CN109829348A - 基于stm32单片机的食品信息采集系统 - Google Patents

Abstract

基于STM32单片机的食品信息采集系统，包括主控模块、AD转换模块、压力传感模块、RFID读写模块、电源模块、LCD显示模块和按键模块。AD转换模块和压力传感模块共同构成称重装置采集食品重量信息，RFID读写模块实现对用户对象身份信息的确认，LCD显示模块和按键模块实现食品种类参数的设定和运行状态的控制。STM32主控模块实现系统中信息的采集、处理和发送，对采集到的食品摄入量、种类和用户信息进行匹配，并通过WIFI传输的方式将食品信息和用户身份实时发送到服务器接收端。本发明用于在自助取菜模式下，对用户数据和食品信息进行采集并传输，为食品摄入量的分析提供了帮助。

Description

基于STM32单片机的食品信息采集系统

技术领域

本发明涉及一种食品信息采集系统，具体涉及基于STM32单片机的自助取菜模式下食品种类、摄入量和用户身份信息的采集及传输。

背景技术

近年来，中国餐饮行业在政府政策推动、居民消费持续增强、行业创新转型驱动下，进入了稳步发展阶段。在就餐方式上，自助取菜模式以其自由度高、选择性多的特点越来越受到食客的喜爱，为顾客提供挑选菜品的最大自由。

另一方面，收入的增加、生活水平的提高使得消费者越来越注重营养健康，吃得明白、吃得营养、吃出健康成为人们对美食的新追求。如果说了解食物摄入量对普通顾客而言只是健康生活的锦上添花，那么对于疾病患者、减肥人士等来说则是治疗疾病、对抗肥胖的雪中送炭。如果能在顾客取菜时就提供食物摄入量信息和查询信息的相关接口，必能为顾客的身体健康保驾护航。因此，为了解决自助取菜模式下存在的普遍问题，使消费者更清楚地了解每餐所摄入的食品量，并及时在取菜时调整，需要进行自动食品信息采集。

目前，针对自助取菜的信息采集装置已经实现独立的菜品称重显示和相应处理，但缺乏集成性和对采集信息进一步的整合传输，来提高消费者在自助取菜过程中的体验感。

公布号为CN205843782U的专利申请公开了一种基于STM32控制的称重电子秤装置。该实用新型专利解决了台式电子秤体积大、成本高的问题，提出了一种测量准确、使用方便、价格低廉的便携式电子秤。但其仅提供了基础的称重和显示功能，缺乏对食品数据信息的进一步利用和分析。

公布号为CN208256036U的专利申请公开了一种新型智能自助售餐系统。该实用新型专利可以自动获得打取菜品的重量，对相应的用户进行价格结算，提高了售餐效率。但其在信息发送传输过程中缺乏与用户的互联。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种基于STM32单片机的食品信息采集系统。

本发明可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于STM32单片机的食品信息采集系统，用于对特定场景下食品种类、摄入量和用户身份信息的采集及传输，其特征在于：包括：STM32主控模块、AD转换模块、RFID读写模块、LCD显示模块、按键模块、压力传感模块、电源模块和服务器接收端；

STM32主控模块：主控模块与AD转换模块、RFID读写模块、LCD显示模块以及按键模块相连接；STM32主控模块接收来自AD转换模块、RFID读写模块的采集信息，接收来自按键模块的控制信息；STM32主控模块向LCD显示模块发送信息，并以WIFI传输的方式将信息发送到服务器接收端；

AD转换模块：AD转换模块与STM32主控模块和压力传感模块相连接，用于采集食品重量信息；AD转换模块接收来自压力传感模块的模拟电压信号，并将转换后的数字信号传送至STM32主控模块；

压力传感模块：压力传感模块与AD转换模块相连接，将食品的重量信息转化为相应电压信号传送至AD转换模块；

RFID读写模块：RFID读写模块与STM32主控模块相连接，用于采集用户信息；RFID读写模块接收来自RFID标签的共振信息，并将处理后的信号传送至STM32主控模块；

