、粮食、饲料、冶金、化工等工业以及所有需要电子磅计量行业中的难题。往往磅房远离管理部门，司磅人员的工作得不到有效监控，而且每天大量的手工填单和计算工作极易发生错误，这些问题的存在，久而久之，日积月累下来都将给企业带来巨大的经济损失。随着新技术的发展，对称重管理要求的提高，如何有效地管理称重数据，提高工作效率，提高企业信息化管理水平，是各企业的管理人员所想的，也是我们所开发的称重管理系统所必须做的。 我公司根据热电企业、垃圾焚烧行业、大型煤电企业的实际情况，引进国内外先进的技术经验成功开发了一套汽车衡智能称重管理系统。已广泛应用在国内多家垃圾处理场、发电厂以及化工、造纸企业，受到广大用户的肯定！ 汽车衡全自动称重系统是集IC车号自动识别系统、门卫收发卡系统、自动语音指挥系统、称重图像即时抓拍系、红绿灯控制系统、红外防作弊系统、手持机确认系统于一身的智能称重系统。在称重的整个过程里做到计量数据自动可靠采集、自动判别、自动指挥、自动处理、自动控制，最大限度的降低人工操作所带来的弊端和工作强度，提高了系统的信息化、自动化程度。对于管理部门，可以通过系统中的汇总报表了解当前的生产及物流状况；对于财务结算部门，则可以拿到清晰又准确的结算报表；仓管部门则可以了解到自己的收、发货物的情况等。这些报表数据是随时可以查阅的，因此它也加强了管理上的一致性，缩短了决策者对生产的响应时间，提高了管理效率，降低了运行成本，促进了企业信息化管理。
二、系统设计原则 1 可靠 本系统是一个长期运行的系统，保证系统稳定可靠的运行是首先要考虑的。设计时充分考虑了系统在部分出现故障时仍然能够提供对用户的服务，并且能够很快的排除故障恢复正常运行。 2 可扩展 企业的发展是有一个过程的，相应的需求也是一个由小到大的过程，在系统方案中按照系统分析、统筹规划的观点将系统规划成一个扩展性很强且在扩容升级时浪费最少的系统。中心系统采用叠加式模块升级方式，逐步实现平滑扩容；降低系统维护升级的复杂程度，提高系统更新、维护和升级的效率；软件系统使用先进的网络开发平台，以客户机/服务器体系结构为框架，结合模块化和结构化的设计思想，既考虑到当前使用的易用性，更具有适当的超前性。 同时系统具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力；计算机网络系统适应将来的广域扩展。 3 标准化和优势确立 系统实现时尽量采用符合工业标准的技术，保证技术实现的质量，便于日常维护和系统的扩展。 系统采用成熟的高新科技，以目前较为先进的方法实现需要的功能，既反应当今科技的先进水平，又具有发展潜力，保证系统在相当长的时间内不被淘汰。 4 开放 系统设计遵循开放性原则，整个系统的操作以方便、简捷、高效为目标，多操作平台整体设计统一操作，既充分体现快速反应的特点又能便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于领导层、管理层及时了解各项统计信息和决策信息。 系统对外传输采用标准的TCP/IP协议，其他的系统也采用相应的工业标准，具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力，充分保证了系统的开放性。 5 安全 数据的安全性在任何系统予以高度重视，网络系统采取防范措施防止黑客的入侵。对于内部的员工以及司磅员等也安排足够的权限控制，避免用户能够操作到不属于自己的数据。提供系统总体闭环检测及网管方案，实现对整个网络的自检、实时监控和自动故障报警检测以及一定程度的自恢复。
车辆智能称重系统方案
目录 章 第1需求概述 (3) 1.1需求概述 (3) 1.2 需求分析 (3) 章 第2设计思想和原则 (4) 2.1系统设计特点： (4) 2.2系统建设的原则 (5) 章 第3系统功能 (6) 3.1系统实现的主要功能 (6)
