CN102636244B - 一种电子秤的称量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电子秤的称量方法,所述电子秤的单片机内包含一CPU和一存储单元,所述存储单元具有一升级程序区、一第一用户程序区和一固定数据区;电子秤的称量方法采用在称量时,先结合具有唯一性的固定数据区内的数据进行校验,然后再进行称量的方法。本发明解决了目前电子秤的称量软件中的程序易被人窃取并用于非法用途的问题。

Description

一种电子秤的称量方法
【技术领域】
本发明具体涉及一种电子秤的称量方法。 
【背景技术】
目前,电子秤的存储器均是用于存储电子秤的设置参数如下文所述Y0′、Y1′、Y2′、Y3′,电子秤的单片机内均包含一CPU和一存储单元,该存储单元具有一升级程序区和一第二用户程序区。所述升级程序区是用于接收电子秤厂家提供的更新后的第二数据包,并把更新后的第二数据包存入第二用户程序区;所述第二用户程序区用于存储能实现电子秤称量功能的用户程序如:标准砝码数据0、X1′、X2′、X3′,以及计算待测物的称量结果的公式X″=X1′+(X′n-X′1)/(Y′n-Y′1)*(Y″-Y′1)等用户程序。其中,所述X1′、X2′、X3′均为标准砝码的重量值,X3′的数值与电子秤的量程相等,且X′2=2X′1,X′3=3X′1;0即X0′表示空秤盘的重量值;X″代表待测物的称量结果即待测物的重量值,Y0′、Y1′、Y2′、Y3′、Y″分别是指重量值为0(即X0′)、X1′、X2′、X3′、X″时的数字信号。 
如图1所示,目前电子秤的称量方法包括以下步骤: 
步骤100.电子秤开机,然后单片机的CPU对电子称的硬件和单片机内的程序变量进行初始化。其中,硬件初始化指单片机内部的IO口、定时器、串口、以及电子称主板上的A/D转换器和主板上显示芯片等的初始化;程序变量的初始化指:所有变量清零,从第二用户程序区读取数据0(即X0′)、X1′、X2′、X3′,以及从电子秤的存储器中读取数据Y0′、Y1′、Y2′、Y3′。 
步骤200.所述CPU判断电子秤上是否有按键按下,若是,则响应按键并执行相应操作;若否,则执行步骤300; 
步骤300.电子秤的传感器检测到秤盘上被测物的重力并把检测结果输送给A/D转换器;所述CPU读取电子秤的A/D转换器,判断A/D转换器是否已将被测物的重量转换成数值Y″,若是,则读取数值Y″;若否,则返回至步骤200;; 
步骤400.所述CPU将数值Y''用公式X''=Xn-1'+(X'n-X'n-1)/(Y'n-Y'n-1)*(Y''-Y'n-1)计算得到数值X',并将数值X'输出到电子秤的显示器,由显示器显示数值X';其中,当Y2'<Y''<Y3'时,n=3;当Y1'<Y''<Y2'时,n=2;当Y0'<Y''<Y1'时,n=1。 
然而,目前电子秤的称量方法存在一个严重的问题,即倘若电子秤的单片机被人非法破解,则第二用户程序区的用户程序就被人窃取了,因而别人很容易就可将电子秤称量过程中用到的用户程序即第二用户程序区的用户程序烧写在其它单片机中,从而从事生产具有称量功能的单片机等事宜。 
此外,当电子秤在客户手上使用时有发现bug或者厂家更新程序增加新功能时,客户可以在电子秤公司的网站上下载或者通过经销商拷贝更新后的程序即第二数据包,然后通过串口线连接电脑下载第二数据包。此第二数据包包括标准砝码数据和能实现电子秤称量功能升级的用户程序,然而所述第二数据包因可从电子秤公司的网站上下载或从经销商拷贝,所以极易被人非法窃取,从而将其用于非法用途。 
