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| 無線稱重電動(dòng)叉車平臺(tái)的研制 | 2020-01-15 |
| 【摘要】為了實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控來完成對(duì)貨物重量等數(shù)據(jù)的采集，本文將自動(dòng)稱重控制技術(shù)與無線通信技術(shù)融為一體，介紹了一種基于STM32、ESP8266.以及HX711的無線電動(dòng)叉車稱重電動(dòng)叉車平臺(tái)設(shè)計(jì)，該電動(dòng)叉車由信號(hào)采集模塊、無線傳輸模塊以及基于WampServer和騰訊云的遠(yuǎn)端服務(wù)器監(jiān)控管理等三部分組成。并通過一鍵WPS解決了用戶手動(dòng)輸入WIFI密碼的不便。其關(guān)鍵算法包括：A/D轉(zhuǎn)換對(duì)數(shù)據(jù)的處理、ESP8266與遠(yuǎn)端服務(wù)器的通訊、LCD1602與STM32串口的對(duì)接和WIFI的連接等處理。 0引言 目前市場(chǎng)上的電動(dòng)叉車稱雖己趨于智能，但卻無法將釆集的信息作為貨物稱重的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)納入數(shù)據(jù)庫。本設(shè)計(jì)將自動(dòng)稱重控制技術(shù)與無線通信技術(shù)融為一體⑴，利用ESP8266和HX711芯片的特點(diǎn)，將采集到的數(shù)據(jù)利用無線通信傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器，通過多次數(shù)據(jù)的采集，利用MYSQL制作出關(guān)于貨物稱重分析的數(shù)據(jù)庫，并通過一鍵WPS解決了用戶手動(dòng)輸入W1FI密碼的不便。 1電動(dòng)叉車設(shè)計(jì) 1.1整體設(shè)計(jì) 該電動(dòng)叉車主要完成信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)釆集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)發(fā)送等功能。電動(dòng)叉車框圖如圖1所示。 1.2無線傳輸模式 本文采用一款高度片內(nèi)集成并擁有高性能無線SOC的芯片ESP8266,該芯片實(shí)現(xiàn)了前期的開發(fā)和運(yùn)行中最少地占用電動(dòng)叉車資源⑵。 ESP8266支持softAP模式，station模式，softAP+station共存模式三種。本設(shè)計(jì)采用的是station模式，通過路由器(AP)連入internet,可向云端服務(wù)器上傳、下載數(shù)據(jù)。用戶可隨時(shí)隨地使用移動(dòng)終端(手機(jī)、筆記本等)，通過云端監(jiān)控ESP8266模塊的狀況，向ESP8266模塊發(fā)送控制指令。此外，本設(shè)計(jì)將ESP8266與透?jìng)髂Ｊ较嘟Y(jié)合，Host通過UART將數(shù)據(jù)發(fā)給ESP8266,ESP8266再通過無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳出去；ESP8266通過無線網(wǎng)絡(luò)接收到的數(shù)據(jù)，同理通過UART傳到Hosto 1.3A/D轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)選用HX711芯片來處理數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，它不僅可以進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，還可以進(jìn)行信號(hào)處理，使用該芯片不僅提高了整體的性能和可靠性，還降低了整體的制作成本，在稱重設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用〔X。 