CN110031075A - 一种智能语音称重系统 - Google Patents

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陈泽斌
叶晓青
赵彦明
李飞飞
彭泽
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/18—Indicating devices, e.g. for remote indication; Recording devices; Scales, e.g. graduated

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Abstract

本发明公开了一种智能语音称重系统，包括存储模块、MCU处理模块、语音模块、称重模块、网络模块、远程服务器以及云端；不仅具备语音播报功能且可云端进行数据记录分析，既顺应了物联网人工智能时代的发展，又满足了各类视力不好用户体验度提升的需求；解决了视力不好如近视、白内障或一些患有眼疾人群看不清用电子秤上显示屏数据的问题；还解决了断网时的数据存储，恢复网络时的数据上报问题；提高了称重电路输出的稳定性，足不出户即可实现云端上的技术人员进行体重健康风险评估。

Description

一种智能语音称重系统
技术领域
本发明涉及称重装置领域，尤其是一种智能语音称重系统。
背景技术
随着科技技术的发展，现代电子称重设备趋向于智能化、微型化方向发展，比如市场出现最多的带有显示屏的电子称重设备，人们可以很方便的通过显示屏看到物品的实时重量。但是，现有的电子称重设备不具备连接云服务器的功能，不能将实时的称重数据上传给云服务器进行大数据分析，而且由于电子称重设备的微型化导致显示屏偏小，使得其显示功能并不便捷，尤其是很多视力不好的人们很难看清显示屏上所显示的物品重量。
为了能够满足电子称重设备在物联网和人工智能时代中取得更好的发展，提高其使用便利程度，满足各种人群的需求，一种具备语音播报功能且可云端进行数据记录分析的称重设备的研究，既符合了物联网人工智能时代，又满足各类视力不好用户体验度提升的需求。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种智能语音称重系统，不仅具备语音播报功能且可云端进行数据记录分析，既顺应了物联网人工智能时代的发展，又满足了各类视力不好用户体验度提升的需求。
技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：
一种智能语音称重系统，包括存储模块、MCU处理模块、语音模块、称重模块、网络模块、远程服务器以及云端；所述称重模块读取称重信号经MCU处理模块处理转换后得到称重的重量数据分别传输至语音模块、网络模块以及存储模块；所述语音模块接收数据执行重量播报并将数据通过网络模块传输至远程服务器，远程服务器对数据进行过滤中转处理后传送至云端存储；所述存储模块用于网络模块故障时的数据存储。
更为优选的，所述存储模块包括存放系统的初始化配置信息以及处理后重量数据的存储的MicroSD存储器。
更为优选的，所述MCU处理模块通过STEM32F103芯片连接外设进行数据交换，数据处理以及访问控制。
更为优选的，所述语音模块通过WTV020-S语音芯片与MCU处理模块进行数据连接并控制外设扬声器播报。
更为优选的，所述称重模块包括称重传感器、RC滤波电路以及INA128放大器；其中称重传感器输入端添加RC滤波电路，再接入INA128放大器。
更为优选的，所述网络模块包括与MCU处理模块进行物理连线的外设ESP8266EX芯片；所述ESP8266EX芯片与远程服务器建立TCP联系。
更为优选的，所述ESP8266EX芯片网络配置的输入参数从存储模块中存放的初始化配置信息读取。
有益效果：本发明所公开的一种智能语音称重系统，与现有技术相比，具有以下优点：
(1)符合了物联网人工智能时代，电子称重设备可获得人工智能先进算法的服务。
(2)解决了视力不好如近视、白内障或一些患有眼疾人群看不清用电子秤上显示屏数据的问题。
(3)解决了断网时的数据存储，恢复网络时的数据上报问题。
(4)提高了称重电路输出的稳定性能，解决了漂移问题。
(5)足不出户即可实现云端上的技术人员进行体重健康风险评估。
附图说明
图1是本发明实施例1智能语音称重系统的系统模块结构示意图；
图2是本发明实施例1智能语音称重系统的各模块具体结构示意图；
图3是本发明实施例1称重模块的电路结构示意图。
具体实施方式
首先对技术术语做出解释：
MCU处理模块是微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
STEM32F103芯片属于中低端的32位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体(ST)公司出品，其内核是Cortex-M3。
WTV020-S语音芯片包含WT5010、WTV020及WT5040，其语音时间长度分别为10秒、20秒和40秒。WTV020系列语音芯片是一款功能强大的一次性可编程语音芯片，可选控制方式有按键控制模式、并口控制模式、串口控制模式等。按键控制模式的触发方式灵活；串口模式下可控制音量、打开或关闭功放、有循环播放和停止功能。
INA128放大器是低功耗，高精度的通用仪表放大器，通用的3运放设计和体积小巧使其应用范围广泛。
ESP8266EX芯片是一套高度集成的Wi-Fi SoC解决方案，可作为Wi-Fi适配器，单核CPU时钟高达160MHz，拥有+19.5dBm天线端输出功率，ESP系列芯片包含ESP8266EX及ESP32-D0WDQ6，其核数分别为单核，双核，拥有自成体系的Wi-Fi网络功能。
实施例1：
请参阅图1-3所示，本发明公开了一种智能语音称重系统，包括存储模块1、MCU处理模块2、语音模块3、称重模块4、网络模块5、远程服务器6以及云端7。
所述存储模块1包括存放系统的初始化配置信息以及处理后重量数据的存储的MicroSD存储器11。
所述MCU处理模块2通过STEM32F103芯片21连接外设进行数据交换，数据处理以及访问控制。
所述语音模块3通过WTV020-S语音芯片31与MCU处理模块2进行数据连接并控制外设扬声器播报。
所述称重模块4包括称重传感器41、RC滤波电路42以及INA128放大器43；其中称重传感器41输入端添加RC滤波电路42，再接入1NA128放大器43，具体电路结构示意图请参考图3所示。
所述网络模块5包括与MCU处理模块2进行物理连线的外设ESP8266EX芯片51；所述ESP8266EX芯片51与远程服务器6建立TCP联系；所述ESP8266EX芯片51网络配置的输入参数从存储模块1中存放的初始化配置信息读取。
工作原理与过程：
当称重装置上有重物称量时，称重模块4中的称重传感器41产生差分信号，由称重模块4中的RC滤波电路42进行降噪滤波，信号再传入INA128放大器43中进行信号放大，放大后的信号通过STM32F103芯片21的内部AD转换模块进行模数转换，得到称重传感器41的数字信号，如图3所示，电路上经过放大处理后的数字信号再通过分压，然后将分压后的电压信号输入STM32F103芯片21，由STM32F103芯片21上的软件进行均值滤波操作，即得到了最后称重物的重量，重量最后交由3个模块执行，分别是语音模块3，网络模块5，存储模块1。
所述STM32F103芯片21处理完称重模块4后，交给语音模块3处理，通过WTV020-S语音芯片31控制扬声器，使扬声器用声音的方式播报当前的重量，然后把重量数据通过ESP8266EX芯片51传送至远程服务器6，远程服务器6对数据进行过滤中转处理后传至云端7，最后数据由云端7永久存储。
在网络模块5的ESP8266EX芯片51的处理过程中，有2种以上的状态，其中最频繁发生的2种状态分别是有网状态和断网状态，当ESP8266EX芯片51处于有网状态时，系统运行正常，当ESP8266EX芯片51处于断网状态时，ESP8266EX芯片51亦即网络模块5将和远程服务器6断开连接，称重装置和远程服务器6失连，这时称重装置的网络模块5将数据提交至存储模块1处理，存储模块1将这些发送失败的数据组织存储起来，等到ESP8266EX芯片51处于有网状态时，这些存储在存储模块1的MicroSD存储器11中的数据，按照队列方式提交到空闲状态下的网络模块5，由ESP8266EX芯片51发送至远程服务器6，远程服务器6是负责网络安全通讯的必经通道，通过筛选后的数据最后存储在云端7上。

