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動態(tài)稱重是指通過測量和分析輪胎動態(tài)力測算一輛運(yùn)動中的車輛的總重和部分重量的過程。動態(tài)稱重系統(tǒng)是一組安裝的傳感器和含有軟件的電子儀器，用以測量動態(tài)輪胎力和車輛通過時(shí)間并提供計(jì)算輪重、軸重、總重（如車速、軸距等）的數(shù)據(jù)。本文主要介紹以DSP為核心的動態(tài)稱重系統(tǒng),充分利用數(shù)字信號處理芯片的功能,稱重迅速而且準(zhǔn)確,有很強(qiáng)的實(shí)用性。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,交通量的迅速增加,各種運(yùn)輸車的數(shù)量和比重逐年遞增,特別是一些運(yùn)輸單位或個(gè)人不顧車輛、公路承載能力及行車安全,擅自對車輛進(jìn)行改裝,致使公路、橋梁及其附屬設(shè)施受到嚴(yán)重破壞,由此而引發(fā)大量交通事件。為了維護(hù)國家財(cái)產(chǎn)不受損失,保證人民的生命安全,保護(hù)公路暢通無阻,設(shè)計(jì)動態(tài)稱重設(shè)備來限制超載車輛至關(guān)重要。同時(shí),動態(tài)稱重設(shè)備能廣泛應(yīng)用于自動化交通調(diào)查、收費(fèi)系統(tǒng)、交通安全管理等場合,并能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。還可推廣應(yīng)用于企業(yè)、碼頭等載貨車輛稱重和管理。動態(tài)稱重系統(tǒng)應(yīng)用面很廣,國內(nèi)外研究部門和企業(yè)都在研制、生產(chǎn)出相應(yīng)的產(chǎn)品,其中德國和美國研究水平較高。德國PAT公司生產(chǎn)的動態(tài)稱重系統(tǒng)的精度己達(dá)士3%。而國內(nèi)研制的固定式動態(tài)車輛稱重系統(tǒng)誤差為士5%,在許多場合不能滿足要求,這就需要研制一套精度更高的動態(tài)稱重系統(tǒng)。為此,我們采用DSP設(shè)計(jì)的動態(tài)稱重系統(tǒng)來滿足高精度的要求。
DSP為70年代末誕生的新一代微處理器,它采用多總線的哈佛結(jié)構(gòu),它的大尋址范圍和指令系統(tǒng)也非常適合數(shù)字信號處理,將其引入動態(tài)稱重系統(tǒng),會對系統(tǒng)的運(yùn)算速度和精度有明顯改進(jìn),而且,DSP的高速并行運(yùn)算方式可以運(yùn)行更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算體系,為以后的系統(tǒng)完善留有充分余地。
2硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框包括壓力傳感器、信號放大與偏置電路、DSP芯片以及輸入、輸出構(gòu)成的前向通道,LCD顯示器、打印機(jī)、鍵盤、計(jì)算機(jī)構(gòu)成人機(jī)對話系統(tǒng)。下面主要介紹DSP構(gòu)成的數(shù)字電路、信號放大與偏置電路和LCD偏置電路。
2.1DsP為核心的數(shù)字電路數(shù)字電路主要是DSP芯片以及RS一232C電平轉(zhuǎn)換芯片MAX238和LCD接口電路和鍵盤接口電路組成的。
當(dāng)行使的汽車通過稱重板時(shí),壓力傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)換成微弱的模擬電信號,通過放大器送到A/D對模擬信號進(jìn)行處理,送入DSP將處理后的數(shù)字量作為采樣值進(jìn)行運(yùn)算,把運(yùn)算處理后的結(jié)果作為動態(tài)稱重的重量送到LCD進(jìn)行顯示,同時(shí)將數(shù)據(jù)送入打印機(jī)打印;也可以將數(shù)據(jù)通過模擬開關(guān)和RS一232C電平轉(zhuǎn)換器送入計(jì)算機(jī)存儲起來或進(jìn)一步進(jìn)行處理。
3軟件設(shè)計(jì)
3.1軟件設(shè)計(jì)的問題就是采用編程與語言進(jìn)行算法實(shí)現(xiàn),并使程序效率滿足實(shí)時(shí)性要求,目前最流行的編程方法是采用混合語言編程即將C語言和匯編語言的優(yōu)勢有機(jī)地結(jié)合起來。
3.2用DSP實(shí)現(xiàn)算法的優(yōu)勢
數(shù)字信號處理任務(wù)通常需要完成大量的實(shí)時(shí)計(jì)算,如在DSP中常用的FIR濾波和FFT算法。數(shù)字信號處理中的數(shù)據(jù)操作高度重復(fù)的特點(diǎn),特點(diǎn)是“乘加和”操作Y=A*B+C在濾波、卷積和FFT等常見DSP算法中用得最多。與通用微處理器相比,DSP在尋址和計(jì)算能力方面作了擴(kuò)充和增強(qiáng),在相同的時(shí)鐘頻率和芯片集成度下,DSP完成FFT算法的速度比通用微處理器要快2一3個(gè)數(shù)量級,例如:對于1024點(diǎn)的FFT算法,時(shí)鐘相同,集成度相仿的IBMPC/AT一386和TMS320C3o,運(yùn)算時(shí)間分別為0.35和1.5,速度相差200倍。
 

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