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种电子秤的称量方法,解决了目前电子秤的称量软件中的程序易被人窃取并用于非法用途的问题。 
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的:一种电子秤的称量方法,所述电子秤的单片机内包含一CPU和一存储单元,所述存储单元具有一升级程序区、一第一用户程序区和一固定数据区;所述称量方法的步骤如下: 
步骤10.电子秤开机,然后单片机的CPU对电子称的硬件和单片机内的程序变量进行初始化; 
步骤20.所述CPU从单片机上读取单片机的序列号ID,若该单片机的序列号ID不存在,则从电子秤的存储器上读取存储器的序列号ID;再从所述固定数据区读取标准砝码的重量值X1、X2、X3和空秤盘时的重量值X0; 
步骤30.所述CPU将步骤20读取到的数据X0、X1、X2、X3和ID根据第一用户程序区的累积和算法进行累积和运算以获得运算结果数值M,然后将数值M 与存储于所述固定数据区的校验码CRC进行比较,判断M与CRC是否相等,若是,则执行步骤40;若否,则所述CPU通过电子秤的显示器提示错误,并结束流程; 
步骤40.所述CPU判断电子秤上是否有按键按下,若是,则响应按键并执行相应操作;若否,则执行步骤50; 
步骤50.电子秤的传感器检测到秤盘上被测物的重力并把检测结果输送给A/D转换器;所述CPU读取电子秤的A/D转换器,判断A/D转换器是否已将被测物的重力转换成数值Y′,若是,则读取数值Y′,并进入步骤60;若否,则返回至步骤40; 
步骤60.所述CPU从电子秤的存储器中读取数据Y0、Y1、Y2、Y3,并将数值Y′用公式X′=Xn-1+(Xn-Xn-1)/(Yn-Yn-1)*(Y′-Yn-1)计算得到数值X′,然后将数值X′输出到电子秤的显示器,由显示器显示数值X′,即完成被测物的称量;其中,当Y2<Y′<Y3时,所述公式中的n=3;当Y1<Y′<Y2时,所述公式中的n=2;当Y0<Y′<Y1时,所述公式中的n=1; 
所述X3的数值与所述电子秤的量程相等,且X2=2X1,X3=3X1;X′代表被测物的称量结果;Y0、Y1、Y2、Y3、Y′分别是指重量值为X0、X1、X2、X3、X′时的数字信号所对应的数值;所述校验码CRC=0+X1+X2+X3+ID;所述ID优选为单片机的序列号,若该单片机无序列号,则该ID是指存储器的序列号。 
进一步地,所述第一用户程序区的用户程序可被电子秤厂家提供的第一数据包更新,其操作步骤如下: 
步骤一:先将所述第一数据包下载到计算机上,然后将电子秤与该计算机连接; 
步骤二:打开安装在所述计算机的单片机PC端ISP下载控制软件,通过该单片机PC端ISP下载控制软件将所述第一数据包传送给所述升级程序区; 
步骤三:所述升级程序区收取第一数据包,并将第一数据包写入第一用户程序区。 
本发明的有益效果在于:将单片机的存储单元分为三块:升级程序区、 第一用户程序区和固定数据区,并将标准砝码的重量值X1、X2、X3,空秤盘时的重量值X0(即0),以及校验码CRC烧写到固定数据区。由于校验码CRC与单片机的序列号ID或存储器的序列号ID相关,而单片机的ID和存储器的ID都是唯一的,因而每一电子秤内的校验码CRC也是唯一的,进而使每一电子秤内的存储单元的固定数据区内的数据也是唯一。而本发明中电子秤在称量时需结合具有唯一性的校验码CRC先进行校验,因而本发明可有效保护称量过程所需要的软件的安全性。倘若电子秤单片机中的存储单元的程序均被人非法破解并窃取,窃取者将其烧写到其他电子称的单片机内,但由于校验不通过,则无法使用称量软件。 
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。 