需求概述 第1章 1.1 需求概述 在国内一些大型公共企事业单位比如发电厂、煤场、垃圾场等每天都会有大量的物资运输车辆进出，在业务处理过程中需要进行停车、登记、称重等程序。目前这些单位主要依靠操作人员将数据以手工方式录入计算机，人工操作方式不仅耗时，而且误差率较大，此外薄弱的控制环境还容易滋生人为舞弊行为，给企事业单位造成大量经济损失。随着国家经济和社会建设的迅速推进，这种依靠人工操作的工作方式逐渐不能满足日益增长的业务处理要求。 1.2 需求分析 AWS（Auto Weighing System）即车辆智能称重系统，是将称重系统、门禁系统、LED 大屏幕显示系统、视频监控系统以及停车场自动控制技术与远距离RFID射频识别技术相结合的智能化综合管理系统。该系统运用电子汽车衡、远距离RFID射频设备、自动道闸、信号灯等集成为智能化系统，可以自动记录进出车辆的ID号码、重量、时间、单位等信息，并直接写入主机数据库。主机可以实时传输数据到监控计算机，监控计算机也可以随时调用主机数据库中的数据。AWS系统对提升货物运输、处理的效率，使得业务管理模式走向条理化、规范化和科学化，从而提高管理水平、降低成本有着巨大的推进作用。作为AWS系统的车辆信息（前端）采集工具，远距离RFID技术可以显著提高过车速度，并通过车号自动识别和防拆卸措施，有效防止人为舞弊给企事业单位带来经济损失。此外，基于RFID技术的智能称重系统还可大大降低工作人员的劳动强度和人工称重的失误率，提高车辆运输管理流程的透明度。同时可以实现厂区车辆指定路线行走，监管车辆。
《汽车衡全自动智能称重系统》 设 计 方 案
一、综述： 一直以来，电子衡器称重管理工作，都是煤炭、水泥、石化、粮食、饲料、冶金、化工等工业以及所有需要电子磅计量行业中的难题。往往磅房远离管理部门，司磅人员的工作得不到有效监控，而且每天大量的手工填单和计算工作极易发生错误，这些问题的存在，久而久之，日积月累下来都将给企业带来巨大的经济损失。随着新技术的发展，对称重管理要求的提高，如何有效地管理称重数据，提高工作效率，提高企业信息化管理水平，是各企业的管理人员所想的，也是我们所开发的称重管理系统所必须做的。 我公司根据热电企业、垃圾焚烧行业、大型煤电企业的实际情况，引进国内外先进的技术经验成功开发了一套汽车衡智能称重管理系统。已广泛应用在国内多家垃圾处理场、发电厂以及化工、造纸企业，受到广大用户的肯定！ 汽车衡全自动称重系统是集远距离车号自动识别系统、自动语音指挥系统、称重图像即时抓拍系、红绿灯控制系统、红外防作弊系统、道闸控制系统、远程监管系统于一身的智能称重系统。在称重的整个过程里做到计量数据自动可靠采集、自动判别、自动指挥、自动处理、自动控制，最大限度的降低人工操作所带来的弊端和工作强度，提高了系统的信息化、自动化程度。对于管理部门，可以通过系统中的汇总报表了解当前的生产及物流状况；对于财务结算部门，则可以拿到清晰又准确的结算报表；仓管部门则可以了解到自己的收、发货物的情况等。这些报表数据是随时可以查阅的，因此它也加强了管理上的一致性，缩短了决策者对生产的响应时间，提高了管理效率，降低了运行成本，促进了企业信息化管理。
二、系统设计原则 1 可靠 本系统是一个长期运行的系统，保证系统稳定可靠的运行是首先要考虑的。设计时充分考虑了系统在部分出现故障时仍然能够提供对用户的服务，并且能够很快的排除故障恢复正常运行。 2 可扩展 企业的发展是有一个过程的，相应的需求也是一个由小到大的过程，在系统方案中按照系统分析、统筹规划的观点将系统规划成一个扩展性很强且在扩容升级时浪费最少的系统。中心系统采用叠加式模块升级方式，逐步实现平滑扩容；降低系统维护升级的复杂程度，提高系统更新、维护和升级的效率；软件系统使用先进的网络开发平台，以客户机/服务器体系结构为框架，结合模块化和结构化的设计思想，既考虑到当前使用的易用性，更具有适当的超前性。同时系统具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力；计算机网络系统适应将来的广域扩展。 3 标准化和优势确立 系统实现时尽量采用符合工业标准的技术，保证技术实现的质量，便于日常维护和系统的扩展。 系统采用成熟的高新科技，以目前较为先进的方法实现需要的功能，既反应当今科技的先进水平，又具有发展潜力，保证系统在相当长的时间内不被淘汰。 4 开放 系统设计遵循开放性原则，整个系统的操作以方便、简捷、高效为目标，多操作平台整体设计统一操作，既充分体现快速反应的特点又能便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于领导层、管理层及时了解各项统计信息和决策信息。
