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一、系統(tǒng)作用和指標(biāo)值
根據(jù)LAN的稱重控制器是釆用內(nèi)嵌式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。其全過程是根據(jù)具體要求和相對(duì)的指標(biāo)值設(shè)計(jì)方案整體方案，明確硬件配置和軟件開發(fā)，最終對(duì)系統(tǒng)每個(gè)控制模塊、整個(gè)機(jī)械安裝調(diào)節(jié)和功能測(cè)試。先詳細(xì)介紹系統(tǒng)所具有的作用和主要參數(shù)指標(biāo)值，而且對(duì)總體計(jì)劃方案開展詳細(xì)介紹，包含了硬件配置和軟件開發(fā)。
稱重系統(tǒng)是由控制器，稱重感應(yīng)器和工業(yè)設(shè)備構(gòu)成的。當(dāng)物件放置臺(tái)表面時(shí)，稱重感應(yīng)器將壓力轉(zhuǎn)換成很弱電子信號(hào)，歷經(jīng)過濾和放大，根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)傳入ARM控制器。ARM控制器對(duì)收集的數(shù)據(jù)信號(hào)開展解決，并將有關(guān)數(shù)據(jù)信息根據(jù)局域網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)教囟ǖ慕K端設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息紀(jì)錄和機(jī)器設(shè)備的操縱。
系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案規(guī)定：
1.稱重控制器具備一定的創(chuàng)新性和應(yīng)用性。
2.稱重控制器具備優(yōu)良的可操作性和頁(yè)面。
3.稱重控制器稱重的數(shù)據(jù)信息一定要靠譜。
4.稱重控制器具備一定的升級(jí)室內(nèi)空間。
5.稱重控制器具備優(yōu)良的生產(chǎn)制造品質(zhì)和不錯(cuò)的價(jià)錢。
系統(tǒng)的特性和指標(biāo)值：
1.具備傳輸數(shù)據(jù)插口：根據(jù)以太網(wǎng)接口完成傳輸數(shù)據(jù)；
2.定量分析精密度：最少8%o；
3.定量分析速率：等于7-8次/分鐘；
4.最少辨別定量分析值：1克；
5.在優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)空間下，完成傳輸數(shù)據(jù)和上位機(jī)軟件的管理方法、操縱作用。
二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
在本系統(tǒng)中，當(dāng)物件置放在感應(yīng)器的上邊時(shí)，感應(yīng)器造成脈沖信號(hào)，傳到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的光耦電路，經(jīng)過濾后模數(shù)轉(zhuǎn)換器把脈沖信號(hào)變換變成模擬信號(hào)，控制器解決模擬信號(hào)并形成相對(duì)應(yīng)的具體凈重?cái)?shù)，最終在顯示屏上顯示信息出去。主要參數(shù)的挑選能夠運(yùn)用電腦鍵盤在顯示屏上的菜單開展挑選和設(shè)定。所設(shè)定的主要參數(shù)及其數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)放在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，在設(shè)備起動(dòng)后載入并調(diào)整。系統(tǒng)另外具備互聯(lián)網(wǎng)作用，能夠根據(jù)設(shè)定作用主要參數(shù)使凈重?cái)?shù)據(jù)信息根據(jù)局域網(wǎng)絡(luò)傳送到PC端的上位機(jī)軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢中存儲(chǔ)。上位機(jī)軟件還可以根據(jù)局域網(wǎng)控制稱重控制器的起動(dòng)、中止、終止、重新啟動(dòng)等姿勢(shì)。
三、系統(tǒng)的硬件配置計(jì)劃方案
硬件開發(fā)計(jì)劃方案是依據(jù)要求設(shè)計(jì)方案的，是每個(gè)子系統(tǒng)的基本。本系統(tǒng)包含感應(yīng)器通信接口、A/D釆集電源電路、局域網(wǎng)絡(luò)通信電源電路、ARM控制器、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存電源電路、顯示信息電源電路、數(shù)字鍵盤電源電路等。下列是對(duì)關(guān)鍵電源電路的方案設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)述。
