CN207132965U - 一种基于以太网的多功能电子秤 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于以太网的多功能电子秤，包括电源模块及与其相连的电子秤本体、数据采集模块、主控模块和显示模块，主控模块包括微控制器、以太网电路模块、键盘电路模块和PC机，电子秤本体通过数据采集模块与微控制器输入端相连，键盘电路模块与微控制器输入端相连，微控制器输出端与显示模块相连，微控制器与以太网电路模块双向通信，微控制器通过以太网电路模块和RS232接口电路与PC机相连。本实用新型提供的基于以太网的多功能电子秤，采用以太网电路模块和RS232接口电路两种方式连接PC机进行实时查看和远程监控，解决了传统的通讯方式单一、通讯距离有限、效率低和不能远程监控的问题，结构简单，应用前景广阔。

Description

一种基于以太网的多功能电子秤

技术领域

本实用新型涉及称重技术领域，具体涉及一种基于以太网的多功能电子秤。

背景技术

随着经济社会的快速发展，市场对仪器智能化水平的要求越来越高，尤其在称重技术领域，电子秤应运而生。相较于传统人工称重系统，电子秤除具有称量物体重量的基本功能，其大大缩短了工作时间，提高了工作效率且有助于改善经营管理方式。但目前国内的电子秤大部分是通过串口与PC机进行通讯，不便于远程监控，且存在通讯方式单一、传输速度慢、效率低及通讯距离有限的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于以太网的多功能电子秤，以解决现有技术中电子秤的通讯方式单一、距离有限、效率低和无法远程调控的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于以太网的多功能电子秤，包括电源模块及与其相连的电子秤本体、数据采集模块、主控模块和显示模块，所述电子秤本体包括用于放置待测物品的秤盘，主控模块包括PC机，其特征在于，所述主控模块还包括微控制器、以太网电路模块和键盘电路模块，微控制器通过以太网电路模块与PC机相连进行远程监控，微控制器与以太网电路模块双向通信，电子秤本体通过数据采集模块与微控制器输入端相连，键盘电路模块与微控制器输入端相连，微控制器输出端与显示模块相连。

进一步的，所述数据采集模块包括延信号输入方向顺序电连接的称重传感器、滤波变换器和A/D转换电路模块，所述秤盘与称重传感器相连接。

进一步的，所述称重传感器为电阻应变片式传感器，所述滤波变换器包括第一滤波电容C52、第二滤波电容C53和第三滤波电容C54，，滤波变换器的接口CN1与称重传感器相连，接口CN1的引脚IN+与A/D转换电路模块的引脚IN+相连，接口CN1的引脚IN-与A/D转换电路模块的引脚IN-相连，A/D转换电路模块采用24位CS5460C A/D转换芯片，A/D转换电路模块内延信号输入方向设置信号放大器和A/D转换器。

进一步的，所述主控模块还包括USB接口电路、RS232接口电路和FLASH存储器，微控制器与USB接口电路相连，微控制器依次连接RS232接口电路再连接PC机，微控制器与FLASH存储器双向通信并读取固化于FLASH存储器内的信息。

进一步的，所述USB接口电路采用LM3526_L芯片，LM3526_L芯片包括滤波电容，所述FLASH存储器采用AT45DB081D芯片，所述RS232接口电路采用SP3232E电平转换芯片并与PC机相连。

进一步的，所述微控制器包括电源电路、时钟电路和复位电路，所述时钟电路采用32.768 KHz晶振。

进一步的，所述以太网电路模块包括W5100网络芯片、网络变压器、RJ45插件CON10和二极管发光电路，所述微控制器依次连接W5100网络芯片、网络变压器和RJ45插件CON10再连接PC机，W5100网络芯片与二极管发光电路相连。

进一步的，所述网络变压器采用TS1621芯片，用于信号电平耦合和增强信号传输距离，W5100网络芯片的四只SPI接口引脚分别与微控制器的四只SPI接口引脚相连，所述四只SPI接口引脚包括SCLK引脚、/SS引脚、MOSI引脚和MISO引脚，W5100网络芯片的SPI_EN引脚为高电平，W5100网络芯片的TXOP/TXON信号组与网络变压器TS6121芯片的TXOP/TXON信号组相连，W5100网络芯片的RXIP/RXIN信号组与网络变压器TS6121芯片的RXIP/RXIN信号组相连，TS6121芯片的引脚9、引脚11、引脚14和引脚16与RJ45插件CON10相连，二极管发光电路的发光二极管一端通过220Ω限流电阻接地，发光二极管另一端连接W5100网络芯片并进行信号显示。