图1为现有的电子秤称量过程的流程示意图。 
图2为本发明中电子秤内部结构示意图。 
图3为本发明中被测物的数字信号与称量结果的关系图。 
图4为本发明中电子秤称量过程的流程示意图。 
【具体实施方式】
请参阅图2,一种电子秤的称量方法,所述电子秤包括一传感器、一A/D转换器、一单片机、一显示器、一存储器、一按键单元和至少一个串口。所述传感器与A/D转换器连接;所述A/D转换器、显示器、存储器、按键单元、串口均与单片机连接。所述单片机内包含一CPU和一存储单元,所述存储单元具有一升级程序区、一第一用户程序区和一固定数据区。 
所述传感器是用于检测电子秤秤盘上待测物的重力,并把检测结果输送给A/D转换器;所述单片机可以响应按键单元的按键,并可通过所述串口实现和计算机通信,进行程序升级;所述存储器用来存储电子秤的设置参数如下文所述Y0、Y1、Y2、Y3和存储器的序列号ID;所述升级程序区是用于接收电子秤厂家提供的更新后的用户程序即第一数据包,并把更新后的用户程序即第一数据包存入第一用户程序区;所述第一用户程序区是用于存储计算称量结果公式X′=Xn-1+(Xn-Xn-1)/(Yn-Yn-1)*(Y′-Yn-1)、电子秤在校验时用到 的算法即下文所述累积和运算算法等用户程序,该第一用户程序区的用户程序可更新。所述固定数据区存储有标准砝码重量值数据X1、X2和X3,空秤盘时的重量值X0(即0)和校验码CRC等与计算称重有关的数据,固定数据区的数据是固定不变的,不需升级。 
其中,所述X1、X2和X3均为标准砝码的重量值,X3的数值与所述电子秤的量程(即电子秤能称量物体的最大重量值)相等,且X2=2X1,X3=3X1;X0即0表示空秤盘的重量值;X′代表待测物的称量结果即待测物的重量值;Y0、Y1、Y2、Y3、Y′分别是指重量值为X0(即0)、X1、X2、X3、X′时的数字信号所对应的数值;所述校验码CRC=0+X1+X2+X3+ID,所述ID优选为单片机的序列号,若该单片机无序列号,则该ID是指存储器的序列号;本发明所述第一数据包是为背景技术中所述的第二数据包除去标准砝码数据后余下的数据信息,该标准砝码数据即为X0(即0)、X1、X2和X3数据。 
请再参阅图2,当电子秤工作时,由传感器检测秤盘(未图示)上待测物的重力,传感器检测到的重力为模拟信号,然后传感器再把模拟信号传送给A/D转换器,由A/D转换器把模拟信号转换成数字信号所对应的数值即下文所述数值Y′,并发送给单片机,单片机对A/D转换器传送的数值Y′进行处理,转换为称量结果即下文所述X′,并把称量结果输送至显示器,由显示器显示称量结果。 
请再参阅图3,图3为被测物的数字信号与称量结果的关系图,图3中的纵坐标为被测物的重量经由A/D转换器转换后的数字信号所对应的数值,图3中的横坐标为该被测物的称量结果即重量值,电子秤在第一次使用之前要进行校准,即电子秤在出厂之前都要用标准砝码校准,校准方法如下: 
A.预先准备好三个数值的标准砝码即X1、X2和X3,且X2=2X1,X3=3X1,X3的数值与电子秤的量程相等; 
B.开启电子秤,将空秤盘时的重量值0(即X0)对应的数字信号数值Y0记录在所述存储器中; 
C.将数值为X1的标准砝码置于电子秤的秤盘上,然后将数值X1记录在所述固定数据区中,同时将该数值为X1的标准砝码的数字信号所对应的数值 Y1记录在所述存储器中; 
D.分别将数值X2、X3记录在所述固定数据区内,将数值为X2、X3的标准砝码的数字信号所对应的数值Y2、Y3,其具体操作方法与步骤C相同。 