在感應(yīng)器通信接口層面，稱重感應(yīng)器輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)是很弱的，而控制器所在的自然環(huán)境是紛繁復(fù)雜的，存有許多 高頻率噪聲，會(huì)比較嚴(yán)重危害數(shù)據(jù)信號(hào)的準(zhǔn)確性。為了更好地提升抗噪性能，務(wù)必對(duì)感應(yīng)器出去的數(shù)據(jù)信號(hào)開展過濾和一定的維護(hù)。本系統(tǒng)精確測(cè)量的是凈重?cái)?shù)據(jù)信息，所釆用的感應(yīng)器的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)是很弱的電子信號(hào)，因而，十分必須在感應(yīng)器后端開發(fā)再加上光耦電路，確保數(shù)據(jù)信號(hào)的精準(zhǔn)度。由此，感應(yīng)器的光耦電路計(jì)劃方案不宜先開展變大，只是應(yīng)當(dāng)先釆用EMC元器件構(gòu)成感應(yīng)器的光耦電路開展硬件配置上的抗干擾性設(shè)計(jì)方案。
在A/D收集電源電路層面，基礎(chǔ)作用是對(duì)釆集的數(shù)字集成電路開展變換，變?yōu)槟M信號(hào)傳送到ARM控制器，開展解決和操縱。本系統(tǒng)精確測(cè)量的是重量數(shù)據(jù)信息，精密度是必需的，并且對(duì)數(shù)據(jù)信息精密度的規(guī)定最少8%oo因而，針對(duì)感應(yīng)器的十位數(shù)和精密度是有規(guī)定的。另外，還應(yīng)充分考慮來(lái)源于感應(yīng)器的數(shù)據(jù)信號(hào)。感應(yīng)器來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)是很弱的電子信號(hào)，必須一個(gè)抗干擾性的通信接口，還必須有一個(gè)變大的全過程。因而，A/D感應(yīng)器應(yīng)當(dāng)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(shù)轉(zhuǎn)換器,并設(shè)計(jì)方案適合的釆集通信接口。本系統(tǒng)采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1232自身具備對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的放大功能，能夠省去外界運(yùn)算放大器，使很弱的電子信號(hào)能夠做到ARM控制器的輸入規(guī)定。另外，還具備一定的抗噪作用。
在局域網(wǎng)絡(luò)通信電源電路型號(hào)選擇層面，必須考慮到以太網(wǎng)接口主板芯片的性能參數(shù)。關(guān)鍵有有傳輸速度、以太網(wǎng)接口層種類、以太網(wǎng)接口物理學(xué)接口方式。本系統(tǒng)運(yùn)用在較為小的場(chǎng)所，網(wǎng)絡(luò)帶寬10/100M能夠符合要求。本系統(tǒng)釆用的是ARM7TDMI核心的LPC21系列產(chǎn)品控制器，不具有MAC層和PHY層的操縱和解決作用，務(wù)必采用集成化了PHY層和MAC層的以太網(wǎng)接口操縱處理芯片㈣。以太網(wǎng)接口的物理學(xué)接口方式采用普遍普及化的RJ45插口。此外，本系統(tǒng)構(gòu)想是在平穩(wěn)的局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)應(yīng)用，在特性上沒有尤其規(guī)定。因而，本系統(tǒng)采用的是集成化PHY層和MAC層的ENC28J60網(wǎng)口操縱處理芯片，他的較大 優(yōu)勢(shì)取決于容積精巧、針角非常少、出示基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)通信作用，早已能夠考慮本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案規(guī)定。
