CN105973445A - 一种基于云服务的智能电子秤系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云服务的智能电子秤系统，所述智能电子秤系统包括依次连接的数据采集模块、信号处理模块、单片机处理模块和显示模块，所述单片机处理模块上面还设置有报警模块和按键处理模块，所述数据采集模块和所述信号处理模块直接设置有滤波电路，所述智能电子秤系统还包括云端部分，所述云端部分包括云端服务器及连接云端服务器的无线接入点,所述智能电子秤系统还包括去皮按键，电性连接至所述单片机处理模块；采用本技术方案使得得到的结果不仅准确性得到提高，而且比较直观，给用户更好的体验，并且还加入了报警模块，使得电子秤的功能更加完善。

Description

一种基于云服务的智能电子秤系统

技术领域

本发明属于智能电子技术领域，具体涉及一种基于云服务的智能电子秤系统。

背景技术

智能电子秤是日常生活中经常使用的一种测重装置,它采用了电子技术、传感器技术等，测量的误差小，可以将“精确、快速、自动”的要求很好的满足。现实生活中，在学校、市场、工厂、医院等地方都得到了广泛的推广和应用，国际社会上，很多西方发达国家研制出的电子秤准确度高，可靠性高，可以说已经达到了很高的水平。他们已经研制了具有较高准确度、防水、耐腐蚀以及在高气压下正常工作的电子秤。目前，我国在电子秤称重技术上虽然与西方发达国家仍有一些差距。

因此,需要提供一种精度更高，准确度更高的智能电子秤来提升国内技术。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于云服务的智能电子秤系统，使得电子秤的精度和可靠性得到保证。

一种基于云服务的智能电子秤系统，所述智能电子秤系统包括依次连接的数据采集模块、信号处理模块、单片机处理模块和显示模块，所述单片机处理模块上面还设置有报警模块和按键处理模块，所述数据采集模块和所述信号处理模块直接设置有滤波电路，所述智能电子秤系统还包括云端部分，所述云端部分包括云端服务器及连接云端服务器的无线接入点，称重单元具有供云端部分及移动终端识别的独立IP，秤体可测得人体的体重、脂肪率、水分率、肌肉率、人体骨骼含量、内脏脂肪率或BMI值的数据，并通过无线通讯模块传递数据，由云端部分的无线接入点接收，云端服务器内设管理软件，针对IP对应秤体建立独立管理档案，对数据进行储存；所述终端能够配对秤体的IP创建账户，根据账户可通过服务器从云端接收来自对应IP的秤体的数据, 所述智能电子秤系统还包括去皮按键，电性连接至所述单片机处理模块，当所述去皮按键被按下时，所述单片机处理模块还用于在一预设的去皮倒计时时间到达后，将计算出的多个压力传感器所承受的重量值设置为所述具有称重功能的便携式电子装置称重时的称重零点，以对所述具有称重功能的便携式电子装置进行去皮。

优选地，所述数据采集模块用于将物体的重量这个非电量转换为电压或者电流这些电量形式，以便后续的处理、输出。

优选地，所述数据采集模块包括压力传感器，所述压力传感器为电阻式压力传感器。

优选地，所述信号处理模块用于信号放大与信号转换，包括信号放大模块与A/D转换模块。

优选地，所述显示模块应该主要用于显示物体的重量、单价、总价。

优选地，所述按键处理模块用于手动输入物品的单价，实现人机交互。

优选地，所述信号处理模块采用的是高精度的A/D转换器HX711。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的一种基于云服务的智能电子秤系统，通过传感器模块将物体重量这个非电量转化为电量，使得传感器输出的电量与物体的重量有一定的对应关系，对传感器输出的数据进行处理；用单片机来进行对信号的处理，这样得到的结果不仅准确性得到提高，而且比较直观，给用户更好的体验，并且还加入了报警模块，使得电子秤的功能更加完善; 用户在使用时，通过秤体测得的各项数据，发送到云端部分，由云端服务器储存及处理，当用户需要这些数据时，则可以通过终端，如手机或个人PC连接云端下载，这样不但便于用户随时知悉数据，而且数据储存安全，不会造成数据丢失，而云端部分及终端还可以根据搭载的软件进行相关的数据处理，如生成身体数据与时间的曲线图，适当的饮食建议等，在使用功能上更为丰富及便捷, 通过单片机处理模块对具有称重功能的便携式电子装置自身的重量进行去皮，提高了称重的精确度。

