CN109060101A - 一种电子秤环境自适应调整方法及系统 - Google Patents

一种电子秤环境自适应调整方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电子秤环境自适应调整方法及系统，方法包括：获取电子秤的当前环境状态和电子秤的当前采样重量计量值，所述电子秤的当前环境状态包括当前环境风速；根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值；根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值；根据得到的校正值对电子秤的当前采样重量计量值进行校正。本发明电子秤的当前环境状态包括当前环境风速，能消除风吹等环境因素的影响，通用性更强，且能结合实时采样的幅度极值和频率极值采用均值法得出相应的校正值，称重结果更加准确，可广泛应用于计量领域。

Description

一种电子秤环境自适应调整方法及系统
技术领域
本发明涉及计量领域，尤其是一种电子秤环境自适应调整方法及系统。
背景技术
电子秤是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的工具，通常情况下主要由承重系统(如秤盘、秤体)、传力转换系统(如杠杆传力系统、传感器)和示值系统(如刻度盘、电子显示仪表)3部分组成，用于对人体或各种物体进行称重。称重时，当人体或物体处于秤盘上时，便可从电子显示仪表中读出测量数据。
目前的电子秤大多不具备环境自适应调整的能力，容易受环境条件的影响，环境抗干扰的能力相对较弱。为此，市面上出现了部分具有环境温度校正功能的电子秤，能消除环境温度的影响而获得准确的称重值，其一般采用的校正方式是：在环境温度大于预设在本地的极限温度范围值时，自动对电子秤的称重结果进行校正。然而，实际的电子秤称重过程除了受到环境温度的影响之外，还可能会受到其他环境因素(如风吹等)的影响，此时如果仍沿用具有环境温度校正功能的电子秤，将因无法消除其他环境因素的影响而无法获得准确的称重值，通用性不强。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种称重准确和通用性强的电子秤环境自适应调整方法及系统。
本发明所采取的第一技术方案是：
一种电子秤环境自适应调整方法，包括以下步骤：
获取电子秤的当前环境状态和电子秤的当前采样重量计量值，所述电子秤的当前环境状态包括当前环境风速；
根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值；
根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值；
根据得到的校正值对电子秤的当前采样重量计量值进行校正。
进一步，所述根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值这一步骤，具体包括：
根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值和最小电压幅度值；
根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大频率值、电子秤当前环境状态下采样的最小频率值、第一电压幅度值和第二电压幅度值，其中，第一电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最大频率值相对应，第二电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最小频率值相对应。
进一步，所述根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值这一步骤，具体为：
根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值，所述当前环境状态下电子秤的校正值计算公式为：△V＝(Vmax-Vmin+V1–V2)/4，其中，ΔV为当前环境状态下电子秤的校正值，Vmax、Vmin、V1和V2分别为电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值、电子秤当前环境状态下采样的最小电压幅度值、第一电压幅度值和第二电压幅度值。
进一步，所述根据得到的校正值对电子秤的当前采样重量计量值进行校正这一步骤，具体包括：
根据得到的校正值得到电子秤环境校正后的采样重量计量值，所述电子秤环境校正后的采样重量计量值计算公式为：V＝Vad-ΔV-Vref，其中，V为电子秤环境校正后的采样重量计量值，Vad为电子秤放置待称重物品后的当前采样重量计量值，Vref为电子秤在放置待称重物品前的采样参考电压值；
输出电子秤环境校正后的采样重量计量值。
进一步，还包括以下步骤：
判断电子秤的当前环境状态下采样的电压梯度是否超过预设的阈值，若是，进入环境调整模式，此时执行根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值这一步骤，反之，则进入称重模式进行称重。
进一步，还包括在电子秤的当前工作状态异常时进行告警的步骤。
本发明所采取的第二技术方案是：
一种电子秤环境自适应调整系统，包括：
第一获取模块，用于获取电子秤的当前环境状态和电子秤的当前采样重量计量值，所述电子秤的当前环境状态包括当前环境风速；