进一步的，所述显示模块包括LCD显示屏电路、MAX232 TTL电平转化芯片和HT621LCD驱动芯片，LCD显示屏电路包括STC89C52芯片和LCD显示器，微控制器依次连接STC89C52芯片和HT621 LCD驱动芯片再连接LCD显示器，STC89C52芯片输入端通过MAX232 TTL电平转化芯片连接微控制器，STC89C52芯片的输出端引脚分别与HT621 LCD驱动芯片的/CS引脚、DATA引脚、/RD引脚和/WR引脚相连，通过/CS引脚控制STC89C52芯片与HT621 LCD驱动芯片之间的通信，/RD引脚为读时钟输入引脚，DATA引脚为串行数据输入输出引脚，用于读写数据和写命令，/WR引脚是写时钟输入引脚，HT621 LCD驱动芯片通过COM0-COM3引脚和SEG0-SEG31引脚与LCD显示器相连。

进一步的，所述微控制器采用基于ARM内核的LPC1766处理器芯片，所述键盘电路模块采用矩阵键盘DM74LS154芯片，DM74LS154芯片为4-16线译码器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型公开了一种基于以太网的多功能电子秤，包括电源模块及与其相连的电子秤本体、数据采集模块、主控模块和显示模块，所述电子秤本体包括用于放置待测物品的秤盘，主控模块包括PC机，其特征在于，所述主控模块还包括微控制器、以太网电路模块和键盘电路模块，微控制器通过以太网电路模块与PC机相连，微控制器与以太网电路模块双向通信，电子秤本体通过数据采集模块与微控制器输入端相连，键盘电路模块与微控制器输入端相连，微控制器输出端与显示模块相连。本实用新型提供的基于以太网的多功能电子秤，采用以太网电路模块和RS232接口电路两种方式连接PC机进行实时查看和远程监控，解决了现有电子秤存在的通讯方式单一、通讯距离有限、传输速度慢、效率低和不能远程控制的缺陷，结构简单，应用前景广阔。

附图说明

图1是本实用新型系统硬件总体框图；

图2是本实用新型数据采集模块的工作流程图；

图3是本实用新型滤波变换器和A/D转换电路模块的电路图；

图4是本实用新型主控模块的结构框图；

图5是本实用新型以太网电路模块的电路图；

图6是本实用新型显示模块的结构框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作更进一步的说明。

如图1-6所示，一种基于以太网的多功能电子秤，包括电子秤本体、数据采集模块、主控模块、显示模块和电源模块，电子秤本体包括用于放置待测物品的秤盘，电子秤本体与数据采集模块输入端相连，数据采集模块输出端与主控模块输入端相连，主控模块输出端与显示模块相连并驱动显示模块进行实时显示，电源模块分别与电子秤本体、数据采集模块、主控模块和显示模块相连并为各模块进行供电。

图2是数据采集模块的工作流程图，延信号输入方向，数据采集模块包括顺序电连接的称重传感器、滤波变换器和A/D转换电路模块，称重传感器为电阻应变片式传感器，滤波变换器用于滤除杂波，A/D转换电路模块采用24位串行CS5460C A/D转换芯片，延信号输入方向，A/D转换电路模块内设置信号放大器和A/D转换器，信号放大器设有一个，A/D转换器设有两个，可通过市购获得，称重传感器与电子秤本体上的秤盘相接，图3是滤波变换器和A/D转换电路模块的电路图，滤波变换器包括第一滤波电容C52、第二滤波电容C53和第三滤波电容C54，用于减少进入CS5460C芯片的干扰杂波信号，滤波变换器的接口CN1用于连接称重传感器，接口CN1的引脚IN+与CS4560C芯片的引脚IN+相连，接口CN1的引脚IN-与CS4560C芯片的引脚IN-相连，为CS5460C芯片提供电信号，因CS5460C芯片需要输入电压和参考电压，因此提供模拟和数字电源供电方式，AVCC为模拟电源，经10*8K排阻进行分压后与CS5460C芯片的12引脚相连，为CS5460C芯片提供基准电压，VDD 3.3是数字电源，外部晶振Y3为CS4560C芯片提供主时钟，CS5460C芯片的19引脚与主控模块相连进行复位，低电平有效。

