设施农业是中国农业发展的重心之一,针对设施农业农产品采摘运输过程费时费力且产量信息收集不准确不全面易丢失的问题,本文设计了基于STM32的设施农业果蔬运输车称重系统,该称重系统搭载在普通运输车上使原本只具有运输功能的车兼具称重功能,从而实现运输称重一体化。且称重系统具有能够连接云平台的GPRS模块,可将果蔬的称重信息上传至云平台,达到收集果蔬产量信息的目的,为智慧农业的建立提供必要的数据支持。具体研究内容如下:从实际需求出发,选用STM32F103型单片机作为称重系统的主控制器模块,四个YCD-100Kg型电阻应变式压力传感器共同感知称台的力负荷信号,并以输出数字量求和的方式连接,由四个HX711 A/D转换模块将称重传感器输出的电压信号转换为对应的数字信号,利用JY901型姿态角度传感器来纠正称量过程中的倾角误差,有源蜂鸣器构成超重报警电路,SD卡作为本地存储介质,GPRS+GPS二合一的Air800模块完成果蔬产地的地理坐标定位和果蔬称重信息的云平台上传,电阻式触摸屏完成人机交互功能,将运输车的24V直流动力电源通过LM2596S降压模块给系统中的各电气元件供电。系统采用四个称重传感器,因此多称重传感器在线标定技术成为本设计研究的关键问题之一。针对常用的数字量求和标定方法,在标定过程中经常遇到不适定问题造成标定结果稳定性差的情况,先从解算病态标定方程的角度出发,分析了最小二乘方法在解决不适定问题时的局限性,再通过分析标定方程设计阵的条件数与不适定问题的关系,从避免产生不适定问题的角度出发,使用了基于条件数最小化的数字量求和标定法。该方法可以在保证不损失任何信息的情况下,使标定方程组设计阵的条件数接近于最小值,从而在保证标定稳定性的同时提高标定精度。通过仿真实验证明了该方法的有效性后,采用该方法完成了四个称重传感器的现场标定,并使用4组不同重量的砝码,每组砝码在称台任意位置随机摆放测量10次,对标定结果进行测试,最大绝对误差为0.03 kg,最大百分误差为0.40%,测试结果表明使用条件数最小化的数字量求和法进行称重系统标定的正确性和有效性。对于称重采样信号波形不稳定影响称重精度的问题,采用软件方法进行数字滤波,通过对常用滤波算法的分析,确定使用惯性滤波与滑动平均值滤波相结合的方式来构成本称重系统的数字滤波器。通过多次试验,对比试验效果来确定滤波器的滤波参数,综合滤波效果与滤波器产生的延时两方面后,最终确定将滤波系数α=0.4的惯性滤波输出结果递推做三次滑动窗长度为3的滑动平均值滤波的方式来完成数字滤波,此数字滤波方式能够在1 s内将称重精度控制在±0.05 kg之内。在keil5环境中完成了 STM32嵌入式程序的开发,在USARTHMI环境中完成了电阻式触摸屏人机交互模块的软件设计。在实际应用场景中实验,验证了本设计中的称重系统运行良好,能够较好的完成系统的预设功能。