第二获取模块，用于根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值；
第三获取模块，用于根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值；
校正模块，用于根据得到的校正值对电子秤的当前采样重量计量值进行校正。
进一步，所述第二获取模块包括：
幅度极值获取单元，用于根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值和最小电压幅度值；
频率极值获取单元，用于根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大频率值、电子秤当前环境状态下采样的最小频率值、第一电压幅度值和第二电压幅度值，其中，第一电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最大频率值相对应，第二电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最小频率值相对应。
进一步，所述第三获取模块具体用于：
根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值，所述当前环境状态下电子秤的校正值计算公式为：△V＝(Vmax-Vmin+V1–V2)/4，其中，ΔV为当前环境状态下电子秤的校正值，Vmax、Vmin、V1和V2分别为电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值、电子秤当前环境状态下采样的最小电压幅度值、第一电压幅度值和第二电压幅度值。
本发明所采取的第三技术方案是：
一种电子秤环境自适应调整系统，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载程序以执行如第一技术方案所述的一种电子秤环境自适应调整方法。
本发明的有益效果是：本发明一种电子秤环境自适应调整方法及系统，根据获取的当前环境状态得到电子秤采样的幅度极值和频率极值，进而根据电子秤采样的幅度极值和频率极值采用均值法得到环境校正值，电子秤的当前环境状态包括当前环境风速，能消除风吹等环境因素的影响，通用性更强，且能结合实时采样的幅度极值和频率极值采用均值法得出相应的校正值以完成校正，称重结果更加准确。
附图说明
图1为本发明一种电子秤环境自适应调整方法的整体流程图；
图2为本发明优选实施例电子秤的具体工作流程图。
具体实施方式
参照图1，一种电子秤环境自适应调整方法，包括以下步骤：
获取电子秤的当前环境状态和电子秤的当前采样重量计量值，所述电子秤的当前环境状态包括当前环境风速；
根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值；
根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值；
根据得到的校正值对电子秤的当前采样重量计量值进行校正。
本发明在进行采样时一般采用直角坐标系的形式，横轴是时间，纵轴为采样电压，这样就可以通过A/D转换芯片对电子秤称重传感器的数据进行采样。其中，电子秤当前环境状态下采样的幅度极值反映了当前环境状态下采样的幅值特性(即受环境影响幅度)；而电子秤当前环境状态下采样的频率极值则反映了当前环境状态下采样的频率变化特性(即受环境影响的规律性)。
进一步作为优选的实施方式，所述根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值这一步骤，具体包括：
根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值和最小电压幅度值；
根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大频率值、电子秤当前环境状态下采样的最小频率值、第一电压幅度值和第二电压幅度值，其中，第一电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最大频率值相对应，第二电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最小频率值相对应。
其中，AD采样可通过输入端与称重传感器输出端连接的A/D转换芯片(如HX710B芯片等)来进行。
进一步作为优选的实施方式，所述根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值这一步骤，具体为：
根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值，所述当前环境状态下电子秤的校正值计算公式为：△V＝(Vmax-Vmin+V1–V2)/4，其中，ΔV为当前环境状态下电子秤的校正值，Vmax、Vmin、V1和V2分别为电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值、电子秤当前环境状态下采样的最小电压幅度值、第一电压幅度值和第二电压幅度值。
进一步作为优选的实施方式，所述根据得到的校正值对电子秤的当前采样重量计量值进行校正这一步骤，具体包括：
根据得到的校正值得到电子秤环境校正后的采样重量计量值，所述电子秤环境校正后的采样重量计量值计算公式为：V＝Vad-ΔV-Vref，其中，V为电子秤环境校正后的采样重量计量值，Vad为电子秤放置待称重物品后的当前采样重量计量值，Vref为电子秤在放置待称重物品前的采样参考电压值；