放置于秤盘上的待测物品因自重对秤盘和称重传感器产生压力作用使称重传感器的应变片产生机械形变，引起加载于应变片两端电流和电压的变化及应变片电阻值的变化进而形成对应的电信号，称重传感器用于实现将实时检测的待测物品重量转化成对应的电信号并输出至滤波变换器进行滤波处理，去除杂波，经滤波的电信号传送至A/D转换电路模块进行信号放大和模数转换的处理，通过信号放大器进行信号放大作用，通过A/D转换器进行模数转换并输出对应的数字信号至主控模块。

图4是主控模块的结构框图，输入信号是图3的数据采集模块输出的数字信号，主控模块包括微控制器、以太网电路模块、RS232接口电路、USB接口电路、键盘电路模块、FLASH存储器和PC机，通过PC机实现远程监控和数据查看，数据采集模块和键盘电路模块均连接主控模块的输入端，显示模块连接微控制器的输出端，以太网电路模块和FLASH存储器分别与微控制器进行双向通信，微控制器采用NXP公司生产的基于ARM内核的LPC1766处理器芯片，LPC1766处理器芯片具有高性能、低功耗和低成本的嵌入式应用的特点，主控模块以LPC1766处理器芯片为核心主体，主控模块主要利用其进行与A/D转换电路模块输出端和显示模块输入端之间的高效衔接，数据采集模块生成的数字信号传输至LPC1766处理器芯片进行处理生成对应的重量数据信号，数字信号在主控模块中的处理是由对应的程序下载到LPC1766处理器芯片来控制的，LPC1766处理器芯片还可实时接收键盘电路模块传送的键码信息、读写固化于FLASH存储器的信息、与以太网电路模块双向通信进行数据交换及实现与RS232接口电路和USB接口电路之间的通信，LPC1766处理器芯片通过RS232接口电路实现与PC机的点对点通信，也可通过以太网电路模块连接PC机并进行双向数据传输，实现数据与以太网的连接，便于数据的远程控制和处理。

LPC1766处理器芯片内用于支持其正常运行所必须的基本电路包括电源电路、时钟电路和复位电路，电源电路是整个电路工作的基础，具有输入电压范围宽和电源效率高的特点，电源电路的输出电压分别为3.3 V和5 V，输出的3.3 V电压为LPC1766处理器芯片供电，输出的5 V电压用于提供给USB接口电路和键盘电路模块进行供电，时钟电路采用32.768 KHz晶振，复位电路是LPC1766处理器芯片稳定并可靠运行的保障，其作用是为刚上电的LPC1766处理器芯片提供复位信号，控制其初始状态，用于监控5 V和3.3 V电源电压及LPC1766处理器芯片，当上电或掉电时，复位电路向LPC1766处理器芯片发出复位信号，键盘电路模块采用矩阵键盘DM74LS154芯片，DM74LS154芯片为4-16线译码器，LPC1766处理器芯片通过将DM74LS154芯片的地址端赋为低电平来控制该地址端，则DM74LS154芯片对应引脚输出为低电平，主控模块中的USB接口电路输入端与电源模块相连，输出端与LPC1766处理器芯片上的USB接口相连，USB接口电路采用LM3526_L芯片，LM3526_L芯片包括滤波电容，用于为LPC1766处理器芯片提供无杂波的电源波，FLASH存储器是LPC1766处理器芯片的外部扩展存储器，采用容量高达8 M的AT45DB081D芯片，通过其内部SPI接口引脚与LPC1766处理器芯片的SPI接口引脚相连，用于确保LPC1766处理器芯片在断电时内部数据不丢失且对数据实现擦写，RS232接口电路采用SP3232E电平转换芯片与PC机相连。

