一、 引言

长期以来,我国税务部门对采煤业缺少有效的管理。国内多数采煤点地处偏僻,环境恶劣,而要把煤矿输送到全国各地,必须通过运煤小车把煤矿从采矿点搬运到大型货车。但是由于环境等各方面限制,给管理造成一定的困难。在采煤运煤的过程中常会出现监管空缺的现象,煤矿截留、采煤量虚报、漏报的现象时有发生。这时我们就需要一种实时的煤车称重设备和系统，她必须有识别车辆，称重车辆，数据采集，数据显示等功能。

1.1国内外煤车称重系统现状分析及发展前景

如今关于专门的煤车称重的软件及硬件发展较少，但是关于智能称重系统的软硬件的发展却相当迅速。硬件比如液压油管传感器的车辆称重，而软件已经发展分类在不同功能，不同环境下使用的十几种类，比如单机版、网络版、地磅无人值守版、防遥控作弊版，视频监控版、混凝土企业专用版、公路超限检测版等

而如今的称重软件的功能按照不同的适应环境可以有针对性的进行添加和删减，对于想要购买称重软件的人来说，了解一般的功能能够很大程度上做出有的放矢。

1、严格的权限控制，杜绝超权操作，日志记录全部操作

2、 智能编码，无需更多人工的参与，效率和速度上都能够大大的得到提升。 3、其它过磅业务，将临时过磅数据与日常过磅数据分离，确保数据分析的 准确性。

4、自定义操作界面，根据使用单位的业务需求自己设定操作界面。 5、智能的语音提示，地磅软件能够增加强劲的语音提示功能。 6、完善的报表功能，包括出入库日报表、周报表、月报表、季报表，出入库过磅数据汇总报表，销售明细报表，销售对比报表，物料收发日报表，原料入库汇总日报表，成品出库汇总日报表，关联磅单图像。

在我国的的煤炭行业的称重技术领域，长期使用机械杠杆式衡器。但是由于这种仪器机构复杂，维修难度大，称重速度慢，读数误差大，不能连续称重，带来了很多的不便。近几年来出现了电子衡器电子，计算机技术与一体，有动态和静态两种。而煤矿常用的静态称重系统主要有全电子汽车衡，电子轨道衡和机电结合称。

1.2 单片机的简介与发展

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。单片机具有以下几方面的特点：（1）集成度高，功能强。（2）具有较高的性价比。（3）抗干扰能力强。 单片机出现于1971年，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但是由于性价比不理想并未得到广泛的应用。到了90年代后随着消费电子产品种类和需求的大发展，单片机技术得到了极大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。 当然传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。高端32位Soc单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。 现代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。 现在，单片机被广泛地应用到各个领域，在智能仪表、家用电器和军事领域的智能化以及实时过程控制等方面，单片机都扮演着越来越重要的角色具有广泛的应用领域。

二．总体方案设计

2.1 方案论证

对于煤车称重系统来说，硬件系统是它的最基本的框架，是系统的所有功能的基础硬件的选择和所选硬件的性能对系统的功能实现以及系统的精度都有直接的影响，系统的设计成功与否很大程度上取决于硬件系统的设汁与软件设计的相互配合，如果没有硬件的基础，本次设计的软件设计也就无从下手。本系统方案论证简单论述单片机、电源切换与自动充电、数据采集电路、数据接口、IC

卡及显示电路的选择。

称重系统的软件设计主要完成数据的采集、存储、数据处理. 其中按功能分,可以把检测程序分为: ①初始化程序段,用来设定AT89C52单片机内部一些寄存器的初始值以及串行口和定时器的工作状态;②数据采集程序段(由A /D 转换结束信号触发AT89C52的外部中断INT0引发的中断服务程序) ,完成各通道信号的采集并存放在系统数据存储器中的工作; ③数据处理程序段,完成对各通道采集的数据进行相应的处理,把处理后的数值送往指定的数据存储单元,由于数据的通道数有4个,在其中要进行通道的选择; ④显示程序段,依次把通道号及各通道对应的数据送往LCD显示. 单片机系统的程序设计采用C语言编制,固定在AT89C52片内8 k的Flash程序存贮器内.而AT89C52与AT89C51的区别是一个是8K的储存单元一个是4K的储存单元。由于数据量较大我们采用AT89C52的芯片。这样可以保证我们有足够的内存空间来存储大量的称重数据和日期数据。本是设计中考虑到矿场每天的产量极大，且需要称重的车辆极多，且 批次量也极大，在本次基于单片机的煤车称重设计中我们就需要IC卡这种实时且方便的硬件帮助我们来进行车辆的识别和数据记录，更好的使我们税务部门能更好的管理，并且矿区的管理也会更加有序。

2.2 系统总体设计 2.2.1 系统的工作流程

(1)初始状态：煤车准备称重。

(2)煤车驶入秤台，由按键选择模式。Mode按键控制日期显示，称重重量的显示，IC卡是否传输数据处理数据，日期修改。称重按键控制是否称重，IC卡按键控制IC卡的传输，up和down按键控制修改日期。

(3)车辆通过秤台，仪表检测车重。由传感器传感而来的电压信号经过AD转换器转换为数字信号送到计算机进行称重信号处理。并传送IC卡，并且验证密码。

2.1.2 系统的设计方案方框图

IC卡 数码管显示 89C52 称重传感器 数据采集 A/D转换 自动充电与电源切换 按键

图2.1 系统框架图

三.系统单元元件设计

3.1传感器

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录、控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要重要环节。在本次设计中它是数据的来源。

传感器早已渗透到工业生产、海洋探测、环境保护、资源调查、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以不夸张地说基本上每一个现代化项目，每一个现代化的工程都离不开各种各样的传感器.我们本次设计就要用到其中的一类压力传感器。

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。一般普通压力传感器的输出为模拟信号，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。 或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的。

重载压力传感器是传感器中一种，但是我们很少听说这种压力传感器，它通常被用于交通运输应用中比如本次设计的煤车称重系统，通过监测气动、轻载液压、制动压力、机油压力、传动装置、以及卡车/拖车的气闸等关键系统的压力、液力、流量及液位来维持重载设备的性能。

煤车称重仪最大称量是10t，采用四只传感器，根据实际情况，选取保险系数K-0＝1.05，冲击系数K-1＝1.08，重心偏移系数K-2＝1.03，风压系数K-3＝