附图说明

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1是本发明一种基于云服务的智能电子秤系统的系统框图。

具体实施方式

为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

参照图1，图中公开的一种基于云服务的智能电子秤系统，所述智能电子秤系统包括依次连接的数据采集模块、信号处理模块、单片机处理模块和显示模块，所述单片机处理模块上面还设置有报警模块和按键处理模块，所述数据采集模块和所述信号处理模块直接设置有滤波电路，所述智能电子秤系统还包括云端部分，所述云端部分包括云端服务器及连接云端服务器的无线接入点，称重单元具有供云端部分及移动终端识别的独立IP，秤体可测得人体的体重、脂肪率、水分率、肌肉率、人体骨骼含量、内脏脂肪率或BMI值的数据，并通过无线通讯模块传递数据，由云端部分的无线接入点接收，云端服务器内设管理软件，针对IP对应秤体建立独立管理档案，对数据进行储存；所述终端能够配对秤体的IP创建账户，根据账户可通过服务器从云端接收来自对应IP的秤体的数据, 所述智能电子秤系统还包括去皮按键，电性连接至所述单片机处理模块，当所述去皮按键被按下时，所述单片机处理模块还用于在一预设的去皮倒计时时间到达后，将计算出的多个压力传感器所承受的重量值设置为所述具有称重功能的便携式电子装置称重时的称重零点，以对所述具有称重功能的便携式电子装置进行去皮。

在实际使用时，可以一个云端部分配对多个称重单元使用，相应的就要求称重单元具有供云端部分及移动终端识别的独立IP，其可以通过主控制板或是无线通讯模块来实现；而在云端服务器内，也需要针对每个IP对应的秤体来建立独立的管理档案，用来分别储存对应秤体测得的数据。终端通常可以为移动终端或个人PC，方便于用户下载数据，其同样装在定制的软件，用户在使用时，配对于对应的秤体IP建立独立的账户，登陆账户后，就可以通过云端服务器从云端下载秤体测得的数据，以便于随时的知悉及管理，而通过软件的功能扩展，还可以生成一段时间内各项数据的直观曲线关系图，并给与适当的饮食建议，使得系统功能更为丰富，也更为便捷及人性化，实现了健康管理。

所述单片机处理模块的控制芯片为STC89C52，数据采集模块电路的作用是将物体的重量这个非电量，转换为电压或者电流这些电量形式，以便后续的处理、输出，因此需要用到压力传感器，为了提高设计准确性、精确度以及可靠性，本实施例采用电阻式压力传感器，电阻应变式传感器能够将各种力学物理量转换为电信号，主要是利用电阻应变效应制成的；数据处理模块的主要器件为变阻式压力传感器。变阻式压力传感器是根据电阻应变效应原理制成的。电阻应变效应是指当导体受力的作用，外部形状发生机械形变时，内部电阻也发生相应变化的现象。电阻应变片把导体形变的信号转换电阻变化的信号，但是由于变化的电阻值一般都比较小，直接测量得到的结果不精确。因此，一般使用特定的转换电路将电阻的变化转化为电压或者电流的变化。这种转换电路经常采用直流电桥。

电阻式压力传感器是一款常用的传感器，拥有很多的优点。使用比较灵敏，测量精度高，稳定性较好，分辨力高；应用领域比较广泛，许多机械量传感器都可以使用应变片制作而成；体积小，结构简单；操作简单方便，用户体验较好，便于远距离测量和商品化发展；对环境要求不高，可以在恶劣情况下正常工作，适应能力出色，在频率响应方面性能优越。

信号处理模块在本系统中包括信号放大与信号转换两个功能，所以应该包括信号放大模块与A/D转换模块，采用集成的高精度A/D转换器HX711，X711内部不仅集成了信号放大模块，而且包含了一款高精度的24位A/D转换器，不仅如此，HX711内部还集成了完成放大和转换功能所需要一些外围电路，比如稳压电源，时钟振荡器等。它的优点是精确度高，成本低,抗干扰能力强卓越且响应迅速。此外，HX711与单片机之间主要是通过管脚来驱动的,接口电路简单,不需要对芯片内的寄存器进行编程；HX711是一款专为电子秤设计A/D转换器，是一个24位的A/D转换器。它将一个放大倍数可调的信号放大模块与一个A/D转换模块集成在内部，功能十分强大。芯片有两个通道A、B，由输入开关与内部的可编程放大器相连接来进行选择。通道A的可编程增益为128或64。通道B的可编程增益为32。HX711内部还集成了完成放大和转换功能所需要一些外围电路，比如稳压电源，时钟振荡器等。为简化开机的初始化过程，HX711采用的是上电自动复位