输出电子秤环境校正后的采样重量计量值。
其中，Vad即为A/D转换芯片的实时输出值。Vref是静态值，反映了环境影响的厚度值(即不受环境影响前的值)。
进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：
判断电子秤的当前环境状态下采样的电压梯度是否超过预设的阈值，若是，进入环境调整模式，此时执行根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值这一步骤，反之，则进入称重模式进行称重。
其中，采样的电压梯度反映了采样电压的变化大小，电压变化的大小反映了电子秤受环境影响的大小，当受环境影响过大时需要采用本发明的方法进行环境自适应调整与校正。而称重模式为电子秤正常工作的模式，能测量出待测物品的实际重量。
进一步作为优选的实施方式，还包括在电子秤的当前工作状态异常时进行告警的步骤。
本发明增设了工作状态(如采样异常、通讯异常、环境异常、数据异常等)异常告警的过程，更加全面和方便。
与图1的方法相对应，本发明一种电子秤环境自适应调整系统，包括：
第一获取模块，用于获取电子秤的当前环境状态和电子秤的当前采样重量计量值，所述电子秤的当前环境状态包括当前环境风速；
第二获取模块，用于根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值；
第三获取模块，用于根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值；
校正模块，用于根据得到的校正值对电子秤的当前采样重量计量值进行校正。
进一步作为优选的实施方式，所述第二获取模块包括：
幅度极值获取单元，用于根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值和最小电压幅度值；
频率极值获取单元，用于根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大频率值、电子秤当前环境状态下采样的最小频率值、第一电压幅度值和第二电压幅度值，其中，第一电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最大频率值相对应，第二电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最小频率值相对应。
进一步作为优选的实施方式，所述第三获取模块具体用于：
根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值，所述当前环境状态下电子秤的校正值计算公式为：△V＝(Vmax-Vmin+V1–V2)/4，其中，ΔV为当前环境状态下电子秤的校正值，Vmax、Vmin、V1和V2分别为电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值、电子秤当前环境状态下采样的最小电压幅度值、第一电压幅度值和第二电压幅度值。
与图1的方法相对应，本发明一种电子秤环境自适应调整系统，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载程序以执行如本发明所述的一种电子秤环境自适应调整方法。
如图2所示，本实施例电子秤的具体工作过程如下：
1)系统上电，初始化和自检；
2)获取工作模式(包括称重模式、异常处理模式等)和当前环境状态；
3)进行工作循环。
其中，进行工作循环时先进行工作扫描，然后从按键处理、通讯处理、称重和异常处理这四种处理中选择一种开始工作。
本实施例的按键处理除了包括归零、去皮、关机等电子秤通用的按键处理外，还包括按键选择环境调整模式，选择好环境调整模式后即可采用本发明的电子秤环境自适应调整方法来进行环境校正。
以当前环境状态为风吹状态为例，环境校正的具体过程为：
a.获取AD采样受当前环境风速影响的不规则性：即获取电压变化梯度S，当电压梯度变化超过阈值，需进行环境适应调整，此时执行步骤b；
b.获取AD采样受当前环境风速的影响幅度：通过不断取数采样求采样的最小电压幅度值Vmin和最大电压幅度值Vmax；
c.获取AD采样受当前环境风速影响的规律性：通过不断取数采样求采样频率的最大频率值fmax和最小频率值fmin，以及对应的第一电压幅度值V1和第二电压幅度值V2；
d.获取AD采样的静态值(即电子秤在放置待称重物品前的采样参考电压值)Vref；
e.结合A/D转换芯片的当前采样重量计量值Vad计算出电子秤环境校正后的采样重量计量值V＝Vad-(Vmax-Vmin+V2–V1)/4-Vref，并进行输出。
而通讯处理、称重和异常处理的具体实现过程如图2所示。
综上所述，本发明一种电子秤环境自适应调整方法及系统，利用了时间均摊的原理(即均值法，根据实时采样取数平均，非绝对值)根据获取的当前环境状态得到电子秤采样的幅度极值和频率极值，进而根据电子秤采样的幅度极值和频率极值采用均值法得到环境校正值，电子秤的当前环境状态包括当前环境风速，能消除风吹等环境因素的影响，通用性更强，且能结合实时采样的幅度极值和频率极值采用均值法得出相应的校正值以完成校正，称重结果更加准确。本发明的方案在电子秤测量领域具有广阔的应用前景。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种电子秤环境自适应调整方法，其特征在于：包括以下步骤：
