CN110646081A - 一种具有防作弊功能的电子秤 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种具有防作弊功能的电子秤，包括用来数据处理的单片微控制器，所述单片微控制器电连接有电源模块、信号转换模块、无线通讯模块、显示模块、加密模块、输入模块、打印模块，所述显示模块为LED液晶屏，所述输入模块为数字键盘，所述打印模块为热敏打印机，在秤盘下固定有倾斜补偿称重模块，该具有防作弊功能的电子秤有倾斜补偿称重模块、加密模块以及防拆模块，倾斜补偿称重模块配置三轴加速度传感器，能在秤体处于非水平状态下称量物品时测出秤体与水平面的倾角与非水平称重状态下的物体重量，加密模块用以对显示数据、输入数据以及无线传输数据进行加密保护，提高数据的安全性，防拆模块可以避免电子秤遭人私自拆卸影响称量的准确性。

Description

一种具有防作弊功能的电子秤

技术领域

本发明涉及电子秤技术领域，尤其是涉及一种具有防作弊功能的电子秤。

背景技术

电子秤广泛应用于工业生产、商业贸易、交通运输、港口计量和国防建设等 领域，其属于国家重点管理的计量器具，用于贸易结算的电子秤要实行强制检 定。打击和消除电子秤作弊行为，完善电子秤的监督管理，是维护农贸市场交 易的公正、公平的重要途径，也是质监部门和市场监管部门迫切需要解决的实 际问题。

申请号为CN201710448519.X的中国专利，公开了一种防作弊电子秤，包括 主控制模块和与所述主控制模块连接的称重模块，其特征在于所述主控制模块 还连接有比对模块、防拆模块、锁机模块、定位模块、通讯模块和识别模块， 所述比对模块用于监测比对每次称重是否正确，所述防拆模块被非法破坏后启 动所述锁机模块将该防作弊电子秤锁死，所述定位模块用于定位该防作弊电子 秤的具体位置，所述通讯模块为无线通讯模块，所述无线通讯模块外连有接收 机，所述接收机与所述识别模块相匹配。

上述专利不能对数据进行加密，导致很容易采用外部设备对信息就行修改， 从而仍容易作弊，而且当秤盘发生倾斜时，称重时的数据会发生偏差，影响称 量的准确性。

发明内容

本发明提出一种可以精确称量物品，防作弊性能好的具有防作弊功能的电 子秤。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有防作弊功能的电子秤，包括用来数据处理的单片微控制器，所述 单片微控制器电连接有电源模块、信号转换模块、无线通讯模块、显示模块、 加密模块、输入模块、打印模块，所述显示模块为LED液晶屏，所述输入模块 为数字键盘，所述打印模块为热敏打印机，在秤盘下固定有倾斜补偿称重模块， 所述倾斜补偿称重模块通过信号转换模块与单片微控制器电连接，所述单片微 控制器通过无线通讯模块连接有数据分析模块，在机身外壳连接处固定有防拆 模块，所述防拆模块为多个防拆触点，所述防拆触点通过监测电路模块与单片 微控制器电连接。

进一步的，所述倾斜补偿称重模块配置有三轴加速度传感器，能在秤体处 于非水平状态下称量物品时测出秤体与水平面的倾角与非水平称重状态下的物 体重量。

进一步的，所述信号转换模块内设置有信号调理电路和信号放大电路。

进一步的，所述电源模块包括蓄电模块和不间断电源设备，所述蓄电模块 与监测电路模块电连接。

进一步的，所述无线通讯模块内置有WiFi通讯模块，所述无线通讯模块通 过WiFi信号与数据库系统平台进行实时数据传递。

进一步的，所述数据分析模块通过无线通讯模块与数据信息平台连接，分 析称重数据是否存在异常。

进一步的，所述加密模块采用AES秘匙对信息内容进行加密，采用RSA公 匙加密AES秘匙。

进一步的，所述数据分析模块内设置有数据解密模块，所述数据解密模块 原理与所述加密模块相反。

进一步的，每一台电子秤在出厂前，对其零值A/D0及标准质量值A/D1进 行记录和储存，并对应相应的质量值，得到一条以A/D值为横坐标，以质量kg 为纵坐标的一元一次方程，并通过无线通讯功能上传保存至数据信息平台。

