液化气灌装电子秤的制作方法

文档序号:8378098阅读:340来源:国知局
液化气灌装电子秤的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于液化气称重电子衡器装置,是结合机械、电子、控制技术为一体的机电一体化设备,属于嵌入式控制技术领域。
【背景技术】
[0002]随着现代工业信息化水平的提高,在液化气灌装领域,一方面灌装秤需要操作使用方便、安全可靠,另一方面对于灌装过程信息记录要求实时存储,后台监控,以方便管理,从而对灌装秤通信功能提出了更高的要求,液化充装气站等场合是带有危险性的防爆场合,安装和铺设管线复杂,施工难度大,安装维护困难,目前的灌装电子秤操作较为复杂,灌装秤的各部件之间耦合性强,维护升级不便,为了更好地满足液化气灌装电子秤的实际要求,笔者设计了一种以ARM处理器为核心,以ZigBee为通信方式的新型液化气灌装电子秤。
[0003]ZigBee无线网络属于短距离通信领域,具有功耗低、速率低、时延低、距离短、成本低的特点,因为ZigBee技术具有四短一低的特点使其特别适用于液化气站的灌装操作。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于:结合ZigBee技术与ARM平台,设计一种新型的液化气灌装电子秤,其基于ZigBee技术与ARM平台进行设计,其灌装方式多样,灌装时间短,功能完善,具有良好的人机交互界面,按功能结构采用模块化设计,包括电子秤称重模块、ZigBee通信模块、数据存储模块、LCD显示模块等。
[0005]本发明设计的液化气灌装电子秤以ARM微处理器为核心,按结构功能采用模块化设计,将其系统结构分为三层,分为灌装电子秤组成的业务层、无线基站构成的数据传输层及后台服务器构成的数据管理层。
[0006]灌装电子秤业务层负责液化气瓶条码的读取、灌装过程的处理和信息显示及将灌装记录传输到ZigBee基站,主控制器为其核心,选用NXPLPC2388作为主控制器,该器件是基于ARM7TDM1-S内核的处理器,具有USB控制器、SP1、I2C及UART接口等丰富的外设,可以满足灌装电子秤的需求;称重功能是液化气灌装电子秤的核心功能,称重模块抛开传统的传感器加AD转换器的方案,使用独立微处理器构造的称重模块,称重模块的微处理器负责重量数据的转换、清零及标定等实际操作,与灌装秤主控制器间通过串口进行通信,主控制器只需发送相关命令即可自行操作,设计中采用混合信号单片机C8051F350,其内部自带有一个高性能的全差分AD转换器,具有片内校准功能;ZigBee通信模块负责相关数据的传输,该模块即可独立工作也可通过串口与主控制器进行通信,该通信模块无需对收发数据进行协议解析,可实现LPC2388的透明传输,选用TI公司推出的CC2530芯片;数据存储模块负责灌装信息的存储,在液化气灌装过程中,对气瓶身份的识别是气瓶充装信息化管理的重要保证,目前通用的做法是使用便携式扫描器逐个扫描待装气瓶条码,由通信模块将条码数据发送至服务器获取气瓶档案数据,再通过通信模块下发至灌装秤内,每次在灌装前都存在通信过程,从而增加了灌装时间,另外在通信失败的情况下失效,由于考虑到应用于嵌入式系统中存储芯片容量已经满足要求,在保留传统方案基础上,设计了数据存储方案,从而提闻了灌装的性能。
【附图说明】
[0007]图1是液化气灌装电子秤的系统方案框图;
图2是液化气灌装电子秤系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]液化气电子秤属于电子衡器,是机电一体化产品,涉及机械、电子、控制等多个领域的知识,需要各方面互相配合,下面对本发明【具体实施方式】予以介绍,对已有的技术不再赘述。
[0009]该系统结构分为3层:由灌装电子秤组成的业务层;由无线基站构成的数据传输层;由后台服务器构成的数据管理层;ZigBee通信模块实时接收灌装秤传输的灌装记录,并将灌装记录发送至基站,基站获得服务器的令牌后,在一个时间片内轮询其所管辖的灌装秤,若灌装秤无线通信模块有数据要发送,必须等待基站的查询本机命令才可发送,否则不作任何应答,基站负责对采集到的数据进行中转,当有数据时,主动向服务器上传。整个无线灌装系统可以进行数据的双向通信。
[0010]按主要功能分为四大模块,用于液化气灌装过程的实施和用户交互。用户界面模块,负责LCD显示灌装信息以及对用户操作的响应;定时模块,负责LCD屏幕刷新、电源的监控及称重模块状态监测等;灌装模块,负责对重量阀值的监视、灌装的速度计算及灌装状态的判断等;通信模块,负责将灌装数据传输到ZigBee通信模块中。
[0011]四大模块主要实现五个任务:显示任务,定时查询IXD上显示的内容有无更新,如果更新则读取相关消息,如秤台重量、时钟时间及用户按键等刷新LCD屏;消息处理任务,周期性读取各模块,如称重模块、ZigBee通信模块、键盘及电源模块等产生的消息,对消息进行转换处理后,向对应的外设分发处理后的消息。当然,键盘扫描也包含在该任务中;称重处理任务,读取称重模块发来的数据,转换成相应的重量消息,称重模块每100毫秒发送一次数据,所以该任务采用阻塞模式,等待称重模块中断发来的邮箱消息后执行;通信处理任务,实现对ZigBee通信模块数据的收发功能,包含发送灌装信息记录、分析基站发来的数据及命令等功能。该任务等待ZigBee通信串口中断发来的邮箱消息后执行;USB处理任务,负责读取USB存储设备数据文件的读取和解析,并将气瓶档案信息写入FIASH中。该任务等待USB接口中断发来的邮箱消息后执行。
【主权项】
1.一种液化气灌装电子秤,基于ZigBee技术与ARM平台进行设计,其灌装方式多样,灌装时间短,功能完善,具有良好的人机交互界面,按功能结构采用模块化设计,包括电子秤称重模块、ZigBee通信模块、数据存储模块、IXD显示模块等。
2.根据权利要求1所述液化气灌装电子秤,其特征在于,基于ZigBee技术与ARM平台进行设计,以ARM处理器为核心,以ZigBee为通信方式。
3.根据权利要求1所述液化气灌装电子秤,其特征在于,灌装方式多样,灌装时间短,功能完善,具有良好的人机交互界面。
4.根据权利要求1所述液化气灌装电子秤,其特征在于,按功能结构采用模块化设计,包括电子秤称重模块、ZigBee通信模块、数据存储模块、IXD显示模块等。
【专利摘要】本发明公开了一种基于ZigBee与ARM的新型液化气灌装电子秤,其特征在于:基于ZigBee技术与ARM平台进行设计,其灌装方式多样,灌装时间短,功能完善,具有良好的人机交互界面,按功能结构采用模块化设计,包括电子秤称重模块、ZigBee通信模块、数据存储模块、LCD显示模块等,具有高性能、低功耗、可扩展安全可靠的特点。
【IPC分类】F17C13-02
【公开号】CN104696704
【申请号】CN201310655375
【发明人】孙宝恒
【申请人】孙宝恒
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月9日
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