图5是以太网电路模块的电路图，以太网电路模块包括W5100网络芯片、网络变压器、RJ45插件CON10和二极管发光电路，微控制器依次连接W5100网络芯片、网络变压器和RJ45插件CON10再连接PC机，网络变压器采用TS1621芯片，用于信号电平耦合、增强信号传输距离并提高芯片的抗干扰能力，W5100网络芯片的SPI接口引脚与LPC1766处理器芯片的SPI接口引脚相连实现数据传输，W5100网络芯片与LPC1766处理器芯片之间的连接采用SPI总线接口模式，此模式只需四只引脚进行通信，四只引脚的定义分别为SCLK引脚、/SS引脚、MOSI引脚和MISO引脚，W5100网络芯片的SPI_EN引脚设为高电平，PC机与数据采集模块的CS5460C芯片通过以太网实现数据通信，W5100网络芯片的TXOP/TXON信号组与网络变压器TS6121芯片的TXOP/TXON信号组相连，W5100网络芯片的RXIP/RXIN信号组与网络变压器TS6121芯片的RXIP/RXIN信号组相连，TS6121芯片的引脚9、引脚11、引脚14和引脚16与RJ45插件CON10相连，W5100网络芯片与二极管发光电路相连，二极管发光电路的发光二极管一端通过220Ω限流电阻接地，发光二极管另一端连接W5100网络芯片进而使W5100网络芯片具有LCD信号显示功能，通过发光二极管实时观测工作状态，发光二极管不亮时表示以太网电路模块正常工作，当发光二极管发光时表示电路出现了故障。

图6是显示模块的结构框图，输入信号是图4的主控模块输出的重量数据信号，显示模块用于实时显示待测物品的重量信息，便于用户实时查看，显示模块包括LCD显示屏电路、MAX232 TTL电平转化芯片和HT621 LCD驱动芯片，LCD显示屏电路包括STC89C52芯片和LCD显示器，主控模块的LPC1766处理器芯片与STC89C52芯片相连并将重量数据信号传输至STC89C52芯片，STC89C52芯片输出端通过HT621 LCD驱动芯片与驱动LCD显示器相连并驱动LCD显示器进行对应的重量信息显示，由于电平的不同，STC89C52芯片通过MAX232 TTL电平转化芯片与LPC1766处理器芯片输出端相连，MAX232 TTL电平转化芯片与STC89C52芯片的串行输入输出端口相连，STC89C52芯片输出端的引脚分别与HT621 LCD驱动芯片的/CS引脚、DATA引脚、/RD引脚和/WR引脚相连并进行通信，/CS引脚控制STC89C52芯片与HT621 LCD驱动芯片之间的通信，当其为低电平时有效，DATA引脚为串行数据输入输出引脚，读/写数据和写命令通过DATA引脚进行，/RD引脚为读时钟输入引脚，当/RD信号下降沿时，HT621LCD驱动芯片将数据输出到DATA引脚上，在/RD信号上升沿和下一个下降沿之间，STC89C52芯片读取相应的数据，/WR引脚是写时钟输入引脚，在/WR信号上升沿时，DATA引脚上的数据地址和命令被写入HT621 LCD驱动芯片，HT621 LCD驱动芯片输出端通过COM0-COM3引脚和SEG0-SEG31引脚与LCD显示器输入端引脚相连。

本实用新型的工作原理：

首先将电子秤本体水平放置稳妥，将待测物品放置于秤盘上，通过电源模块进行供电，待测物品因自重对秤盘产生压力作用使称重传感器的应变片产生机械形变，引起加载于应变片两端电流和电压的变化及应变片电阻值的变化，称重传感器将待测物品的重量信息转换生成对应的电信号并经由滤波变换器和A/D转换电路模块进行滤波、放大和模数转换处理输出对应的数字信号至主控模块，主控模块的LPC1766处理器芯片接收该数字信号进行处理并输出对应的重量数据信号，通过MAX232 TTL电平转化芯片将重量数据信号传输至STC89C52芯片输入端，STC89C52芯片输出端与HT621 LCD驱动芯片进行通信并驱动LCD显示器进行对应的重量显示，同时主控模块的LPC1766处理器芯片还可通过以太网电路模块和RS232接口电路将重量数据信号传送至PC机，便于用户通过PC机实现远程监控。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于以太网的多功能电子秤，包括电源模块及与其相连的电子秤本体、数据采集模块、主控模块和显示模块，所述电子秤本体包括用于放置待测物品的秤盘，主控模块包括PC机，其特征在于，所述主控模块还包括微控制器、以太网电路模块和键盘电路模块，微控制器通过以太网电路模块与PC机相连进行远程监控，微控制器与以太网电路模块双向通信，电子秤本体通过数据采集模块与微控制器输入端相连，键盘电路模块与微控制器输入端相连，微控制器输出端与显示模块相连，所述以太网电路模块包括W5100网络芯片、网络变压器、RJ45插件CON10和二极管发光电路，所述微控制器依次连接W5100网络芯片、网络变压器和RJ45插件CON10再连接PC机，W5100网络芯片与二极管发光电路相连，使W5100网络芯片具有LCD信号显示功能。