2軟件設(shè)計(jì) 2.1稱重電動(dòng)叉車軟件流程 在軟件設(shè)計(jì)方面，首先，我們將電動(dòng)叉車初始化，然后便通過ESP8266連接無線網(wǎng)絡(luò)，配置成功后便開啟透?jìng)髂Ｊ絺鬏敂?shù)據(jù)，HX711在接收到數(shù)據(jù)后便選擇了128倍增益，開啟A/D轉(zhuǎn)換模式，將處理好的數(shù)據(jù)再次發(fā)送給喚醒了的LCD1602。軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示。 圖2軟件設(shè)計(jì)流程圖 2.2后臺(tái)軟件 本設(shè)計(jì)采用WampServer和騰訊云搭建遠(yuǎn)端服務(wù)器接受稱重電動(dòng)叉車上傳的JSON數(shù)據(jù)包，通過POST方式上傳數(shù)據(jù)包，后臺(tái)服務(wù)器對(duì)JSON進(jìn)行相應(yīng)解包并獲取重量信息，將重量和時(shí)間通過MYSQL保存到數(shù)據(jù)庫中。 圖3網(wǎng)絡(luò)調(diào)試器界面 3電動(dòng)叉車測(cè)試 軟件設(shè)計(jì)主要是對(duì)ESP8266wifi模塊和PC機(jī)通信、HX711芯片和遠(yuǎn)端服務(wù)器信息交互進(jìn)行設(shè)計(jì)。 ESP8266wifi模塊和PC機(jī)手動(dòng)通信方法為：首先將ESP8266配置為發(fā)射模式；再打開串口助手，連接好無線模塊，回復(fù)0K說明連接成功；然后發(fā)送AT+CWMODE=1,將ESP8266設(shè)置為station模式；此時(shí)就會(huì)非常精準(zhǔn)。通過使用貝塞爾公式得出的標(biāo)準(zhǔn)差。需要在公式中進(jìn)行反復(fù)測(cè)量，測(cè)量次數(shù)N的最小值為10，假如測(cè)量的次數(shù)在50以上，那么使用3£準(zhǔn)則就會(huì)在最短的時(shí)間之內(nèi)將異常值測(cè)量出來。通過使用狄克遜準(zhǔn)則計(jì)算公式可以發(fā)現(xiàn)，使用該準(zhǔn)則可以將多個(gè)異常值在一次測(cè)量中被全部剔除，因此在對(duì)多個(gè)異常值進(jìn)行判定的時(shí)候，可以使用該準(zhǔn)則進(jìn)行快速判定，從而使異常值判定的速度得到不斷加快，使其準(zhǔn)確性得到較好保障。再發(fā)送AT+CWLAP顯示無線列表，找尋合適無線網(wǎng)絡(luò)，并發(fā)送AT+CWJAP="***”，"++++”（*代表WIFI名稱，+代表相應(yīng)連接密碼）；接著打開網(wǎng)絡(luò)助手，設(shè)置服務(wù)模式，設(shè)定服務(wù)器IP和端口號(hào)，連接后發(fā)送AT+CIPMUX=1,開啟多連接模式；接著再發(fā)送AT+CIPSTART=2,“TCP",“*.*.*.*”，80（*.*.*.*和岡U才連接的IP地址要一致），如此就可和網(wǎng)絡(luò)助手通信了。本設(shè)計(jì)將這些繁瑣的步驟納入到代碼中，將手動(dòng)轉(zhuǎn)化為自動(dòng)模式，在連接好之后只需發(fā)送數(shù)據(jù)，免去用戶對(duì)這系列問題的操作。網(wǎng)絡(luò)調(diào)試器界面圖如圖3所示。 4結(jié)論 本文釆用STM32單片機(jī)作為無線稱重電動(dòng)叉車平臺(tái)的處理芯片,用ESP8266芯片組成無線收發(fā)通信模塊，用HX711芯片作為信號(hào)處理模塊，將自動(dòng)稱重控制技術(shù)與無線通信技術(shù)融為一體，在騰訊云上搭建遠(yuǎn)端服務(wù)平臺(tái)，并利用WampServer的集成功能收集并整理遠(yuǎn)端服務(wù)平臺(tái)接受的數(shù)據(jù)，為用戶提供了一個(gè)移動(dòng)的智能稱重測(cè)評(píng)平臺(tái)，用戶不僅可以查看自己的稱重情況，還可以將其作為一份稱重分析數(shù)據(jù)單提供給醫(yī)療機(jī)構(gòu)，為專家提供可靠的分析數(shù)據(jù)。 | |
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