LCD显示模块包含TFT液晶屏，其与STM32主控模块相连接，接收来自STM32主控模块的采集信息，并向STM32主控模块传送信息；

按键模块包含自定义按键，其与STM32主控模块相连接，向STM32主控模块发送控制信息。LCD显示模块和按键模块共同实现对不同食品种类的预先设定，并对用户取菜时的信息采集状态进行控制。

所述的STM32单片机采用STM32F103ZET6型号，主控芯片实现系统中信息的采集、处理和发送，对采集到的食品摄入量、种类和用户信息进行匹配，并完成数据的传输。

所述的AD转换模块和压力传感模块共同构成称重装置，AD转换模块采用HX711芯片，芯片内提供的稳压电源可以直接向外部压力传感器和芯片内的转换器提供电源，用于将外部压力传感器的模拟电压信号转换为数字信号。外部压力传感器由四个压力电阻组成全桥式电路，提高所测的精度。

所述的STM32主控模块对来自AD转换模块的食品重量信息进行连续采集，当压力传感模块的信号稳定后即表明当前用户本次取菜完毕，用当前压力值与运行前的基准值(包括食品容器自重和测量误差)之差来表示本次取菜该类食品的摄入量。

所述的RFID读写模块采用MFRC522射频芯片，用户取菜过程中相应菜品容器对不同用户的RFID标签进行识别。寻卡循环过程中检测到信号后进入防冲突机制和选卡，以实现对当前取菜对象身份信息的确认。

所述的STM32主控模块在完成对食品重量和用户身份信息的整合后，通过WIFI传输的方式，将食品信息和用户身份整合上传至服务器。用户可以通过移动端访问服务器，读取个人用餐情况的食品摄入量分析。

本发明的优点和积极效果是：

本发明基于STM32单片机，运用于自助取菜餐厅中对采集到的食品摄入量、种类和用户信息进行匹配，并完成数据的传输。本发明的称重装置能够实现精准测量，同时运用RFID技术实现对用户身份匹配确认，最后完成数据信息的实时传输。用户可通过访问服务器来获取整合后的信息，根据食品摄入量达到健康饮食的目的。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

一种基于STM32单片机的食品信息采集系统，如附图1所示。该系统包括主控模块、AD转换模块、压力传感模块、RFID读写模块、电源模块、LCD显示模块和按键模块。

STM32单片机采用STM32F103ZET6型号，主控芯片实现系统中信息的采集、处理和发送，对采集到的食品摄入量、种类和用户信息进行匹配，并完成数据的传输。

AD转换模块和压力传感模块共同构成称重装置。STM32主控模块对来自AD转换模块的食品重量信息进行连续采集，当压力传感模块的信号稳定后即表明当前用户本次取菜完毕，用当前压力值与运行前的基准值(包括食品容器自重和误差值)之差来表示本次取菜该类食品的摄入量。AD转换模块采用HX711芯片，芯片内提供的稳压电源可以直接向外部压力传感器和芯片内的转换器提供电源。外部压力传感器由四个压力电阻组成全桥式电路，提高所测的精度。称重装置芯片的SCK和DT引脚分别连接STM32单片机的PB0和PB1引脚。

RFID读写模块采用MFRC522射频芯片，用户取菜过程中相应菜品容器对不同用户的RFID标签进行识别。寻卡循环过程中检测到信号后进入防冲突机制和选卡，以实现对当前取菜对象身份信息的确认。RFID读写模块芯片的MOSI、MISO和SCK引脚分别连接STM32单片机的PB15、PB14和PB13引脚。

LCD显示模块和按键模块包含TFT液晶屏和自定义按键，用于对不同食品种类的预先设定，并对用户取菜时的信息采集状态进行控制。按键程序采用软件去抖；当检测到有按键按下时，先执行一次10ms的延时函数，之后再确认该按键电平能否保持闭合状态。

