一種新型智能電子秤系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

時(shí)間：2017-07-29 00:33:46 來(lái)源：本站點(diǎn)擊數(shù)：598

針對(duì)傳統(tǒng)電子秤，記錄、統(tǒng)計(jì)稱重結(jié)果需耗費(fèi)較多人力，并容易出現(xiàn)錯(cuò)記漏記等現(xiàn)象，設(shè)計(jì)一款新型智能電子秤系統(tǒng)。該電子秤采用STC89C52微處理器為系統(tǒng)控制核心，可顯示物品名稱、重量、單價(jià)、總價(jià)等信息，并基于App Inven-tor 2平臺(tái)開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的電子秤手機(jī)APP軟件，電子秤通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送數(shù)據(jù)至手機(jī)APP，由手機(jī)保存數(shù)據(jù)。手機(jī)APP軟件具備各種統(tǒng)計(jì)功能，并能夠?qū)⒔y(tǒng)計(jì)結(jié)果導(dǎo)出Excel表格，便于電腦存儲(chǔ)、分析。該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠，成本低廉，手機(jī)APP軟件方便實(shí)用，可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代商業(yè)市場(chǎng)中。

自20世紀(jì)60年代以來(lái)，由于傳感器技術(shù)的迅速發(fā) 展，電子稱重技術(shù)日趨成熟，并逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械秤。 20世紀(jì)70年代初期，微處理機(jī)的出現(xiàn)使得電子稱重技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，快速、準(zhǔn)確、操作方便、功能多樣化等已成為現(xiàn)代稱重技術(shù)的主要特點(diǎn)，稱重裝置的應(yīng) 用已遍及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，與此同時(shí)，人們對(duì)稱重儀表的要求也越來(lái)越高，要求更加智能化。于是出現(xiàn)了一種智能無(wú)線電子秤，運(yùn)用無(wú)線藍(lán)牙模塊傳送重量數(shù)據(jù)，通過(guò) RFID瀆取貨品的名稱、單價(jià)和單位重量，顯示并存儲(chǔ) 還有一種無(wú)線接口電子秤，通過(guò)藍(lán)牙收發(fā)器實(shí)現(xiàn)無(wú)線方式的體重?cái)?shù)據(jù)上傳至電腦或互聯(lián)網(wǎng)上，以便個(gè)人健康數(shù) 據(jù)的永久保存與分析|21。傳統(tǒng)電子秤的設(shè)計(jì)與研制嘗試了多種方法，但由于其體積較大，不方便攜帶，測(cè)量數(shù)據(jù) 不易保存和統(tǒng)計(jì)分析，因此逐漸不被人們所使用。近幾年智能手機(jī)迅速普及，APP的開(kāi)發(fā)技術(shù)也隨著手機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展日益成熟，因此把數(shù)據(jù)上傳至手機(jī)，將電子秤與手機(jī)APP相結(jié)合是電子產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢(shì)。為此，本設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)的電子秤基礎(chǔ)上，增加藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳送模塊，同時(shí)基于App Inventor 2平臺(tái)開(kāi)發(fā)出一款電子秤手機(jī) APP，可以通過(guò)藍(lán)牙將稱重?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到手機(jī)APP，APP查詢某天的稱重記錄，并能統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間，各種物品的重量，而且統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以以Excel表格形式導(dǎo)出。該款智能電子秤符合現(xiàn)在人們對(duì)稱重裝置的要求。

1.智能電子秤總體架構(gòu)

本文智能電子秤系統(tǒng)由下位機(jī)和上位機(jī)兩部分構(gòu)成。該系統(tǒng)整體框架如圖1所示，下位機(jī)是基于51單片機(jī)的電子秤部分，上位機(jī)是基于谷歌App Inventor 2開(kāi) 發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的手機(jī)APP。系統(tǒng)下位機(jī)部分是利用壓力傳感器采集重量數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)HX711模塊進(jìn)行信號(hào) 放大和A/D轉(zhuǎn)換，再把數(shù)字信號(hào)上傳單片機(jī)處理模塊。單片機(jī)會(huì)對(duì)鍵盤按下進(jìn)行處理，設(shè)置單價(jià)、折扣，并在 LCD12864上顯示重量、單價(jià)、總價(jià)等信息。上位機(jī)的手機(jī)APP，按下“發(fā)送”按鍵后，數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙模塊上傳到 A P P，A P P接收數(shù)據(jù)后將其存放于數(shù)據(jù)庫(kù)，以便查詢和統(tǒng)計(jì)。APP可以選擇物品編號(hào)列表（用戶可自行增加、刪除、修改列表），之后會(huì)在接收界面顯示所選物品、單價(jià)、折扣等信息。APP接收到單片機(jī)發(fā)送的重量數(shù)據(jù)則會(huì)自動(dòng)計(jì)算總價(jià)并顯示，同時(shí)將物品名和單價(jià)發(fā)送至單片機(jī)，單片機(jī)接收到后顯示于液晶屏。

云網(wǎng)客1.jpg

APP的功能如圖2所示，整個(gè)APP分三個(gè)主要界面:第一個(gè)界面為登錄系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)登錄、注冊(cè)、退出功能；第二個(gè)界面為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、統(tǒng)計(jì)、查表與微信掃描支付，根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，給出相應(yīng)建議，還有導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)表格的功能；第三個(gè)界面為資料管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)查看記錄、導(dǎo)出記錄功能，查看某天的歷史記錄，并且能夠?qū)С鲈撚涗浀?/span>Excel表格。

