基于单片机的混凝土搅拌站系统设计

论文摘要

混凝土搅拌站从简单到复杂，从以前的不完善到现在的比较完善，经历了比较长的发展，目前混凝土搅拌站正朝着高效环保的方向发展。混凝土搅拌站从出现就在解决两个关键的问题，一个是如何保证称重精度，另一个是如何保证生产效率。混凝土搅拌站的称重精确是保证混凝土在生产中具有严格配料比的前提，搅拌站的连续称重是提高工程效率的有效保证,所以混凝土搅拌站具有精确称重和连续称重的能力是混凝土的发展趋势。目前混凝土拌站控制系统的数据传输大部分采用有线传输信号的方式，因为数据信号受传输线长度的限制比较大，野外施工的混凝土搅拌站、高速公路、铁路施工现场的混凝土搅拌站都受此限制，给施工带来许多不便。无线通信方式具有传输距离远，可以无线组网，没有布线的麻烦，没有因数据线长而影响数据信号的制约，以无线通信技术在混凝土搅拌站系统中的使用将被深入研究和广泛应用。本文设计的基于单片机的混凝土搅拌站控制系统，采用无线组网的通信方式，以精确称重和连续称重为设计目标。系统以51单片机为控制芯片，以D21DL数传电台为通信模块，用Access数据库存储称重数据。上位机系统和下位机系统以无线通信的方式传输称重数据和控制指令，并且在Delphi环境下通过Access的ADO通信接口，向数据库中写入数据。在物料称重时，电机的控制采用两级变速，实现了物料的粗称量和精称量。本论文的内容包括混凝土搅拌站系统的方案设计，硬件电路的设计，上位机和下位机通信协议和通信代码的设计，下位机称重电机的控制代码设计，称重数据库的设计和在Delphi环境下串口通信对数据库操作的设计。最后进行了相关实验，包括数传电台无线组网的通信实验，称重传感器和称重芯片模拟物料称重的实验，步进电机的控制实验和Delphi环境下串口通信对数据库操作的实验，实验结果表明，所涉及的基于单片机的混凝土搅拌站控制系统设计合理、工作稳定可靠。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内搅拌站的发展历史和现状
• 1.3 国外混凝土搅拌站的历史与现状
• 1.4 我国混凝土搅拌站的发展方向
• 1.5 课题来源
• 1.6 课题研究背景及意义
• 1.7 本课题的研究内容
• 2 混凝土搅拌站工作原理分析和控制系统方案实现
• 2.1 混凝土搅拌站的组成
• 2.2 混凝土搅拌站的工作原理
• 2.3 混凝土搅拌站的工艺流程
• 2.4 系统需求分析
• 2.4.1 功能需求
• 2.4.2 实时性需求
• 2.5 系统总体方案设计
• 2.6 本章小结
• 3 混凝土搅拌站的硬件部分设计与选择
• 3.1 上位机控制电路的硬件设计
• 3.1.1 单片机的最小系统
• 3.1.2 混凝土搅拌站的通信模块设计与选择
• 3.1.3 混凝土搅拌站称重模块的选择
• 3.1.4 模数转换模块选型
• 3.1.5 信号放大器的选择
• 3.1.6 电机和配套设备的选择
• 3.1.7 系统可靠性保证的硬件措施
• 3.2 本章小结
• 4 控制系统软件设计
• 4.1 软件的需求分析
• 4.2 拌合混凝土的方法介绍
• 4.3 系统通信代码设计
• 4.3.1 数据传送过程
• 4.3.2 信令的格式
• 4.3.3 数传电台的地址分配
• 4.3.4 上位机程序的流程图
• 4.3.5 下位机称料程序的流程图
• 4.3.6 单片机波特率的设定
• 4.3.7 通信数据的发送和还原
• 4.3.8 接收成功字符
• 4.3.9 称重速率的控制
• 4.4 单片机代码的开发环境
• 4.5 上位机系统的数据库
• 4.5.1 结构化查询语言 SQL
• 4.5.2 Access 数据库的介绍
• 4.5.3 Access 数据库的创建
• 4.5.4 Delphi 的介绍
• 4.7 本章小节
• 5 混凝土搅拌站的系统测试
• 5.1 数传电台的组网通信
• 5.2 称重实验
• 5.3 电机的控制
• 5.4 Delphi 环境串口通信下数据库的数据写入
• 5.5 本章小结
• 6 结语
• 6.1 课题总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表文章
• 致谢