高精度地磅稱重傳感器節(jié)點設計

    安順高精度安順地磅稱重傳感器節(jié)點設計

       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)絡中，實現(xiàn)了基于CAN總線的車載高精度稱重系統(tǒng)的設計.

       目前，隨著技術的不斷發(fā)展和成熟，現(xiàn)場總線已經(jīng)被廣泛應用于計算機、測試系統(tǒng)以及網(wǎng)絡控制系統(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標準化認證。具有以下特點：采用多主方式工作，網(wǎng)絡節(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，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?；驹硎羌畈⒔邮誛heatstone電橋產(chǎn)生的模擬電信號，隨后進行二次放大、A/D轉換，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原理和斬波技術增強了抗干擾能力，A/D轉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。

       微處理器模塊(MCU)是該傳感器網(wǎng)絡節(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對CAN協(xié)議模塊 進行調度，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。