一款新型烟草称重读卡定级器的设计与实现

摘要：长期以来烟草称重定级系统自动化程度不高引起了相当多的关注，因此设计了一款新型的烟草称重读卡定级器来解决这一问题。该烟草称重读卡定级器采用ARM最新一代Cortex-M3内核的STM32F103VC为主控制器，并将嵌入式实时多任务操作系统μC／OS-II引入系统软件设计部分。本设计极大提高了烟草定级系统的自动化程度，同时又增强了系统的实时性与可靠性。目前，本烟草称重读卡定级器已成功运用于某烟草定级系统中。
关键词：STM32F103VC：μC／OS-Ⅱ；任务调度

0 引言
在传统的烟草收购系统中，烟叶分拣、称重、定级都是依靠人工完成的，由于人工操作效率低下以及人力成本的逐年提高，近年来国内的烟草收购站陆续引入了自动化设备。例如烟农信息由IC卡感应器获取，烟叶的称重与打包由原烟打包机完成，定级由专门的定级器完成，烟叶数据的存储与处理由独立的电脑管理。但这些自动化设备往往是离散的，在完成称重、定级等基本功能的同时也给管理带来巨大困难。如何将称重、定级、分拣自动化设备的功能整合在一起，如何真正实现烟草称重定级统的智能化控制，已经成为烟草行业所要面临的重要问题。
本文提出了一种全新的烟草称重定级智能控制的解决方案，此方案采用嵌入式系统的设计思想，硬件部分采用ARM最新一代Cortex-M3内核的STM32F103VC为主控制器，配合外围电路工作，软件部分引入实时多任务操作系统μC／OS-II，实现多任务的并行运行，不仅实现了烟草称重、读卡、定级功能的三合为一，又进一步提高了系统的可靠性。

1 系统结构及功能概述
烟草称重读卡定级系统总体结构如图1所示，系统由RFID读卡模块、烟草称重读卡定级器以及机械传动部分组成。烟草称重读卡定级器具有读卡控制、烟草定级、重量锁定、电子标签读写、记录保存查询等一系列功能。若干台烟草称重读卡定级器可通过RS485总线连接组成网络，与上位机进行数据通讯。

系统启动后，贴有电子标签的烟叶筐通过传送带送到指定位置，传动带停止，烟草称重读卡定级器显示当前烟叶重量，并控制读卡模块中的RFID读卡器发出一特定频率的无线电波，烟叶筐上的电子标签接收电波，将标签内的初始数据(烟农信息、烟叶产地、采摘时间等)发送给读卡器，此时，烟草称重读卡定级器将获取的重量信息、烟叶信息传送至上位机进行存储。定级员根据烟草的各项指标确定烟叶等级，选择烟草称重读卡定级器上相应的等级按钮，将等级信息传至上位机中，完成烟叶的定级等功能。同时通过电子大显示屏与喇叭播报此筐烟叶的等级和总量等信息，向烟农展示烟叶收购信息。