在ARM控制器的型號(hào)選擇層面，微控制器的關(guān)鍵種類以十位數(shù)區(qū)別，各自有8、16、32、64等十位數(shù)。8位的單片機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)性早已非常完善，其優(yōu)勢(shì)取決于質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，合適于解決一般的信息量和速率規(guī)定不太高的操縱行業(yè)。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)的信息量和速率都是有較為高的規(guī)定，8位的單片機(jī)設(shè)計(jì)是不能滿足的，因此 本系統(tǒng)未予釆用。這么多年，32位系統(tǒng)ARM內(nèi)嵌式系統(tǒng)早已產(chǎn)生銷售市場(chǎng)的關(guān)鍵新生力量，也慢慢運(yùn)用在高檔行業(yè)中。這個(gè)是8位微控制器不可以考慮的。伴隨著生產(chǎn)量日漸提升和技術(shù)性的完善，32位系統(tǒng)系統(tǒng)的性價(jià)比高也慢慢呈現(xiàn)，優(yōu)點(diǎn)更為顯著。為了更好地兼具特性和價(jià)錢，本系統(tǒng)選擇了飛利浦公司的ARM7TDMI核心的LPC2132微控制器。此控制器的封裝較小，功能損耗較低，用以中小型的內(nèi)嵌式系統(tǒng)。此處理芯片的作用適用SP1插口和RTC作用、好幾個(gè)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(yōu)化模塊(MMU),更接近傳統(tǒng)式稱重控制器的構(gòu)造。另外，他較為合適內(nèi)嵌式系統(tǒng)，工業(yè)控制系統(tǒng)，檢測(cè)計(jì)量檢定等層面，考慮本系統(tǒng)的特性規(guī)定。

四、本系統(tǒng)的手機(jī)軟件計(jì)劃方案
手機(jī)軟件是內(nèi)嵌式系統(tǒng)的生命。當(dāng)今內(nèi)嵌式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案關(guān)鍵分成沒有實(shí)際操作系統(tǒng)
和含實(shí)際操作系統(tǒng)兩大類。沒有實(shí)際操作系統(tǒng)是歸屬于系統(tǒng)配置較為低，對(duì)系統(tǒng)實(shí)用性規(guī)定不太高的內(nèi)嵌式系統(tǒng)。本系統(tǒng)針對(duì)實(shí)用性有較高規(guī)定，沒有實(shí)際操作系統(tǒng)的內(nèi)嵌式系統(tǒng)沒法擔(dān)負(fù)本系統(tǒng)的工作量，因此 本系統(tǒng)釆用含實(shí)際操作系統(tǒng)的嵌入式軟件設(shè)計(jì)方案。
1實(shí)際操作系統(tǒng)的挑選
為了更好地適當(dāng)充分發(fā)揮實(shí)際操作系統(tǒng)的特性，務(wù)必挑選適合的實(shí)際操作系統(tǒng)。如今絕大部分實(shí)際操作系統(tǒng)可以優(yōu)良的平穩(wěn)運(yùn)作在ARM控制器上。關(guān)鍵有下列好多個(gè)實(shí)際操作系統(tǒng)：
1.pC/OS-II實(shí)際操作系統(tǒng)它是一種公布的源碼，構(gòu)造精巧，非常容易移殖的實(shí)際操作系統(tǒng)。關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)取決于對(duì)每日任務(wù)的生產(chǎn)調(diào)度和管理方法有比較健全的適用。換句話說，針對(duì)一個(gè)多個(gè)任務(wù)系統(tǒng)，gC/OS-II能夠非常好的融洽她們工作中，適當(dāng)配備分別資源，健全每日任務(wù)中間的通訊和合作體制。但也是有缺陷，最先是自身不具備文檔管理和通信網(wǎng)絡(luò)工作能力，二是不兼容外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)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(lái)說，針對(duì)純碎的多任務(wù)處理而言，Mc/os-n是個(gè)非常好、很精巧的系統(tǒng)。
2.J1CLINUX實(shí)際操作系統(tǒng)卩CLINUX是內(nèi)嵌式LINUX行業(yè)十分關(guān)鍵的支系，是一種出色的內(nèi)嵌式LINUX版本號(hào)。它秉持了規(guī)范LINUX的優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)，產(chǎn)生了一個(gè)高寬比提升的、編碼緊湊型的內(nèi)嵌式LINUX,適用沒有MMU的控制器上。它的容積不大，保存了LINUX的大部分的優(yōu)勢(shì)：平穩(wěn)、優(yōu)良的可移植性、出色的互聯(lián)網(wǎng)作用、對(duì)各種各樣文檔系統(tǒng)的適用和規(guī)范豐富多彩的APL盡管出示了網(wǎng)絡(luò)通作用，可是并不是占領(lǐng)式核心，不符系統(tǒng)規(guī)定，未予釆用。
3.WindowsCE實(shí)際操作系統(tǒng)WindowsCE是微軟中國(guó)內(nèi)嵌式、移動(dòng)測(cè)算服務(wù)平臺(tái)的基本，它是一個(gè)對(duì)外開放的、可升級(jí)的32位系統(tǒng)內(nèi)嵌式實(shí)際操作系統(tǒng)，是精減的Windows95。WindowsCE的圖形界面設(shè)計(jì)非常優(yōu)異。盡管WindowsCE具備優(yōu)良的通信網(wǎng)絡(luò)工作能力，可是本設(shè)計(jì)方案選用的是不含有MMU的ARM7控制器，不符WindowsCE系統(tǒng)的移植的規(guī)定，未予選用。