杭州电子科技大学 设计报告 课程名称：短学期PCB电路设计 学生姓名： 学生学号： 学生班级： 专业： 实验日期： 基于51单片机的称重系统设计 设计要求： 1.89C52单片机最小系统的构成及设计；(包括：时钟、复位、电源、单片 机、按键和显示等) 2.在此基础上完成称重系统的设计，称重量程为0~80吨，误差正负100kg。 A为称重系统选择合适的4个压力传感器，注意量程和误差。 B设计放大电路，以便单片机对其信号进行后续处理。 C用7段数码管或其他显示模块进行重量的显示，单位为：kg。 D根据应用场合设计扩展功能（加分选做设计部分） 系统流程图: 压力传感器采集 信号 51单片机 放大器放大模拟 信号MAX232 上位机 电源系统
主要设计内容和功能： 本设计研究的是一基于51单片机的称重系统，称重范围为0到80吨，承重范围较大，可以广泛地运用于汽车过磅，货物称重，也可以用来测体重。本设计主要通过压力传感器采集货物重量信息，产生电压信号，通过运算放大器的放大，再经过一系列的A/D 转换、单片机的处理，把货物的重量显示到数码管上。如果有需要，也可以通过串口通信模块把数据到PC 上位机中，再由计算机分析处理数据。 本设计可以通过按键来选择称重的最大量程，如果超过选择的最大量程，则会有蜂鸣器发出警报。 方案论证： 传感器： 压力传感器选用MPX2200 压强为200KPa 时对应的最大电压为40mv ，所以传感器底座面积设置为1平方米。40mv 时对应的重量为20吨。 放大器设计： 量程为80吨，最大电压对应20吨，故需要4个放大器，由于器件及参数限制，输出电压为4V 左右，最大输入电压40mV,故放大倍数为100倍。故电阻成100倍关系。 传感器采集的信号从Header2端口输入。 仿真结果： 从图中可以看到增益为101倍。 A/D 转换： 因为设计要求为误差100kg,最大电压时对应重量为20吨，20×1000/100=200。2^8=256>200。故采用8位A/D 转换器。本设计可以采用ADC0809转换器。 ADC0809各引脚说明： IN0～IN3：从四个运放接四路模拟量输入。 D0～D7：8位数字量的输出，D0～D7分别接单片机的P10～P17端。 ADDA 、ADDB 、ADDC ：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。 ALE ：地址锁存允许信号，输入端，高电平有效。 START ：A/D 转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns 宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D 转换）。 EOC ：A/D 转换结束信号，输出端，当A/D 转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 OE ：数据输出允许信号，输入端，高电平有效。当A/D 转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 CLK ：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHz 。 REF （+）、REF （-）：基准电压。 按键调节 晶振 复位 A/D 转换 数码管显示 蜂鸣器
地磅无人值守系统主要针企业在原材料采购、产品销售及厂内物资调拨过程进行的计量称重，可配合RFID(无接触射频设备)刷卡系统，视频监控系统、红外监控系统，语言指挥系统、信号控制系统实现无人值守系统过磅管理系统。 本系统可以自动采集毛重、皮重信息、车辆称重图片、可自动统计净重、自动进行打印、可以通过局域网、因特网连接实现数据和图片的实时监控，磅单的查询可以关联图像信息。公司领导可以在任何一台机器查询到称重数据，加强公司企业内部管理水平。 硬件设备安装示意图 水泥企业应用地磅无人值守系统后可加强磅房管理，细化管理过程，强化现场控制，严格控制地磅发货流程，详细记录发货过程中的业务数据（如历史皮重、历史毛重等）、附加数据（如视频录像、照片等），用信息化手段进一步提高管理水平，加强控制力度，杜绝营私舞弊。 地磅无人值守系统功能特点 磅房管理实现的基础功能之一，实现联机取数能够彻底避免人工读数登记的误差和一些其他的人为错误，是磅房管理的基础。