STM32主控模块在完成对食品重量和用户身份信息的整合后，通过WIFI传输的方式，将食品信息和用户身份整合上传至服务器。用户可以通过移动端访问服务器，读取个人用餐情况的食品摄入量分析。采用ESP8266芯片实现串口与WIFI之间的转换，从而达到与单片机之间的通信。在STA模式下，WIFI芯片的TX引脚和RX引脚分别与STM32单片机相应串口的RX引脚和TX引脚相连。

整个系统运行流程：

把单片机装置安装在自助取菜餐厅的不同食品容器底部。取菜开始前，商家通过按键模块和LCD显示模块设定不同食品的种类参数。

开始取菜时，在用户一次取菜完毕后，系统根据信号稳定后食品容器内的压力变化，经压力传感模块和AD转换模块获得用户本次取菜的相应食品重量；同时在用户靠近RFID识别区后获得用户个人标签的身份信息。STM32主控模块完成对本次取菜的食品种类、重量和用户身份信息的整合，通过WIFI传输发送至服务器。用户可以通过移动终端访问服务器获取本次取菜的食品摄入量信息。用户重复上述取菜过程。待取餐结束后，用户可以获取本餐取菜的总食品摄入量信息。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (1)

1.一种基于STM32单片机的食品信息采集系统，用于自助取菜模式下食品种类、摄入量和用户身份信息的采集及传输，其特征在于：包括：STM32主控模块、AD转换模块、RFID读写模块、LCD显示模块、按键模块、压力传感模块、电源模块和服务器接收端；

STM32主控模块：主控模块与AD转换模块、RFID读写模块、LCD显示模块以及按键模块相连接；STM32主控模块接收来自AD转换模块、RFID读写模块的采集信息，接收来自按键模块的控制信息；STM32主控模块向LCD显示模块发送信息，并以WIFI传输的方式将信息发送到服务器接收端；

AD转换模块：AD转换模块与STM32主控模块和压力传感模块相连接，用于采集食品重量信息；AD转换模块接收来自压力传感模块的模拟电压信号，并将转换后的数字信号传送至STM32主控模块；

压力传感模块：压力传感模块与AD转换模块相连接，将食品的重量信息转化为相应电压信号传送至AD转换模块；

RFID读写模块：RFID读写模块与STM32主控模块相连接，用于采集用户信息；RFID读写模块接收来自RFID标签的共振信息，并将处理后的信号传送至STM32主控模块；

LCD显示模块：LCD显示模块包含TFT液晶屏，其与STM32主控模块相连接，接收来自STM32主控模块的采集信息，并向STM32主控模块传送信息；

按键模块：按键模块包含自定义按键，其与STM32主控模块相连接，向STM32主控模块发送控制信息。LCD显示模块和按键模块共同实现对不同食品种类的预先设定，并对用户取菜时的信息采集状态进行控制；

所述的STM32主控模块采用STM32F103ZET6型号，STM32主控模块实现系统中信息的采集、处理和发送，对采集到的食品摄入量、种类和用户信息进行匹配，并完成数据的传输；

所述的AD转换模块和压力传感模块共同构成称重装置，AD转换模块采用HX711芯片，芯片内提供的稳压电源直接向外部压力传感器和芯片内的转换器提供电源，用于将外部压力传感器的模拟电压信号转换为数字信号；外部压力传感器由四个压力电阻组成全桥式电路；

所述的STM32主控模块对来自AD转换模块的食品重量信息进行连续采集，当压力传感模块的信号稳定后即表明当前用户本次取菜完毕，用当前压力值与运行前的基准值(包括食品容器自重和测量误差)之差来表示本次取菜该类食品的摄入量；

所述的RFID读写模块采用MFRC522射频芯片，用户取菜过程中相应菜品容器对不同用户的RFID标签进行识别；寻卡循环过程中检测到信号后进入防冲突机制和选卡，以实现对当前取菜对象身份信息的确认；

所述的STM32主控模块在完成对食品重量和用户身份信息的整合后，通过WIFI传输的方式，将食品信息和用户身份整合上传至服务器；用户通过移动端访问服务器，读取个人用餐情况的食品摄入量分析。