基于无线传输的电子秤系统设计

鉴于电子秤的精度低和需要联网，本文使用STM32F103C8T6微控制器作为微控制器来设计基于无线传输的电子秤系统。底部电子秤和接收终端使用RFID芯片nRF905进行通信。论文阐述了整个硬件平台的构建，各部分的硬件电路设计以及软件的设计思想。本文设计的电子秤系统具有高精度和无线数据传输功能，具有一定的使用价值。 0.简介当前，台式电子秤的使用非常普遍，但存在一定的局限性：尺寸大，成本高，精度低，工频交流电源，以及需要提供安全配置的应用场合。同时，随着零售业的发展，大中型超市和超市拥有越来越多的商品品种。目前，他们仅依靠传统电子秤通过手动记录进行称重和维护。效率低并且错误的可能性很难精确。控制。因此，一种新型的能够联网并自动传输数据的高精度电子秤具有广阔的应用前景和一定的应用价值。近年来，国内外研究人员讨论并讨论了无线传输的电子规模。张文立基于ZigBee技术，设计了一种无线多尺度高精度电子秤。该系统以STM32为核心，并使用多个秤同时称量多种商品。每个刻度都充当ZigBee节点。在恒流源的基础上研究并创建了一种远程高精度电子秤。然后，开发了基于手机WiFi热点的电子秤自动质量监控系统。该系统使用HLK-RM04作为无线芯片，从电子秤的串行端口获取数据，并通过手机WiFi将其发送到手机进行监控。基于以上工艺设计成果，本文打算采用RFID射频识别芯片nRF905，以低功耗单片机STM32F103C8T6为核心的24位串行AD芯片CS5460C作为数据采集单元，研究并提出了一种解决方案。基于无线传输的电子地磅系统，实现了超市电子秤的智能化，并提高了电子秤的数据采集和传输效率。 1.整体系统解决方案基于无线传输的电子秤系统通常包含多个电子秤终端和数据聚合终端的两个内置功能部分。其中，电子秤终端由STM32F103C8T6单片机，nRF905无线传输模块，称重传感器和调节电路以及人机界面电路组成。它主要完成商品称重和数据传输。数据汇聚终端由nRF905无线接收模块和监控计算机组成。设计用于接收每个电子秤节点的称重数据信息，并执行标准处理以进行数据定制。每个电子秤节点通过nRF905发送相应的信息给数据聚合终端，数据聚合终端根据不同的节点信息进行分类统计和数据处理。系统硬件架构如图1所示。2.系统硬件电路设计电子秤节点包括单片机的最小系统电路，电源电路，传感器信号调理电路，AD转换接口电路，nRF905无线传输电路和人机界面电路。在此，将对设计中的关键电路进行以下研究讨论。 2.1单片机最小的系统单片机最小系统中使用的微控制器是STM32F103C8T6。这是STM32系列的增强型32位微控制器，具有丰富的外设配置和出色的可靠性。单片机的最小系统电路原理如图2所示。在图2中，时钟电路的外部晶振t使用8MHz无源晶体，电容器使用20pf陶瓷电容器。系统复位电路采用手动复位和上电复位，方便实验调试。 2.2电源电路本系统的电源需要输出5V和3.3V电压。其中，AVCC是提供给AD转换芯片CS5460C的模拟电压，而VDD3.3是数字电源。该系统没有设计单独的模拟电源和数字电源，但是模拟电源是通过磁环和0欧姆电阻吸收数字系统的噪声而获得的。电源电路如图3所示。在图3中，+ 5V电源连接到低功率稳压器SPX1117-3.3，以获得3.3V模拟电源，而3.3V数字电源则通过以下方式获得：磁环和0欧姆电阻。 2.3传感器信号调节电路传感器信号调节电路由电阻桥电路，信号放大电路和低通滤波器电路组成。信号调节电路的输出为IN +和IN-。电路设计的结果如图4所示。称重传感器使用电阻应变计传感器，该传感器通过桥式电路输出与产品重量成比例的DC电压信号。由于直流电压信号较弱并且包含交流分量，因此有必要设计一个信号放大电路和一个低通滤波器来执行信号调理。信号放大电路和低通滤波器由U5，R11，R13，R14，C11，C12等组成。电压放大系数为：2。4 AD转换电路系统AD转换器使用24位串行AD转换器CS5460C。 CS5460C具有稳定性好和精度高的特点，其电路原理如图5所示。其中，VCC电源5V被10K电阻分压至0.84V，并连接至VCC的参考电压端子Vrefin。 CS5460C。信号调节电路的IN +和IN-输出连接到AD转换器的引脚9和10。 C1，C5，C6是滤波电容器。该电路使用4.096MHz晶体来提供系统主时钟。 CS5460C通过串行接口与微控制器STM32F103C8T6通信。 / CS为片选控制输入线，低电平有效，SDI为串行数据输入线，SDO为串行数据输出线，SCLK为串行时钟输入线，用于控制之间的数据传输同步CS5460C和微控制器。 2. 5nRF905无线传输电路电子秤节点和数据汇聚终端基于RFID无线传输nRF905芯片，其工作电源电压为3.3V，可通过SPI接口直接编程和配置。 nRF905的应用电路如图6所示。3.系统软件设计系统采用C语言编程。经过分析，可以看出软件研究的重点主要在于功能算法模型的开发和用于压力传感器检测不同物品重量的无线传输程序设计。系统首先初始化单片机的串行端口，中断和显示模块，然后连续启动单片机每个模块接口电路的I / O端口检测。每当压力传感器具有测量信息时，都会对测量数据进行功能特征处理，并在显示功能和RFID无线传输功能中重新计算，然后以两种方式提供效果显示：有线和无线。主程序的开发过程如图7所示。4.在系统测试和调试过程中，使用一组20克的砝码代替不同的砝码来研究和生成设计测试。准备好后，将不同数量的砝码放在称重平台上，读取称量值并记录下来。测量会有误差，测量结果如表1所示。根据表1的测量数据，系统的最大相对误差小于0.4％。 5.结论本文通过功能集成集成了STM32F103C8T6单片机，nRF905无线发送器模块，AD转换器CS5460C，并配置了软件主题程序开发。最后，高精度的测温仪eless传输电子秤系统旨在实现超市电子秤的智能化，并具有一定的推广价值。