2.根据权利要求1所述的一种基于以太网的多功能电子秤，其特征在于，所述数据采集模块包括延信号输入方向顺序电连接的称重传感器、滤波变换器和A/D转换电路模块，秤盘与称重传感器相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于以太网的多功能电子秤，其特征在于，所述称重传感器为电阻应变片式传感器，所述滤波变换器包括第一滤波电容C52、第二滤波电容C53和第三滤波电容C54，滤波变换器的接口CN1与称重传感器相连，接口CN1的引脚IN+与A/D转换电路模块的引脚IN+相连，接口CN1的引脚IN-与A/D转换电路模块的引脚IN-相连，A/D转换电路模块采用24位CS5460CA/D转换芯片，A/D转换电路模块内延信号输入方向设置信号放大器和A/D转换器。

4.根据权利要求1所述的一种基于以太网的多功能电子秤，其特征在于，所述主控模块还包括USB接口电路、RS232接口电路和FLASH存储器，微控制器与USB接口电路相连，微控制器依次连接RS232接口电路再连接PC机，微控制器与FLASH存储器双向通信并读取固化于FLASH存储器内的信息。

5.根据权利要求4所述的一种基于以太网的多功能电子秤，其特征在于，所述USB接口电路采用LM3526_L芯片，LM3526_L芯片包括滤波电容，所述FLASH存储器采用AT45DB081D芯片，所述RS232接口电路采用SP3232E电平转换芯片并与PC机相连。

6.根据权利要求1所述的一种基于以太网的多功能电子秤，其特征在于，所述微控制器包括电源电路、时钟电路和复位电路，所述时钟电路采用32.768KHz晶振。

7.根据权利要求1所述的一种基于以太网的多功能电子秤，其特征在于，所述网络变压器采用TS1621芯片，用于信号电平耦合和增强信号传输距离，W5100网络芯片的四只SPI接口引脚分别与微控制器的四只SPI接口引脚相连，所述四只SPI接口引脚包括SCLK引脚、/SS引脚、MOSI引脚和MISO引脚，W5100网络芯片的SPI_EN引脚为高电平，W5100网络芯片的TXOP/TXON信号组与网络变压器TS6121芯片的TXOP/TXON信号组相连，W5100网络芯片的RXIP/RXIN信号组与网络变压器TS6121芯片的RXIP/RXIN信号组相连，TS6121芯片的引脚9、引脚11、引脚14和引脚16与RJ45插件CON10相连，二极管发光电路的发光二极管一端通过220Ω限流电阻接地，发光二极管另一端连接W5100网络芯片并进行信号显示。

8.根据权利要求1所述的一种基于以太网的多功能电子秤，其特征在于，所述显示模块包括LCD显示屏电路、MAX232TTL电平转化芯片和HT621LCD驱动芯片，LCD显示屏电路包括STC89C52芯片和LCD显示器，微控制器依次连接STC89C52芯片和HT621LCD驱动芯片再连接LCD显示器，STC89C52芯片输入端通过MAX232TTL电平转化芯片连接微控制器，STC89C52芯片的输出端引脚分别与HT621LCD驱动芯片的/CS引脚、DATA引脚、/RD引脚和/WR引脚相连，通过/CS引脚控制STC89C52芯片与HT621LCD驱动芯片之间的通信，/RD引脚为读时钟输入引脚，DATA引脚为串行数据输入输出引脚，用于读写数据和写命令，/WR引脚是写时钟输入引脚，HT621LCD驱动芯片通过COM0-COM3引脚和SEG0-SEG31引脚与LCD显示器相连。

9.根据权利要求1所述的一种基于以太网的多功能电子秤，其特征在于，所述微控制器采用基于ARM内核的LPC1766处理器芯片，所述键盘电路模块采用矩阵键盘DM74LS154芯片，DM74LS154芯片为4-16线译码器。