基于无线通信技术的检重秤及监测系统设计

摘要

伴随着工业的高速发展，生产规模的不断扩大，大型流水生产线已成为主流的生产模式。随着生产效率的提升，企业对产品质量日趋关注，检重秤被越来越多的产品制造商所采用。目前国内企业对检重行业也愈加关注，但其研发的产品检重精度和检重速度并不是太高，而且需要占用人力对设备的运行状态进行监测，造成大量的人力资源浪费，增加了生产成本。
　　针对现在国内检重行业存在的问题，设计研发一款基于无线通信技术的检重秤及监测系统。该系统集检重测量与监测于一体，检重装置主要利用称重传感器将待检物体的重量信息转换为电信号，通过A/D转换模块对信号进行放大并转换为数字信号传递至微处理器。为了提高检重的精度，微处理器采用卡尔曼滤波算法和最小二乘支持向量机实现对干扰的滤除和检重终值的预测。为了实现对检重装置相关运行参数的检测，系统采用Wi-Fi无线通信模块实现检重装置的网络连接，同时设计一款以Android智能手机为载体的移动监测应用。通过组建以AP为基础核心的覆盖工厂的无线局域网络，实现检重装置与移动监测端之间的数据传输。移动监测端需要对检重装置的检重数据、运行状态及相关参数等信息进行监测，这就需要在二者之间进行大量的数据传输。为了充分发挥系统的性能，提高系统的处理能力，设计选用C/S体系结构作为监测系统的软件系统体系结构模式。
　　基于无线通信技术的检重秤及监测系统实现了对物件重量的精准测量和对检重装置运行信息的监测。与以往的设备相对比，它提高了检重的精度和检重速度。同时通过移动监测端实现对检重装置的远程监测，减少了人力资源的投入，降低生产成本，实现了工业生产过程的智能化管理。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及分析

1．2．1 检重秤的发展现状

1．2．2 无线通信技术的发展现状

1．3 研究的主要内容

第2章 系统总体方案设计

2．1 系统的设计要求及功能概述

2．2 检重装置的组成及工作流程

2．3 无线通信技术的选取

2．4 监测软件系统体系结构模式

2．5 系统总体方案

2．5．1 检重装置方案设计

2．5．2 系统监测端方案设计

2．6 本章小结

第3章 检重装置系统设计

3．1 微处理器设计

3．2 称重传感器选取

3．3 A／D转换电路设计

3．4 EEPROM电路设计

3．5 键盘输入接口电路

3．6 显示电路设计

3．7 无线通信模块设计

3．7．1 Wi-Fi模块的选取

3．7．2 TLG10UA03模块与微控制的接口电路设计

3．8 无线局域网的组建

3．8．1 无线局域网的网络类型

3．8．2 AP中继节点设计

3．9 电源电路设计

3．10 检重装置软件设计

3．10．1 数据采集模块程序设计

3．10．2 外扩EEPROM模块程序设计

3．10．3 无线通信模块程序设计

3．11 本章小结

第4章 系统算法的研究及验证

4．1．1 检重系统的信号分析

4．2 检重信号的卡尔曼滤波预处理

4．2．1 基于加权相位平滑差分的自适应UKF算法的描述

4．2．2 卡尔曼滤波算法对检重信号的处理

4．3 最小二乘支持向量机的检重终值预测

4．3．1 最小二乘支持向量机的理论基础

4．3．2 动态检重系统终值预测建模及检验

4．4 本章小结

第5章 基于Android技术的移动监测端设计

5．1 Android应用程序的构成及工作机制

5．2 客户端和检重装置之间的通信设计

5．2．1 TCP／IP网络传输协议

5．2．2 基于Socket数据传输

5．3 SQLite数据库设计

5．4 移动监测端程序设计

5．4．1 用户登录模块

5．4．2 主功能界面设计

5．4．3 检重器管理界面设计

5．4．4 用户管理界面设计

5．4．5 添加监测对象界面设计

5．4．6 历史数据查询

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