Claims (7)

1.一种智能语音称重系统，其特征在于包括存储模块(1)、MCU处理模块(2)、语音模块(3)、称重模块(4)、网络模块(5)、远程服务器(6)以及云端(7)；所述称重模块(4)读取称重信号经MCU处理模块(2)处理转换后得到称重的重量数据分别传输至语音模块(3)、网络模块(5)以及存储模块(1)；所述语音模块(3)接收数据执行重量播报并将数据通过网络模块(5)传输至远程服务器(6)，远程服务器(6)对数据进行过滤中转处理后传送至云端(7)存储；所述存储模块(1)用于网络模块(5)故障时的数据存储。
2.根据权利要求1所述的一种智能语音称重系统，其特征在于：所述存储模块(1)包括存放系统的初始化配置信息以及处理后重量数据的存储的MicroSD存储器(11)。
3.根据权利要求1所述的一种智能语音称重系统，其特征在于：所述MCU处理模块(2)通过STEM32F103芯片(21)连接外设进行数据交换，数据处理以及访问控制。
4.根据权利要求1所述的一种智能语音称重系统，其特征在于：所述语音模块(3)通过WTV020-S语音芯片(31)与MCU处理模块(2)进行数据连接并控制外设扬声器播报。
5.根据权利要求1所述的一种智能语音称重系统，其特征在于：所述称重模块(4)包括称重传感器(41)、RC滤波电路(42)以及INA128放大器(43)；其中称重传感器(41)输入端添加RC滤波电路(42)，再接入INA128放大器(43)。
6.根据权利要求1所述的一种智能语音称重系统，其特征在于：所述网络模块(5)包括与MCU处理模块(2)进行物理连线的外设ESP8266EX芯片(51)；所述ESP8266EX芯片(51)与远程服务器(6)建立TCP联系。
7.根据权利要求6所述的一种智能语音称重系统，其特征在于：所述ESP8266EX芯片(51)网络配置的输入参数从存储模块(1)中存放的初始化配置信息读取。
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