电子秤校准后正常使用时,秤盘上放一待测物,设单片机的CPU读取到的待测物的数字信号所对应的数值为Y′,则该待测物的称量结果X′的计算公式为:X′=Xn-1+(Xn-Xn-1)/(Yn-Yn-1)*(Y′-Yn-1)。其中,当Y2′<Y″<Y3′时,公式中的n=3;当Y1′<Y″<Y2′时,公式中的n=2;当Y0′<Y″<Y1′时,公式中的n=1。 
请再参阅图4,本发明的电子秤称量方法如下: 
步骤10.电子秤开机,然后单片机的CPU对电子称的硬件和单片机内的程序变量进行初始化。其中,硬件初始化指单片机内部的IO口、定时器、串口、以及电子称主板上的A/D转换器和主板上显示芯片等的初始化;程序变量的初始化指所有变量清零; 
步骤20.所述CPU从单片机上读取单片机的序列号ID,若该单片机的序列号ID不存在,则从电子秤的存储器上读取存储器的序列号ID;再从所述固定数据区读取标准砝码的重量值X1、X2、X3和空秤盘时的重量值X0; 
步骤30.所述CPU将步骤20读取到的数据X0、X1、X2、X3和ID根据第一用户程序区的累积和算法进行累积和运算以获得数值M,然后将数值M与存储于所述固定数据区的校验码CRC进行比较,判断M与CRC是否相等,若是,则执行步骤40;若否,则所述CPU通过电子秤的显示器提示错误,并结束流程; 
步骤40.所述CPU判断电子秤上是否有按键按下,若是,则响应按键并执行相应操作;若否,则执行步骤50; 
步骤50.电子秤的传感器检测到秤盘上被测物的重力并把检测结果输送给A/D转换器;所述CPU读取电子秤的A/D转换器,判断A/D转换器是否已将被测物的重力转换成数值Y′,若是,则读取数值Y′,并进入步骤60;若否,则返回至步骤40; 
步骤60.所述CPU从电子秤的存储器中读取数据Y0、Y1、Y2、Y3,并 将数值Y′用公式X′=Xn-1+(Xn-Xn-1)/(Yn-Yn-1)*(Y′-Yn-1)计算得到数值X′,然后将数值X′输出到电子秤的显示器,由显示器显示数值X′,即完成被测物的称量;其中,当Y2<Y′<Y3时,所述公式中的n=3;当Y1<Y′<Y2时,所述公式中的n=2;当Y0<Y′<Y1时,所述公式中的n=1。 
所述X3的数值与所述电子秤的量程(即电子秤能称量物体的最大重量值)相等,且X2=2X1,X3=3X1;X′代表被测物的称量结果;Y0、Y1、Y2、Y3、Y′分别是指重量值为X0、X1、X2、X3、X′时的数字信号所对应的数值;所述校验码CRC=0+X1+X2+X3+ID;所述ID优选为单片机的序列号,若该单片机无序列号,则该ID是指存储器的序列号。 
所述第一用户程序区的用户程序能被电子秤厂家提供的第一数据包更新,其操作步骤如下: 
步骤一:先将所述第一数据包下载到计算机上,然后将电子秤与该计算机连接; 
步骤二:打开安装在所述计算机的单片机PC端的ISP(即在系统可编程)下载控制软件,通过该单片机PC端的ISP下载控制软件将所述第一数据包传送给所述升级程序区,具体地:打开计算机上的单片机PC端ISP下载控制软件,在单片机PC端ISP下载控制软件的界面上设置好相关参数后,点击所述界面上的“下载”,然后重启所述电子秤。 
步骤三:所述升级程序区收取第一数据包,并将第一数据包写入第一用户程序区,具体地:所述电子秤重启后,电子秤从升级程序区开始执行,当收到计算机发送的升级指令后,电子秤进入升级状态,升级程序区逐包收取上位机即计算机的程序即第一数据包,并依次写入第一用户程序区。 
所述单片机PC端ISP下载控制软件用于实现计算机与电子秤的升级程序区之间的通信。 
第一用户程序区的用户程序可被第一数据包更新的设计,能使用户更好地使用称量软件。同时,若第一数据包被人非法窃取,由于在电子秤称量过程中需结合所述固定数据区的数据才能实现称量,窃取者没有所述固定数据区的数据,即使将第一数据包中的程序烧写到其他电子秤的单片机内部,称 量时校验不通过,也将无法使用。 