进一步的，在断电和非断电情况下，当秤体遭到强拆时，防拆触点的移动 引起所述单片微控制器的响应，所述单片微控制器通过无线通讯模块向所述数 据信息平台发送拆机信息，经过所述数据分析模块将实时称重信息与原始标定 值进行比对，当出现允许范围外的偏差，可判定此秤发生作弊行为，通过所述 无线通讯模块将警告信息反馈至秤体显示模块。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：该具有防作弊功能的电子秤 有倾斜补偿称重模块、加密模块以及防拆模块，倾斜补偿称重模块配置三轴加 速度传感器，能在秤体处于非水平状态下称量物品时测出秤体与水平面的倾角 与非水平称重状态下的物体重量，加密模块用以对显示数据、输入数据以及无 线传输数据进行加密保护，提高数据的安全性，防拆模块可以避免电子秤遭人 私自拆卸影响称量的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的工作原理图；

图2为本发明的加密原理图；

图3为本发明的倾斜角度计算初始示意图；

图4为本发明的倾斜角度计算倾斜后的示意图；

图5为本发明另一实施例的工作原理图。

其中：1、单片微控制器；2、倾斜补偿称重模块；3、信号转换模块；4、 电源模块；5、防拆模块；6、监测电路模块；7、输入模块；8、显示模块；9、 打印模块；10、无线通讯模块；11、加密模块；12、数据分析模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，一种具有防作弊功能的电子秤，包括用来数据处理的单片 微控制器1，所述单片微控制器1电连接有电源模块4、信号转换模块3、无线 通讯模块10、显示模块8、加密模块11、输入模块7、打印模块9，所述显示模 块8为LED液晶屏，显示物品单价、重量、总价等信息，所述输入模块7为数 字键盘，实现物品单价的外部输入，所述打印模块9为热敏打印机，在秤盘下 固定有倾斜补偿称重模块2，所述倾斜补偿称重模块2通过信号转换模块3与单 片微控制器1电连接，所述单片微控制器1通过无线通讯模块10连接有数据分 析模块12，在机身外壳连接处固定有防拆模块5，所述防拆模块5为多个防拆 触点，所述防拆触点通过监测电路模块6与单片微控制器1电连接，可在关机 及断电状态下，通过监测电路模块6与单片微控制器1维持低功耗运行，当秤 体遇到强制拆机，触碰到防拆触点，防拆触点任何的移动和松动都会使单片微 控制器1快速响应，记录储存拆机信息。

进一步的，所述倾斜补偿称重模块2配置有三轴加速度传感器，能在秤体 处于非水平状态下称量物品时测出秤体与水平面的倾角与非水平称重状态下的 物体重量，并通过信号转换模块3重量信号和秤体倾斜角度转换放大为数字信 号，传输给单片微控制器1，经过计算得出真实重量。

称重时，物体重力加速度g的方向总是竖直向下，因此在水平称重时，通 过称重传感器测量物体重力G而得到物体重量，当秤体倾斜，称重物体重力G 会在倾斜面产生分力，此时秤体所称量的是分力，而不是重力G，利用三轴加速 度传感器测出秤体工作面的倾斜角度，经算法处理，得到物体的真实重量。

主要计算过程如下：

当称体倾斜时，如图3、4所示，三轴加速度传感器能测量出重力加速度g 在X、Y、Z轴上的分量，分别为gx、gy、gz，θ为所要求的倾斜角。

通过公式计算得到称体倾斜角度。

由重量传感器测得称体倾斜状态物体重量值F，通过公式G＝F/cosθ计算得 到物体真实重量值。

进一步的，所述信号转换模块3内设置有信号调理电路和信号放大电路， 称重物体的重量信号和秤体倾斜角度转换放大为数字信号，传输给单片微控制 器1。

进一步的，所述电源模块4包括蓄电模块和不间断电源设备，所述蓄电模 块与监测电路模块6电连接，可以在关机和断电情况下，维持单片微控制器1 的低功耗运行，在强拆情况下，即使蓄电模块被强制断电，不间断电源设备也 能保证单片机完成拆机信息的记录储存。

进一步的，所述无线通讯模块10内置有WiFi通讯模块，所述无线通讯模 块10通过WiFi信号与数据库系统平台进行实时数据传递。

进一步的，所述数据分析模块12通过无线通讯模块10与数据信息平台连 接，分析称重数据是否存在异常。

进一步的，所述加密模块11采用AES秘匙对信息内容进行加密，采用RSA 公匙加密AES秘匙，在电子秤的使用过程中，涉及到数据的产生和传输，称量 过程所产生的数据经过软件加密算法处理，形成难以分析的密文，未授权用户 即使完全读取已加密的数据内容，也不能轻易破解其中的信息。

进一步的，所述数据分析模块12内设置有数据解密模块，所述数据解密模 块原理与所述加密模块11相反。

进一步的，每一台电子秤在出厂前，对其零值A/D0及标准质量值A/D1进 行记录和储存，并对应相应的质量值，得到一条以A/D值为横坐标，以质量kg 为纵坐标的一元一次方程，并通过无线通讯功能上传保存至数据信息平台，横 坐标与纵坐标所对应的值会出现一定的偏差，当偏差的范围超过一定值时，则 作弊行为产生，利用无线通讯模块10进行警告信号的传输。