获取电子秤的当前环境状态和电子秤的当前采样重量计量值，所述电子秤的当前环境状态包括当前环境风速；
根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值；
根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值；
根据得到的校正值对电子秤的当前采样重量计量值进行校正。
2.根据权利要求1所述的一种电子秤环境自适应调整方法，其特征在于：所述根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值这一步骤，具体包括：
根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值和最小电压幅度值；
根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大频率值、电子秤当前环境状态下采样的最小频率值、第一电压幅度值和第二电压幅度值，其中，第一电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最大频率值相对应，第二电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最小频率值相对应。
3.根据权利要求2所述的一种电子秤环境自适应调整方法，其特征在于：所述根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值这一步骤，具体为：
根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值，所述当前环境状态下电子秤的校正值计算公式为：△V＝(Vmax-Vmin+V1–V2)/4，其中，ΔV为当前环境状态下电子秤的校正值，Vmax、Vmin、V1和V2分别为电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值、电子秤当前环境状态下采样的最小电压幅度值、第一电压幅度值和第二电压幅度值。
4.根据权利要求3所述的一种电子秤环境自适应调整方法，其特征在于：所述根据得到的校正值对电子秤的当前采样重量计量值进行校正这一步骤，具体包括：
根据得到的校正值得到电子秤环境校正后的采样重量计量值，所述电子秤环境校正后的采样重量计量值计算公式为：V＝Vad-ΔV-Vref，其中，V为电子秤环境校正后的采样重量计量值，Vad为电子秤放置待称重物品后的当前采样重量计量值，Vref为电子秤在放置待称重物品前的采样参考电压值；
输出电子秤环境校正后的采样重量计量值。
5.根据权利要求1所述的一种电子秤环境自适应调整方法，其特征在于：还包括以下步骤：
判断电子秤的当前环境状态下采样的电压梯度是否超过预设的阈值，若是，进入环境调整模式，此时执行根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值这一步骤，反之，则进入称重模式进行称重。
6.根据权利要求1所述的一种电子秤环境自适应调整方法，其特征在于：还包括在电子秤的当前工作状态异常时进行告警的步骤。
7.一种电子秤环境自适应调整系统，其特征在于：包括：
第一获取模块，用于获取电子秤的当前环境状态和电子秤的当前采样重量计量值，所述电子秤的当前环境状态包括当前环境风速；
第二获取模块，用于根据获取的当前环境状态得到电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值；
第三获取模块，用于根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值；
校正模块，用于根据得到的校正值对电子秤的当前采样重量计量值进行校正。
8.根据权利要求7所述的一种电子秤环境自适应调整系统，其特征在于：所述第二获取模块包括：
幅度极值获取单元，用于根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值和最小电压幅度值；
频率极值获取单元，用于根据获取的当前环境状态通过AD采样得到电子秤当前环境状态下采样的最大频率值、电子秤当前环境状态下采样的最小频率值、第一电压幅度值和第二电压幅度值，其中，第一电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最大频率值相对应，第二电压幅度值与电子秤当前环境状态下采样的最小频率值相对应。
9.根据权利要求8所述的一种电子秤环境自适应调整系统，其特征在于：所述第三获取模块具体用于：
根据电子秤当前环境状态下采样的幅度极值和当前环境状态下采样的频率极值采用均值法得到当前环境状态下电子秤的校正值，所述当前环境状态下电子秤的校正值计算公式为：△V＝(Vmax-Vmin+V1–V2)/4，其中，ΔV为当前环境状态下电子秤的校正值，Vmax、Vmin、V1和V2分别为电子秤当前环境状态下采样的最大电压幅度值、电子秤当前环境状态下采样的最小电压幅度值、第一电压幅度值和第二电压幅度值。
10.一种电子秤环境自适应调整系统，其特征在于：包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载程序以执行如权利要求1-6任一项所述的一种电子秤环境自适应调整方法。
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