本发明将单片机的存储单元分为三块:升级程序区、第一用户程序区和固定数据区,并将标准砝码的重量值X1、X2、X3,空秤盘时的重量值X0(即0),以及校验码CRC烧写到固定数据区。由于校验码CRC与单片机的序列号ID或存储器的序列号ID相关,而单片机的序列号ID或存储器的序列号ID都是厂家在产品出厂前就烧写在单片机内或存储器内的,且单片机的序列号ID和存储器的序列号ID均唯一的,因而每一电子秤内的校验码CRC也是唯一的,进而使每一电子秤内的存储单元的固定数据区内的数据也是唯一。而本发明中电子秤在称量时需结合具有唯一性的校验码CRC先进行校验,因而本发明可有效保护称量过程所需要的软件的安全性。倘若电子秤单片机中的存储单元的程序均被人非法破解并窃取,窃取者将其烧写到其他电子称的单片机内,但由于校验不通过,则无法使用称量软件。 

Claims (2)

1.一种电子秤的称量方法,所述电子秤的单片机内包含一CPU和一存储单元,所述存储单元具有一升级程序区,其特征在于:该存储单元还包括一第一用户程序区和一固定数据区;所述称量方法的步骤如下:
步骤10.电子秤开机,然后单片机的CPU对电子称的硬件和单片机内的程序变量进行初始化;
步骤20.所述CPU从单片机上读取单片机的序列号ID,若该单片机的序列号ID不存在,则从电子秤的存储器上读取存储器的序列号ID;再从所述固定数据区读取标准砝码的重量值X1、X2、X3和空秤盘时的重量值X0
步骤30.所述CPU将步骤20读取到的数据X0、X1、X2、X3和ID根据第一用户程序区的累积和算法进行累积和运算以获得运算结果数值M,然后将数值M与存储于所述固定数据区的校验码CRC进行比较,判断M与CRC是否相等,若是,则执行步骤40;若否,则所述CPU通过电子秤的显示器提示错误,并结束流程;
步骤40.所述CPU判断电子秤上是否有按键按下,若是,则响应按键并执行相应操作;若否,则执行步骤50;
步骤50.电子秤的传感器检测到秤盘上被测物的重力并把检测结果输送给A/D转换器;所述CPU读取电子秤的A/D转换器,判断A/D转换器是否已将被测物的重力转换成数值Y',若是,则读取数值Y',并进入步骤60;若否,则返回至步骤40;
步骤60.所述CPU从电子秤的存储器中读取数据Y0、Y1、Y2、Y3,并将数值Y'用公式X'=Xn-1+(Xn-Xn-1)/(Yn-Yn-1)*(Y'-Yn-1)计算得到数值X',然后将数值X'输出到电子秤的显示器,由显示器显示数值X',即完成被测物的称量;其中,当Y2<Y'<Y3时,所述公式中的n=3;当Y1<Y'<Y2时,所述公式中的n=2;当Y0<Y'<Y1时,所述公式中的n=1;
所述X3的数值与所述电子秤的量程相等,且X2=2X1,X3=3X1;X'代表被测物的称量结果;Y0、Y1、Y2、Y3、Y'分别是指重量值为X0、X1、X2、X3、X'时的数字信号所对应的数值;所述校验码CRC=0+X1+X2+X3+ID;所述ID优选为单片机的序列号,若该单片机无序列号,则该ID是指存储器的序列号。
2.如权利要求1所述的一种电子秤的称量方法,其特征在于:所述第一用户程序区的用户程序能被电子秤厂家提供的第一数据包更新,其操作步骤如下:
步骤一:先将所述第一数据包下载到计算机上,然后将电子秤与该计算机连接;
步骤二:打开安装在所述计算机的单片机PC端的ISP下载控制软件,通过该片机PC端的ISP下载控制软件将所述第一数据包传送给所述升级程序区;
步骤三:所述升级程序区收取第一数据包,并将第一数据包写入第一用户程序区。
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