显示模块应该主要用于显示物体的重量、单价、总价，设计主要是力求使人机交换界面美观，采用LCD液晶显示，晶显示模块可以显示出字符，因此经常用来作为字符显示模块，在单片机应用中使用较多。它不仅显示内容丰富，还拥有很多数码管不具备的优点。LCD1602不仅功耗低、驱动电压小、显示信息量大，而且使用周期长，不会产生辐射与污染，LCD1602属于液晶显示器件中最为常用的一种。它的工作电压为5V，拥有8位数据总线和三个控制端口，并且还可以调节显示器的亮度，可以显示2行16个字符，并且具备液晶显示模块的所有优点。

按键电路模块主要用来手动输入物品的单价，实现人机交互的功能，采用4矩阵薄膜键盘，*4矩阵薄膜键盘属于薄膜开关的一种，由上电路、面板、下电路、隔离层四个部分组成，内部集成了16个小的按键开关，并且按照矩阵式的排列着。它是一种近来非常流行的集功能性与装饰性于一体操作系统，不仅外形美观、体积小，而且密封性强，具有防尘、防潮等优点；矩阵键盘一般作为单片机的外部设备使用，一般情况下将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条垂直线和水平线在交叉处都用一个按键来连接,不能直接连通。水平线和垂直线交叉后伸出8根导线,连接到单片机的一个端口,可以构成16个按键功能,相比于直接将按键与端口连接多了一倍。因此，当需要的按键较多时，使用矩阵法来做键盘是十分合理的。

报警模块主要由蜂鸣器构成，当物品的重量超出电子秤的量程是蜂鸣器将发出警报声，以防止器件受到损坏，警电路串联接到单片机的一个端口。但是单片机输出高电平时的电压相当于Vcc，蜂鸣器的额定电压小于5V，为了保护电路可以加入电阻，蜂鸣器的内阻为几百欧姆，选用R=1000欧姆。另外为了更好的保护电路，一般还加入NPN型三极管。利用三极管饱和、截止时的特性来当做开关使用。本设计中超出量程时，单片机输出高电平，此时三极管导通，蜂鸣器发出警报，反之，不发出警报。

本发明提供的一种基于云服务的智能电子秤系统，通过传感器模块将物体重量这个非电量转化为电量，使得传感器输出的的电量与物体的重量有一定的对应关系，对传感器输出的数据进行处理；用单片机来进行对信号的处理，这样得到的结果不仅准确性得到提高，而且比较直观，给用户更好的体验，并且还加入了报警模块，使得电子秤的功能更加完善。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于云服务的智能电子秤系统，其特征在于，所述智能电子秤系统包括依次连接的数据采集模块、信号处理模块、单片机处理模块和显示模块，所述单片机处理模块上面还设置有报警模块和按键处理模块,所述数据采集模块和所述信号处理模块直接设置有滤波电路,所述智能电子秤系统还包括云端部分，所述云端部分包括云端服务器及连接云端服务器的无线接入点，称重单元具有供云端部分及移动终端识别的独立IP，秤体可测得人体的体重、脂肪率、水分率、肌肉率、人体骨骼含量、内脏脂肪率或BMI值的数据，并通过无线通讯模块传递数据，由云端部分的无线接入点接收，云端服务器内设管理软件，针对IP对应秤体建立独立管理档案，对数据进行储存；所述终端能够配对秤体的IP创建账户，根据账户可通过服务器从云端接收来自对应IP的秤体的数据; 所述智能电子秤系统还包括去皮按键，电性连接至所述单片机处理模块，当所述去皮按键被按下时，所述单片机处理模块还用于在预设的去皮倒计时时间到达后，将计算出的多个压力传感器所承受的重量值设置为所述具有称重功能的便携式电子装置称重时的称重零点，以对所述具有称重功能的便携式电子装置进行去皮。

2.根据权利要求1所述的智能电子秤系统，其特征在于，所述数据采集模块用于将物体的重量这个非电量转换为电压或者电流这些电量形式，以便后续的处理、输出。

3.根据权利要求2所述的智能电子秤系统，其特征在于，所述数据采集模块包括压力传感器，所述压力传感器为电阻式压力传感器。

4.根据权利要求1所述的智能电子秤系统，其特征在于，所述信号处理模块用于信号放大与信号转换，包括信号放大模块与A/D转换模块。

5.根据权利要求1所述的智能电子秤系统，其特征在于，所述显示模块应该主要用于显示物体的重量、单价、总价。

6.根据权利要求1所述的智能电子秤系统，其特征在于，所述按键处理模块用于手动输入物品的单价，实现人机交互。

7.根据权利要求1所述的智能电子秤系统，其特征在于，所述信号处理模块采用的是高精度的A/D转换器HX711。