綜上所述，本系統(tǒng)運(yùn)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，必須操縱成本，系統(tǒng)配置不高，但又必須不錯(cuò)的實(shí)用性，釆用hC/OS-II實(shí)際操作系統(tǒng)既能夠減少對(duì)控制器特性的規(guī)定，又可以做到不錯(cuò)的實(shí)用性，是較為理想化的挑選。
2網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的挑選
為了更好地減少產(chǎn)品研發(fā)的成本費(fèi)，又充分考慮現(xiàn)階段開源系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是較為完善的，本系統(tǒng)釆用的是內(nèi)嵌式TCP/IP協(xié)議棧，現(xiàn)階段的普遍內(nèi)嵌式TCP/IP協(xié)議棧有：UIP,UC/IP.LWIP.TINYTCP岡。
1.UIPtcp協(xié)議他是一種占有室內(nèi)空間不大的TCP/IP協(xié)議。UIP是開源系統(tǒng)的，徹底公布的。UIP是用C語(yǔ)言撰寫的，能夠非常容易移植到一個(gè)通用性的C語(yǔ)言系統(tǒng)，包含各種各樣不一樣構(gòu)架的系統(tǒng)。UIP往往精巧，是由于UIP剪裁了很多TCPIP協(xié)議應(yīng)當(dāng)具備的很多常用功能，但主要保存了基礎(chǔ)協(xié)議書，包含UDP、ICMP、TCP、ARP等。UIP的主要特點(diǎn)取決于編碼很少；同用一個(gè)緩沖區(qū)域，巨大節(jié)約室內(nèi)空間和復(fù)制數(shù)據(jù)信息的時(shí)間；對(duì)數(shù)據(jù)信息開展輪詢，不用實(shí)際操作系統(tǒng)的適用。
2.UC/IP協(xié)議棧他是一個(gè)完全免費(fèi)的TCP/IP協(xié)議。UC/IP的主要特點(diǎn)：含有PPP協(xié)議書，含認(rèn)證和報(bào)頭縮小作用；要求和回應(yīng)作用簡(jiǎn)易高效率；適用IP、TCP、UDP作用，可剪裁。UC/IP關(guān)鍵運(yùn)用在必須PPP協(xié)議書的網(wǎng)絡(luò)空間[46]o選用UC/IP協(xié)議能夠和大部分的GPRS和MODEM開展通信網(wǎng)絡(luò)，在局域網(wǎng)絡(luò)等通信網(wǎng)絡(luò)自然環(huán)境中不太常見。
3.LWIPtcp協(xié)議他是一套用以內(nèi)嵌式系統(tǒng)的對(duì)外開放源碼TCP/IP協(xié)議棧。LWIP的主要特點(diǎn)是：LWIPtcp協(xié)議能夠在含實(shí)際操作系統(tǒng)或沒有實(shí)際操作系統(tǒng)的自然環(huán)境下運(yùn)作；維持了TCP/IP協(xié)議的關(guān)鍵作用，比別的的開源系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議具備大量的作用；對(duì)ROM和RAM的規(guī)定不高；相對(duì)于別的的開源系統(tǒng)系統(tǒng)，適用了擁塞控制、迅速分享TCP、多網(wǎng)線端口下的IP分享等高級(jí)作用。本系統(tǒng)充分考慮數(shù)據(jù)信息的推送較為持續(xù)、集中化，并且擁塞控制和迅速分享作用是必需的，是挑選LWIP協(xié)議書的關(guān)鍵緣故。
4.TINYTCPtcp協(xié)議他是一個(gè)開源系統(tǒng)的、編碼簡(jiǎn)易的TCP/IP協(xié)議。TINYTCP包含了一個(gè)FTP手機(jī)客戶端。它的適用范圍取決于大端系統(tǒng)。換句話說，TINYTCP對(duì)控制器的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存文件格式的如果求大端，關(guān)鍵緣故是TINYTCP的精準(zhǔn)定位是68000互聯(lián)網(wǎng)處理芯片。本系統(tǒng)是小端系統(tǒng)，不宜TINYTCP。
綜上所述，充分考慮本系統(tǒng)是小端系統(tǒng)，必須擁塞控制和迅速分享等高級(jí)作用，也為之后系統(tǒng)拓展做準(zhǔn)備，另外，充分考慮本系統(tǒng)的控制器的系統(tǒng)資源并不太充足及其為深層次可靠性設(shè)計(jì)內(nèi)嵌式網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議出示必需的儲(chǔ)存空間，釆用LWIPtcp協(xié)議較為適合本系統(tǒng)。

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