云網(wǎng)客2.jpg

2.系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)主要包括硬件電路設(shè)計(jì)、單片機(jī) 控制程序設(shè)計(jì)及APP軟件功能設(shè)計(jì)三部分。硬件電路主要由復(fù)位電路、壓力傳感器及A/D轉(zhuǎn)換模塊、藍(lán)牙模塊、矩陣鍵盤、單片機(jī)5部分構(gòu)成，借鑒引用了傳統(tǒng)的電子秤硬件設(shè)計(jì)。單片機(jī)程序設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，APP軟件功能設(shè)計(jì)分為不同的功能界面。單片機(jī)采用了 STC89C52，其是宏晶科技推出的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，價(jià)格低廉，且能夠?qū)崿F(xiàn)本設(shè)計(jì)的功能。壓力傳感器采用應(yīng)變式壓力傳感器，其精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、抗偏載能力強(qiáng)，其輸出電壓和壓力成正比，斜率穩(wěn)定，因此易于實(shí)現(xiàn)將重量轉(zhuǎn)變成電信號(hào) 輸出。HX711是專為高精度電子秤而設(shè)計(jì)的24位 A/D轉(zhuǎn)換器芯片，具有集成度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng) 等優(yōu)點(diǎn)，與壓力傳感器結(jié)合使用效果佳。HC-05是一款性價(jià)比較高的藍(lán)牙模塊，完全兼容單片機(jī)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)數(shù)據(jù)的收發(fā)，因此選擇它作為系統(tǒng)的無(wú)線通信橋梁。

2.1單片機(jī)控制方案

為了使得系統(tǒng)可以一直讀取重量數(shù)據(jù)并顯示，在液晶初始化和串口初始化后，進(jìn)人循環(huán)讀取、顯示流程，讀取HX711 A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)值，存放到當(dāng)前A/D數(shù)值變量；掃描矩陣鍵盤，判斷是否有按鍵按下，根據(jù)按鍵值和系統(tǒng)設(shè)置模式進(jìn)行相應(yīng)的響應(yīng);將HX711傳輸?shù)?/span>A/D數(shù) 值轉(zhuǎn)換成重量，再計(jì)算總價(jià);然后根據(jù)顯示模式，顯示對(duì) 應(yīng)的主界面、改單價(jià)界面、改折扣界面、校準(zhǔn)界面中；最后返回讀取HX711數(shù)值的操作，如圖3所示.

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2.2 APP設(shè)計(jì)方案

APP主要有5個(gè)界面，登錄注冊(cè)界面、接收界面、查看歷史記錄界面、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)界面、掃描付款界面，關(guān)系如圖4所示。接收界面是關(guān)鍵部分，為歷史記錄和統(tǒng)計(jì)提供數(shù)據(jù)。為了提高電子秤的實(shí)用性，方便付款，增加了掃描二維碼進(jìn)人微信支付功能。本設(shè)計(jì)所有數(shù)據(jù)都保存在手機(jī)微數(shù)據(jù)庫(kù)中，相當(dāng)于一個(gè)單機(jī)版軟件，無(wú)論是本機(jī)微數(shù)據(jù)庫(kù)還是聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)，都是采取鍵值對(duì)的存取方式。實(shí)現(xiàn)了在不聯(lián)網(wǎng)的情況下也能讀取之前所保存的所有數(shù)據(jù)。

3.電子秤軟件設(shè)計(jì)

3.1矩陣掃描的實(shí)現(xiàn)

先設(shè)置行為高電平，列為低電平，逐行掃描再逐列掃描，若有按鍵按下，則連通部分會(huì)由高電平變?yōu)榈碗娖?，確定行、列就可以確定是哪個(gè)按鍵按下。其中矩陣鍵盤上的數(shù)值0?9是為了輸人數(shù)字而設(shè)定的，為了可以輸人小數(shù)，還加人“小數(shù)點(diǎn)”鍵。另外還有其他“清零/去皮”、“改單價(jià)”、“改折扣”、“刪除/發(fā)送”、“校準(zhǔn)”按鍵，充分應(yīng)用了 4x4的矩陣鍵盤。

3.2LCD12864顯示的實(shí)現(xiàn)

液晶顯示前，需要對(duì)液晶進(jìn)行初始化。編寫(xiě)相關(guān)函數(shù)，方便調(diào)用。顯示字符串是液晶顯示關(guān)鍵的程序，為了方便編寫(xiě)各種顯示界面，先編寫(xiě)顯示字符串的函數(shù)，判斷要顯示數(shù)據(jù)所在的行和列，再寫(xiě)人字符串，程序如下：

void LCD_DisStr(uint8 x, uint8 y ,uint8 *pDat)

{

LCD_Write0neByte(0,0x90+y);

else if(x==2) LCD_Write0neByte(0,0x88+y);

else if(x==3) LCD_Write0neByte(0,0x98+y); while( *pDat!=r

地磅

汽車衡

汽車衡稱重系統(tǒng)

工地洗車槽

電子臺(tái)秤

電子桌秤

醫(yī)院專用電子秤

流水線專用電子秤

鋼瓶秤

叉車秤

電子吊秤

電子天平

行業(yè)動(dòng)態(tài)

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