称重技术中的嵌入式系统

　　1 概述

　　真正意义上的计算机诞生于 20 世纪 70 年代末, 随着微处理器的出现, 计算机才实现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性、高智能化水平引起了自动控制应用行业的兴趣, 要求将微型机嵌入到一个对象体系中,实现对象体系的智能化控制。例如, 将微型计算机经电气加固、机械加固, 并配置各种外围接口电路,安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。这样一来, 计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。为了区别于原有的通用计算机系统, 把嵌入到对象体系中, 实现对象体系智能化控制的计算机, 称作嵌入式计算机系统( 简称为嵌入式系统) 。

　　嵌入式系统因其具有成本低廉、可靠性高、功能适度等特点, 经过多年的发展, 已经成功应用到智能家用电器、仪器仪表、工控单元、汽车电子等多个方面, 极大丰富了我们的智能化产品, 提高了产品的智能化控制能力。在称重领域, 基于嵌入式系统设计的开发平台因其功能性强、柔性化高、稳定可靠等特点越来越多地被应用到各种各样的电子称重产品中来。嵌入式系统组成的显示控制仪表与传统单片机为核心的产品比较, 具有运算速度快, 数据处理能力强, 信息交换便捷, 连接计算机网络系统简单, 软件功能移植性好, 开发周期短的特点; 与传统的仪表+计算机系统相比, 产品的集成性高, 可靠性和适应性好, 体积小巧, 更适用于工业现场, 因此在自动化要求比较高、大量数据处理需求的动态称重, 智能化要求高、数据交换联网和快速提供产品的使用场合, 基于嵌入式系统的技术, 将会越来越多地得到用户和供应商的青睐。

　　2 称重行业的应用情况

　　随着衡器行业技术水平的提高, 用户对产品技术和可靠性要求不断提升, 采用嵌入式系统的衡器产品随着技术的商品化普及在最近几年开始出现在国内外市场, 目前主要在以下几个领域应用:

　　2.1 基于高端的静态称重领域

　　在静态电子地中/地上衡、电子轨道衡的使用中, 为了提高物资的计量管理水平, 往往需要将电子衡器的显示仪表连接到 PC 机上, 通过专门的软件进行称重数据的管理和传送, 甚至有些衡器的计算机还要连接控制道杆、红绿灯, 摄像监控系统, 物料识别( RFID) 等多个外部设备, 同时 PC 机本身还要进入企业的局域网, 所以, 在这种高层次的应用领域, 电子衡器已经不仅仅是完成称重计量功能, 更主要的还担负着信息采集和物流控制作用。在以上方案中, 由于计算机本身存在对环境的特殊要求, 在部分工业现场无法采用 PC 机, 同时个人计算机作为控制器还存在一定的局限性, 再有, 上述方案成本上偏高, 系统可靠性和抗干扰能力差。因此应用嵌入式系统的显示控制器出现在该产品中, 它集成了称重显示器的 A/D 转换功能和嵌入式计算机硬件, 采用面向互联网适应能力强的操作系统, 应用软件固化在半导体存储器中, 在提高了可靠性的同时, 系统的兼容性和可操作性也大为改善, 该产品可直接连接图像采集设备、以太网、I/O 连接设备和物料识别设备, 可以进行数据库操作和数据传送, 大大简化了系统的集成工作。