应用领域：工业电子

方案类型：研发阶段方案

主控芯片：STM32F407

方案概述

基于压电薄膜称重传感器和石英传感器的公路高速(5-150KM)动态称重系统，根视频系统联动起来，可以乘出来每辆车的重量，结合车牌信息，从而作为公路超载执法的依据。具有非常广阔的前景。

STM32F407/417

STM32F407/417系列面向需要在小至10 x 10 mm的封装内实现高集成度、高性能、嵌入式存储器和外设的医疗、工业与消费类应用。

STM32F407/417提供了工作频率为168 MHz的Cortex™-M4内核(具有浮点单元)的性能。

性能：在168 MHz频率下，从Flash存储器执行时，STM32F407/417能够提供210 DMIPS/566 CoreMark性能，并且利用意法半导体的ART加速器实现了FLASH零等待状态。DSP指令和浮点单元扩大了产品的应用范围。

功效：该系列产品采用意法半导体90 nm工艺和ART加速器，具有动态功耗调整功能，能够在运行模式下和从Flash存储器执行时实现低至238 µA/MHz的电流消耗(@ 168 MHz)。

丰富的连接功能：出色的创新型外设：与STM32F4x5系列相比，STM32F407/417产品还具有符合IEEE 1588 v2标准要求的以太网MAC10/100和能够连接CMOS照相机传感器的8~14位并行照相机接口。

2个USB OTG(其中一个支持HS)

音频：专用音频PLL和2个全双工I²S

通信接口多达15个(包括6个速度高达11.25 Mb/s的USART、3个速度高达45 Mb/s的SPI、3个I²C、2个CAN和1个SDIO)

模拟：2个12位DAC、3个速度为2.4 MSPS或7.2 MSPS(交错模式)的12位ADC

定时器多达17个：频率高达168 MHz的16和32位定时器

可以利用支持Compact Flash、SRAM、PSRAM、NOR和NAND存储器的灵活静态存储器控制器轻松扩展存储容量

基于模拟电子技术的真随机数发生器

STM32F417还整合了加密/HASH处理器，为AES 128、192、256、3DES和HASH(MD5、SHA-1)实现了硬件加速。

集成：STM32F417x系列具有512KB(仅限于WLCSP90封装)~1MB Flash和192KB SRAM，采用尺寸小至4 x 4.2 mm的64~144引脚封装。

STM32F407/417产品系列具有512KB~1MB Flash和192KB SRAM，采用尺寸小至10 x 10 mm的100~

176引脚封装。

STM32F407

High-performance foundation line, ARM Cortex-M4 core with DSP and FPU, 512 Kbytes Flash, 168 MHz CPU, ART Accelerator, Ethernet, FSMC

The STM32F405xx and STM32F407xx family is based on the high-performance ARM®Cortex®-M4 32-bit RISC core operating at a frequency of up to 168 MHz. The Cortex-M4 core features a Floating point unit (FPU) single precision which supports all ARM single-precision data-processing instructions and data types. It also implements a full set of DSP instructions and a memory protection unit (MPU) which enhances application security.

The STM32F405xx and STM32F407xx family incorporates high-speed embedded memories (Flash memory up to 1 Mbyte, up to 192 Kbytes of SRAM), up to 4 Kbytes of backup SRAM, and an extensive range of enhanced I/Os and peripherals connected to two APB buses, three AHB buses and a 32-bit multi-AHB bus matrix.

All devices offer three 12-bit ADCs, two DACs, a low-power RTC, twelve general-purpose 16-bit timers including two PWM timers for motor control, two general-purpose 32-bit timers. a true random number generator (RNG). They also feature standard and advanced communication interfaces.

Key Features

Core: ARM® 32-bit Cortex® -M4 CPU with FPU, Adaptive real-time accelerator (ART Accelerator™) allowing 0-wait state execution from Flash memory, frequency up to 168 MHz, memory protection unit, 210 DMIPS/1.25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1), and DSP instructions

Memories

Up to 1 Mbyte of Flash memory

Up to 192+4 Kbytes of SRAM including 64-Kbyte of CCM (core coupled memory) data RAM

Flexible static memory controller supporting Compact Flash, SRAM, PSRAM, NOR and NAND memories

LCD parallel interface, 8080/6800 modes

Clock, reset and supply management

1.8 V to 3.6 V application supply and I/Os

POR, PDR, PVD and BOR

4-to-26 MHz crystal oscillator

Internal 16 MHz factory-trimmed RC (1% accuracy)