进一步的，在断电和非断电情况下，当秤体遭到强拆时，防拆触点的移动 引起所述单片微控制器1的响应，所述单片微控制器1通过无线通讯模块10向 所述数据信息平台发送拆机信息，经过所述数据分析模块12将实时称重信息与 原始标定值进行比对，当出现允许范围外的偏差，可判定此秤发生作弊行为， 通过所述无线通讯模块10将警告信息反馈至秤体显示模块8。

请参阅图5，图5为本发明另一实施例的工作原理图。本实施例与上一实施 例基本相同，不同点在于：1、单片微控制器101具有底层加密模块102，防拆 模块105、称重模块106、按键输入模块107、电源控制模块103以及倾斜补偿 称重模块114与单片微控制器101的数据交互通过底层加密模块102进行加密； 2、显示模块108、触摸出入模块109、无线通讯模块111、打印模块112均通过 电脑110与单片微控制器101相连，显示模块108可为电脑110的显示屏，触 摸输入模块109可为电脑110的触摸区域，无线通讯模块111可为电脑110的无线通讯设备，电脑110与单片微控制器101的数据传输也采用底层加密模块 102进行加密传输，本申请的电脑110既可为具备安卓系统的终端也可为具备微 软操作系统的终端，本申请对此不做限定。与上一实施例相同的电子秤结构在 此不作赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有防作弊功能的电子秤，其特征在于：包括用来数据处理的单片微控制器，所述单片微控制器电连接有电源模块、信号转换模块、无线通讯模块、显示模块、加密模块、输入模块、打印模块，所述显示模块为LED液晶屏，所述输入模块为数字键盘，所述打印模块为热敏打印机，在秤盘下固定有倾斜补偿称重模块，所述倾斜补偿称重模块通过信号转换模块与单片微控制器电连接，所述单片微控制器通过无线通讯模块连接有数据分析模块，在机身外壳连接处固定有防拆模块，所述防拆模块为多个防拆触点，所述防拆触点通过监测电路模块与单片微控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有防作弊功能的电子秤，其特征在于：所述倾斜补偿称重模块配置有三轴加速度传感器，能在秤体处于非水平状态下称量物品时测出秤体与水平面的倾角与非水平称重状态下的物体重量，当称体倾斜时，三轴加速度传感器能测量出重力加速度g在X、Y、Z轴上的分量，分别为gx、gy、gz，θ为所要求的倾斜角，计算时，通过公式

计算得到称体倾斜角度，由重量传感器测得称体倾斜状态物体重量值F，通过公式G＝F/cosθ计算得到物体真实重量值。

3.根据权利要求1所述的一种具有防作弊功能的电子秤，其特征在于：所述信号转换模块内设置有信号调理电路和信号放大电路。

4.根据权利要求1所述的一种具有防作弊功能的电子秤，其特征在于：所述电源模块包括蓄电模块和不间断电源设备，所述蓄电模块与监测电路模块电连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有防作弊功能的电子秤，其特征在于：所述无线通讯模块内置有WiFi通讯模块，所述无线通讯模块通过WiFi信号与数据库系统平台进行实时数据传递。

6.根据权利要求1所述的一种具有防作弊功能的电子秤，其特征在于：所述数据分析模块通过无线通讯模块与数据信息平台连接，分析称重数据是否存在异常。

7.根据权利要求1所述的一种具有防作弊功能的电子秤，其特征在于：所述加密模块采用AES秘匙对信息内容进行加密，采用RSA公匙加密AES秘匙。

8.根据权利要求7所述的一种具有防作弊功能的电子秤，其特征在于：所述数据分析模块内设置有数据解密模块，所述数据解密模块原理与所述加密模块相反。

9.根据权利要求1所述的一种具有防作弊功能的电子秤，其特征在于：每一台电子秤在出厂前，对其零值A/D0及标准质量值A/D1进行记录和储存，并对应相应的质量值，得到一条以A/D值为横坐标，以质量kg为纵坐标的一元一次方程，并通过无线通讯功能上传保存至数据信息平台。

10.根据权利要求9所述的一种具有防作弊功能的电子秤，其特征在于：在断电和非断电情况下，当秤体遭到强拆时，防拆触点的移动引起所述单片微控制器的响应，所述单片微控制器通过无线通讯模块向所述数据信息平台发送拆机信息，经过所述数据分析模块将实时称重信息与原始标定值进行比对，当出现允许范围外的偏差，可判定此秤发生作弊行为，通过所述无线通讯模块将警告信息反馈至秤体显示模块。

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