试述称重基于ARM轮式装载机称重系统设计

论文导读：
摘要：为了提升轮式装载机的装载效率和缩短物料的运输时间，在设计与实现轮式装载机称重系统时，必须利用高性能、高精度、能适应复杂车载环境的硬件平台和软件系统，保证短时交易中称重的准确性和系统的稳定性，以而提升货物的流通速度、减少货物在流通中占用大量的人力、物力和财力。基于上面陈述的背景，轮式装载机称重系统中利用高性能、低功耗的嵌入式ARM处理器AT91SAM9261和抢占式实时多任务操作系统μC/OS-II。为了保证采样的精度，系统选用24位AD采样芯片ADS1256对液压数据进行采集。结合该系统在实际运用中的功能要求、系统开发成本和时间因素，在硬件设计上利用核心板与底板分开设计案例。在软件设计上采样模块化设计案例，将系统程序分为设备驱动模块、功能运用模块和系统API三大模块。通过AD采样获得原始数据中有着大量噪声信号，为了将车辆的噪声信号对称重结果的影响降低到最小，系统采取FFT变化对原始信号进行浅析，采取低通滤波器将噪声信号以原始信号中滤除，最后利用最小二乘法完成液压数据与货物实际重量间的转换联系。本系统经实践证明，轮式装载机在静止状态时，该系统称重精度达到0.5%，置信区间为95%。装载机在行进历程中（速度5~10km/h）或处于斜坡地面（前后倾斜角小于10°，左右倾斜角小于5°）时，该系统称重精度达到1%，置信区间为95%。符合实际利用的精度要求。关键词：称重系统论文ARM论文μC/OS-Ⅱ论文ADS1256论文低通滤波器论文最小二乘法论文
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Abstract5-9
第一章 绪论9-13

1.1 课题的作用和目的9-10

1.2 装载机称重系统的国内外进展近况10-11

1.3 课题探讨的主要内容11

1.4 论文的组织结构11-13

第二章 装载机称重系统概述13-22

2.1 系统功能需求浅析13-14

2.2 系统架构及软硬件设计案例14-19

2.1 系统架构14-15

2.2 系统的硬件设计案例15-17

2.3 系统的软件设计案例17-19

2.3 系统硬件和软件功能要求19-20

2.4 系统的工作流程20-21

2.5 本章小结21-22

第三章 称重系统硬件设计22-40

3.1 称重系统核心电路的设计22-27

3.

1.1 嵌入式微处理器 AT91SAM926122-23

3.

1.2 称重系统的电源模块23-25

3.

1.3 称重系统的复位电路25-26

3.

1.4 称重系统的时钟模块26-27

3.2 称重系统人机交互模块的电路设计27-28
3.

2.1 LCD 显示模块的选取与设计27-28

3.

2.2 4×4 矩阵键盘28

3.3 称重系统数据采集模块的电路设计28-32

3.1 液压数据输入模块29-31

3.2 车载状态输入模块31-32

3.4 称重系统存储模块的设计32-34

3.4.1 系统引导程序存储模块32

3.4.2 系统内存32-33

3.4.3 NANDFLASH 内存数据存储模块33-34

3.5 系统数据保存模块34-37

3.5.1 以太网制约器 DM9000EP35-36

3.5.2 串口 GPRS 发送模块36-37

3.6 串行通讯电路37-38

3.6.1 RS-485 串行通讯电路37

3.6.2 RS-232 串行通讯电路37-38

3.7 称重系统硬件测试38-39

3.8 本章小结39-40

第四章 称重系统软件设计40-68

4.1 系统启动代码的设计40-43

4.

1.1 AT91SAM9261 引导系统原理40

4.

1.2 系统启动代码的组成40-43

4.2 μC/OS-II 操作系统浅析及移植43-51
4.

2.1 μC/OS-II 的组成43-45

4.

2.2 μC/OS-II 的移植45-50

4.

2.3 μC/OS-II 的测试50-51

4.3 嵌入式开发环境 IAR51-53
4.

3.1 IAR 开发环境介绍51-52

4.

3.2 基于 AT91Sam9261 开发环境的搭建52-53

4.4 软件系统的组成模块53-66

4.1 倾角计数据读取和处理模块53-55

4.4.2 AD 采样 ADS1论文导读：统按键和拼音输入法模块56-584.4.4系统界面显示模块58-594.4.5系统存储模块59-634.4.6系统时间模块634.4.7系统数据传输模块63-654.4.8微型打印机模块65-664.5本章小结66-68第五章称重算法的设计与实现68-785.1原始液压数据信号的获取68-715.2液压数据的浅析和处理71-755.

2.1频域抽取法FFT71-745.2FIR低通滤波

256 模块55-56

4.3 系统按键和拼音输入法模块56-58

4.4 系统界面显示模块58-59

4.5 系统存储模块59-63

4.6 系统时间模块63

4.7 系统数据传输模块63-65

4.8 微型打印机模块65-66

4.5 本章小结66-68

第五章 称重算法的设计与实现68-78

5.1 原始液压数据信号的获取68-71

5.2 液压数据的浅析和处理71-75

5.

2.1 频域抽取法 FFT71-74

5.

2.2 FIR 低通滤波器设计74-75

5.3 称重算法的验证和实现75-77

5.4 本章小结77-78

总结与展望78-79
参考文献79-82
在学期间发表论文及参加科研情况82-83
致谢83