32 kHz oscillator for RTC with calibration

Internal 32 kHz RC with calibration

Sleep, Stop and Standby modes

VBAT supply for RTC, 20×32 bit backup registers + optional 4 KB backup SRAM

3×12-bit, 2.4 MSPS A/D converters: up to 24 channels and 7.2 MSPS in triple interleaved mode

2×12-bit D/A converters

General-purpose DMA: 16-stream DMA controller with FIFOs and burst support

Up to 17 timers: up to twelve 16-bit and two 32-bit timers up to 168 MHz, each with up to 4 IC/OC/PWM or pulse counter and quadrature (incremental) encoder input

Debug mode

Serial wire debug (SWD) & JTAG interfaces

Cortex-M4 Embedded Trace Macrocell™

Up to 140 I/O ports with interrupt capability

Up to 136 fast I/Os up to 84 MHz

Up to 138 5 V-tolerant I/Os

Up to 15 communication interfaces

Up to 3 × I2 C interfaces (SMBus/PMBus)

Up to 4 USARTs/2 UARTs (10.5 Mbit/s, ISO 7816 interface, LIN, IrDA, modem control)

Up to 3 SPIs (42 Mbits/s), 2 with muxed full-duplex I2S to achieve audio class accuracy via internal audio PLL or external clock

2 × CAN interfaces (2.0B Active)

SDIO interface

Advanced connectivity

USB 2.0 full-speed device/host/OTG controller with on-chip PHY

USB 2.0 high-speed/full-speed device/host/OTG controller with dedicated DMA, on-chip full-speed PHY and ULPI

10/100 Ethernet MAC with dedicated DMA: supports IEEE 1588v2 hardware, MII/RMII

8- to 14-bit parallel camera interface up to 54 Mbytes/s

True random number generator

CRC calculation unit

96-bit unique ID

RTC: subsecond accuracy, hardware calendar

动态称重系统

动态称重系统是一组安装的传感器和含有软件的电子仪器，用以测量动态轮胎力和车辆通过时间并提供计算轮重、轴重、总重(如车速、轴距等)的数据。

动态称重是指通过测量和分析轮胎动态力测算一辆运动中的车辆的总重和部分重量的过程。

动态称重系统是一组安装的传感器和含有软件的电子仪器，用以测量动态轮胎力和车辆通过时间并提供计算轮重、轴重、总重(如车速、轴距等)的数据。动态称重是指通过测量和分析轮胎动态力测算一辆运动中的车辆的总重和部分重量的过程。

动态称重系统是一组安装的传感器和含有软件的电子仪器，用以测量动态轮胎力和车辆通过时间并提供计算轮重、轴重、总重(如车速、轴距等)的数据。

由于动态称重系统是具有测量行驶车辆重量的特点，决定了它在交通轴载调查、治理超限超载运输和计重收费系统中不可替代的作用，也正是因为这一特点，它必须测量运动中轮胎的动态力而不是静态荷载，在性能和使用上都与传统的静态汽车衡有着显著区别，因而静态汽车衡的相关标准交不适用于动态称重系统。

首先，动态称重系统是一种技术含量很高的复杂设备，动态称重与传统的静态称重有很大的区别。其次，由于车辆行驶产生的各种复杂因素和动态称重技术的复杂性，动态称重结果具有一定的不确定性。因此，精度检验需要按照适当的方法进行，对于称重误差采用概率术语表述更为合理。最后，应特别注意各种标准规范对于使用条件的规定与现场使用条件的吻合程度，选择适用的标准与设备对应。

动态称重系统按照设备适应的速度范围，又可以分为高速动态称重系统和动态自动衡器两种。高速动态称重系统一般可以对5km/h-120km/h(国内高速公路最高限速为120km/h，因此更高的速度没有实际意义)时速通过的车辆进行自动称重，在满足一定置信度范围内可以达到5%以上的准确度。目前该产品尚没有国家或者行业标准。代表企业为武汉东广科技发展有限公司的DOK-Y203高速动态称重系统。动态自动衡器需要限定车辆的通过速度，一般在5km/h一下时速匀速通过时，可以达到较高的准确度。目前在国内多数用于公路计重收费系统和公路超限超载检测站的低速复核称重，该产品现已有国家标准。

以装载机电子秤为例，装载机电子秤分为静态和动态，以前大家都是用静态的装载机电子秤，随着时代的发展和企业的需求，动态装载机电子秤已经成为主流。可见动态承重系统发展趋势。