主要特点表现： 支持各种流行的地磅；LED或其他显示屏向车主展示读数；系统能够自动读取车辆毛重、皮重数据，自动计算出净重并打印出磅码单。系统不允许司磅员随意修改计量数据，如果磅单错误必须要修改时，可以修改客户资料、物料等信息，但不允许修改毛重、皮重等关键数值，同时标记单据为已修改，并记录修改时间、修改人，以备查询。 磅码单只准打印一次，特殊情况下需要多次打印的，系统会自动记录打印时间、打印人及总共打印的次数，以备查询。通过管理设置，系统必要时允许手工录入数据进行制单，但标记数据来源为手工录入，以备查询。 系统能够自动生成各种明细报表、汇总报表、任意统计报表、多种任意制定的分析图形，如能够生成本日或历史日入场明细表、出场明细表、发货日报表、发货台帐、发货统计表等。 散装水泥车辆无人值守过磅称重 视频监控系统 磅房管理中除了需要提高计量的准确性外，防止营私舞弊是个重点问题。磅
本技术新型提供了一种智能称重系统，包括储料仓、机器视觉摄像头、机械臂、机械铲、称重传感器、远程终端、中控模块和搅拌装置，所述机械臂的一端固定于所述称重传感器的顶部，所述机械臂的另一端连接所述机械铲和所述机器视觉摄像头，所述储料仓设置有多个用于储粉料的料仓，多个所述料仓相互独立地设置有位置标示，所述机器视觉摄像头用于识别所述料仓的位置标示以及所述料仓中的物料种类，所述储料仓和所述搅拌装置位于所述机械臂上机械铲的运动范围之内，所述机器视觉摄像头、所述称重传感器和所述机械臂均电连接所述中控模块，所述远程终端与所述中控模块有线或无线通讯。本技术新型提供的智能称重系统能够实现混凝土的自动化称重搅拌，有效避免人为失误，同时降低了人工成本。 权利要求书 1.一种智能称重系统，其特征在于，包括储料仓、机器视觉摄像头、机械臂、机械铲、称重传感器、远程终端、中控模块和搅拌装置，所述机械臂的一端固定于所述称重传感器的顶部，所述机械臂的另一端连接所述机械铲和所述机器视觉摄像头，所述储料仓设置有多个用于储粉料的料仓，多个所述料仓相互独立地设置有位置标示，所述机器视觉摄像头用于识别所述料仓的位置标示以及所述料仓中的物料种类，所述储料仓和所述搅拌装置位于所述机械臂上机械铲的运动范围之内，所述机器视觉摄像头、所述称重传感器和所述机械臂均电连接所述中控模块，所述远程终端与所述中控模块有线或无线通讯。 2.根据权利要求1所述的智能称重系统，其特征在于，所述远程终端为电脑。 3.根据权利要求1所述的智能称重系统，其特征在于，所述智能称重系统还包括有触摸显示屏，所述触摸显示屏电连接所述中控模块。 4.根据权利要求1所述的智能称重系统，其特征在于，所述机器视觉摄像头选自OpenMV摄像头。 5.根据权利要求1所述的智能称重系统，其特征在于，所述称重传感器选自LC401称重传感
第一章小型称重系统的意义及任务 1.1 小型称重系统的概述及意义 定义：称重系统——把现有各个生产环节的称重设备有机的组合到一个控制系统中，利用现代网络技术进行控制和管理。 狭义的称重系统：利用简单的电子衡器（如：电子台秤，大型汽车衡等）增加控制系统和计算机称重管理软件实现某个生产环节的自动控制和管理功能。比如：企业生产中的配料、包装系统，进行控制、管理，实现称重数据的保存、管理、打印输出等功能。 广义的称重系统：整个工厂的所有称重设备，通过现场总线或局域网方式进行控制和管理，它还可以向上位的MRPII或ERP系统提供数据和预留数据接口。 现在，已经有许多自动化程度较高的企业应用了称重系统，例如：食品加工、石油化工、水泥制造、电力供应等行业。 电子秤基于PLC的称重系统 随着社会科技的发展，称重技术也得到了广泛的应用。称重工具已经从过去的“杆秤”、“磅秤”、“度盘指针秤”发展到现在的“电
