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工业二氧化碳充装秤
- 2020-10-10-

             二氧化碳充装秤是什么?           

             目前,常见的二氧化碳冲装秤是充装人员根据开票人员提供的充值小票来给液化气罐定量的充值,这种充装方式受充装人员的操作影响较大,容易受到充装人员误操作导致的多充或少充,且加大了管理员对充气罐剩余气体总量控制的难度。

             现有充装系统,通常是一台控制器控制一台充装设备,多台设备之间独立管理,造成了整体管理松散,充装数据统计不方便,不利于接入物联网以及实现远程监控管理的问题。 鉴于现有的二氧化碳冲装秤存在的问题,基于LoRa无线通信技术和TencentOS tiny操作系统设计一新型的液化气智能充装系统。

             液化气智能充装系统整体框架如下图所示。主要包括手机小程序、主机控制单元和多个从机控制单元。主机控制单元包括主机控制器、小票打印模块、蓝牙模块、存储单元和LoRa无线通信模块。每个从机控制单元包括LoRa无线通信模块、从机控制器、语音模块、扫码模块、继电器、电磁阀和充装秤模块。

         1. 设备端软件层次结构

             微信小程序实现订单管理和数据同步,自动生成可视化订单报表和充装数据。传统的液化气充装站采用手写或者电脑打票的方式,不利于充装数据和开票信息的可视化存储,采用微信小程序下订单,省去了原有的硬件成本,操作方便,且开发了每周和每月的报表自动生成功能,有利于对充装数据和订单数据的统一管理。
         2. 设备端软件层次结构
             采用TencentOS tiny操作系统,简化开发流程,优化系统性能,移植性强。主机需要处理的任务较多,逻辑较为复杂,如果采用轮询+中断的处理方式,将会带来很高的延时,影响整理的流畅性。TencentOS tiny操作系统是面向物联网领域开发的实时操作系统,具有低功耗,低资源占用,模块化,安全可靠等特点,可有效提升物联网终端产品开发效率,且适配于多款MCU,本次开发使用的主机控制器是基于Cortex M4内核的STM32F407单片机,TencentOS tiny操作系统可快速移植至该单板,使用简便,可大大的优化系统的性能,增强主机的实时性。
        3. 设备端软件层次结构
            采用LoRa无线通信技术,传输距离远,功耗低,成本低。本系统中主机控制单元和从机控制单元间采用LoRa无线通信技术,省去了现实中布线的麻烦,且LoRa无线技术具有灵敏度高,传输距离远等优点,完美的适合在液化气充装站的场景(液化气充装站因为特殊的防爆要求不能方便的布线)。
        4. 设备端软件层次结构
           采用动态预测算法,实时估计下一时刻充装质量,单片机控制电磁阀充装,最大化的避免了气候和温度对充装过程的影响。在实际的液化气充装过程中,由于受到天气、温度等的影响,充值的压力是一个变化值,充装过程中的充装速度是一个不断变化的过程,怎样准确的对下一时刻充装质量的预测完成整个的充装过程就成了一个关键的因素。本系统采用一种动态预测算法,估计下一时刻的充装值,适配不同气候对充装过程造成的影响。

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