高精度地磅稱(chēng)重傳感器節點(diǎn)設計

    安順高精度安順地磅稱(chēng)重傳感器節點(diǎn)設計

       傳統二次儀表式稱(chēng)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(huì )引入誤差等缺點(diǎn)。這里將車(chē)載稱(chēng)重系統中的稱(chēng)重傳感器信號直接數字化，并引入CAN總線(xiàn)，利用現場(chǎng)總線(xiàn)容錯性強、通信速率高等特點(diǎn)，提高了車(chē)載稱(chēng)重系統的精度和數據通信的可靠性和實(shí)時(shí)性。設計了 一個(gè)主控器節點(diǎn)和多個(gè)高精度稱(chēng)重傳感器節點(diǎn)，并將節點(diǎn)直接連接到CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中，實(shí)現了基于CAN總線(xiàn)的車(chē)載高精度稱(chēng)重系統的設計.

       目前，隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，現場(chǎng)總線(xiàn)已經(jīng)被廣泛應用于計算機、測試系統以及網(wǎng)絡(luò )控制系統中，與一般RS 485,RS 232通信協(xié)議不同的是，CAN總線(xiàn)具有比較高的可靠性、實(shí)時(shí)性、靈活性、數據完整性以及可 用性，并且CAN總線(xiàn)經(jīng)過(guò)了 ISO11898和ISO11519標準化認證。具有以下特點(diǎn)：采用多主方式工作，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)間可以在任意時(shí)刻相互傳遞信息，無(wú)主從之分，通信方式極為靈活；可劃分優(yōu)先級，實(shí)時(shí)性好；傳輸距離遠，通信速率高；CAN編碼節點(diǎn)數量不受限制；采用非破壞性總線(xiàn)栽決技術(shù)，保證優(yōu)先級高的節點(diǎn)信息傳輸；檢錯效果好、出錯率低，節點(diǎn)出現嚴重錯誤時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉輸出功能。

       目前，工業(yè)現場(chǎng)采用的稱(chēng)重傳感器主要是二次儀表式，也就是采用數顯儀表作為顯示器?；驹硎羌畈⒔邮誛heatstone電橋產(chǎn)生的模擬電信號，隨后進(jìn)行二次放大、A/D轉換，顯示數字量。但是存在比較大的問(wèn)題:模擬信號抗干擾能力差，要求傳輸信號的線(xiàn)路越短越好;二次儀表提供的信號輸人口的數量同定，限制了 Wheatstone電橋數量，出廠(chǎng)后不易改變。高精度稱(chēng)重傳感器在模擬信號轉化成數字信號后，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轉換電路更加適用于高精度儀表系統。此外，高精度稱(chēng)重傳感器采用CAN總線(xiàn)通信，使系統容量增大、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(luò )節點(diǎn)的核心，主要用于完成數據的采集、處理和數據輸出及調度等。本系統采用的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(shí)間較短，高分辨率可達15 KB/scan，并且能夠通過(guò)SPI進(jìn)行接口擴展，并通過(guò)SPI總線(xiàn)連接CAN 控制器MCP2510，同時(shí)在工作中還能夠對CAN協(xié)議模塊 進(jìn)行調度，完成M⑶與CAN總線(xiàn)之間的數據傳輸。

       CAN總線(xiàn)控制模塊MCP2510通過(guò)SPI總線(xiàn)與微處理器相連接，同時(shí)在 CAN控制器和總線(xiàn)驅動(dòng)模塊之間加人光電隔離電路，這樣一來(lái)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(lái)實(shí)現CAN通信協(xié)議，也就是說(shuō)微處理器不直接參與CAN通信協(xié)議的處理，從而為稱(chēng)重傳感器的數據處理提供更多的系統資源。