子秤”，以后称重工具的发展方向是利用核子技术“非接触测量”的核子秤。现在利用电子秤的多种智能接口和计算机的应用软件技术就可以组成一个功能强大的称重系统。利用这个称重系统就可以有效的提高企业智能化的科学管理，从而提高企业生产过程的管理和科学决策水平，提高企业的综合效益。 1.2 虚拟仪器 虚拟仪器是随着计算机技术、电子测量技术和通信技术发展起来的一种新型仪器.在国外,虚拟仪器技术已经比较成熟了,由于其很强的灵活性,使得该技术非常适用于现代复杂的测试测量系统中。近几年,虚拟仪器技术在国内的发展趋势也越来越收到重视。成熟的虚拟仪器技术由三大部分组：高效的软件编程环境，模块化仪器和一个支持模块化I/O集成的开放的硬件构架，该课程设计的目的就是，通过一些功能简单的仪表系统的设计，要在这三个方面上有更深一步的了解。 1.3 小型称重系统设计的任务 利用金属箔式应变片设计一个小型称重装置。 首先在multisim中设计出应变片的仿真模型和测量电路，然后在labview中利用G语言编程设计显示模块，直接显示称重值，最后把设计好的子VI导入到multisim中以完成整个设计。 本课程设计分为两部分：一、测量电路的原理与设计二：LabVIEW虚拟仪器的设计。这两部分具体要求和功能如下：
技术规格及要求 1.无人值守过磅管理系统设计方案 为了方便对货运车辆的管理和货物运输的核算，并最大限度的减少管理人员的成本，特使用无人值守自动称重系统。本煤矿12台称重电子汽车衡含6台单向空车称重汽车衡和6台单向重车称重汽车衡，以此来核算车辆的货运情况，并生成相应的统计报表，以便对车辆称重信息进行核算。以下为本公司设计优选方案。 1.2系统软件实现的功能 软件结构采用客户机/服务器的结构体系，体系具有以下特点：采用SQL 结构数据库，具有分布处理、集中管理的功能，对数据的完整性和一致性处理有很好的性能。 用户的界面采用中文窗口界面系统，操作简单、直观、方便，红外自动检测车辆，司机刷卡即可自动完成全部操作过程，系统数据录入、修改、查询、增加和删除等操作均在统一的界面下进行，只要掌握一种报表的操作方法，即可对所有报表进行操作。 软件功能： 将称重数据实时上传中心服务器。 接收中心服务器下传的系统运行参数 语音提示功能。 通过字符叠加器，对车辆称重过程实时监视。 通过显示牌可显示车牌号码、重量及通行提示等信息。 使用中距离感应读卡器，ID卡管理。 对车辆进行图像抓拍，后台进行稽核。 系统后台管理软件功能： 车辆称重数据及各种特殊情况处理记录等。每辆车的称重信息实时上传中心服务器，且上传的数据均不得被修改。 中心可以实时显示当前车辆称重信息（如汽车衡号、车牌号、日期时间、毛重、皮重等） 数据库存放在监控中心专用服务器中，各种实时数据及时存入数据库中。 下传系统运行参数（黑名单、同步时钟、车辆信息及系统设置参数等）至计算机。
数据备份及恢复功能。无论称重系统中哪一台设备发生故障，或者与中心服务器通信中断时，都不会有任何丢失或被破坏的情况发生。 计算机系统具有设备故障自检功能。 网络覆盖范围：中心至汽车衡系统的数据通信采用标准的以太网网络 接口，通信控制协议采用TCP/IP协议，保证数据的加密安全和准确性 能。 与监控中心联网，实现数据的上传与系统信息及参数的下载。 报表数据的统计与查询。 1.3系统构成 1.3.1红外光幕检测系统 在磅体两端各安装一对红外光幕，红外线设备通过信号线连接到开关量IO 卡。当光束被阻挡时，红外对射仪将信号发送到开关量IO卡，地磅称重软件从开关量输入卡提取信号，当检测到报警信号后，系统禁止称重系统数据保存，称重流程终止。本系统用到的硬件设备有：红外钱对射仪，屏蔽信号线，12V变压器。 1.3.2视频监控与图像抓拍系统 在本系统中采用视频监控和图像抓拍的方式，每台地磅使用2台网络摄像机，在地磅的前端和后端各安装1台监控摄像机，用来抓拍车牌号和车尾的图像以及车辆是否上磅，为车辆是否作弊留存证据。 称重计量监控室通过网络接口，将视频引入视频存储服务器进行24小时不间断录像，并且把视频输送入称重计量控制器，将视频画面与称重前台界面统一起来，同时可根据设置进行磅单保存时照片抓拍以及车辆上下磅进行防作弊抓拍。视频存储服务器，对录像集中管理，保存2个月以上视频图像。