便攜式藍牙無線電子秤設計原理介紹:
電子秤是*種利用傳感器技術、電子技術和計算機技術開發的電子稱量(liàng)裝置,它可以快速、連續、自動、*地進行稱量,並且能*地消除人為方麵的誤差。電子秤已(yǐ)廣泛應用於社會生活、工(gōng)商貿(mào)易、能源交(jiāo)通、冶金礦山、輕工食品、醫藥衛生、航空(kōng)航天等不同領域。傳統的電子秤主(zhǔ)要是實現稱量(liàng)實時(shí)獲取重量數據,而在*些具有RS232/以太網通(tōng)信接(jiē)口的電子秤傳輸稱重數據時由(yóu)於采用電纜通信,因而具有電纜鋪設麻(má)煩、移動(dòng)稱量(liàng)不便的缺點2.隨著無線通訊技術的發展,開發具有無線通信接口的電(diàn)子秤(chèng),促進數據通信(xìn)向無線數據傳輸(shū)發(fā)展,具有現實意義。特別(bié)是隨著*外快遞業(yè)務(wù)的發展,快遞包裹隨(suí)時隨地收發過程中的便捷稱重需求,快遞物流過程中對物品掉包、丟(diū)包等現象的監測,以及具有較大空氣濕度(dù)等場合的稱重,都亟需開發*種便攜式的藍牙電子秤,該電子(zǐ)秤的成功開發將具有*大的社會應用價值。
本文在藍牙無線通信技術的基礎(chǔ)上,以(yǐ)單片機STC89C52為控製核心,外加數據(jù)采集、信號放大、鍵盤顯示、電源電路、報警電路、外(wài)等實現了便攜式藍牙電子(zǐ)秤設計(jì),係統框架如*示。其原(yuán)理如下:當被測重(chóng)物加載在秤盤上時,位於秤盤下(xià)方的稱重傳(chuán)感器將產生與(yǔ)被測載荷成正比的微弱電壓信號,該電壓信號經放大、A/D轉(zhuǎn)換後送至單片機,單片機處理後由(yóu)多位數碼管顯示被測物(wù)體的(de)質量,可通過薄膜矩陣鍵盤電路選擇(zé)電子秤的(de)不(bú)同(tóng)功能和輸入單價(jià)等,重量數據等信息可實時顯示在LED模塊,並可通過藍牙接口無線(xiàn)傳送至終控電腦(nǎo)、手持式平板電腦、PDA、Andrmd等終端設(shè)備。
便攜式藍牙電子秤係統框架1便攜(xié)式藍牙電子稱硬件設計1.1單片機核心板設計係統控製器選用51係列單片機STC89C52,具有8KBFlash存儲器,可通過USB串口適配器(qì)對單片機(jī)程(chéng)序進行下載及燒(shāo)寫。接口設計如下:P0.0-0.7為LED八段驅動口(kǒu),P1.0-1.2為LED驅動芯(xīn)片TA6932的數據(jù)通信口;P2.0-2.3為鍵盤的行線,P2.4-2.7、P1.3-1.4為鍵盤的列線;P1.5-1.6為AD數(shù)據接口,P1.6為報警接口;P3.0-3.1為藍牙通信接口。
1.2稱重傳感器選擇電阻(zǔ)應變式壓力傳感器具有穩定性好、壽命長(zhǎng)、*度與靈敏度*等特點,因此選用的(de)是(shì)電阻(zǔ)式應變片鋁製壓(yā)力傳感器(zui大40Kg),其梁(liáng)內粘(zhān)貼有多個應變片(piàn)組成的電橋,可自動補償溫度變化帶來的影響,靈敏度是2.1.3A/D轉換濾波(bō)電路設計HX711是內部集成(chéng)有穩壓電源、片內時鍾振蕩器的24位A/D轉換芯片,具有集成度*、內(nèi)置增益控製、響應速度快、*千(qiān)擾能力強等(děng)優點。HX711與單片機的連(lián)接十分簡單,隻需要時鍾(zhōng)和數據口線,工作電路如*1.4數碼管顯示電路(lù)設計TA6932是LED驅動控製*電路,內部集成了MCU接口、數(shù)據鎖存器、LED驅動接口等。數碼管顯示電路由TA6932驅動的16位共(gòng)陰(yīn)*數碼管組成,3組數碼管組(zǔ)分別顯示商品的重量(5位)、單價(5位)以及價格總額(6位)信息(其中重(chóng)量數(shù)碼管組顯示的重量單位是g,單價和總額單位是分)。
1.5薄膜矩陣鍵盤、報警電路設計便(biàn)攜式藍牙(yá)電子(zǐ)秤采用全密封(fēng)粘貼46薄膜矩陣式鍵盤,有數字09,有清零(líng)、去皮(pí)、刪除、累加、多位存儲等功能按鍵,具防潮(cháo)功能(néng)。當測(cè)量重(chóng)量超過量程(30Kg)時,便攜式藍牙電子秤的報警接口驅動蜂鳴器鳴響,報警燈亮。
1.6藍牙通信接口(kǒu)設(shè)計藍牙(Bluet00th)技術是*種短距離無線通(tōng)信技術,它能簡化移動設備與因特網之間以及移動設備與移動通信終端設備之間的通信,從而(ér)使因特網與現代通信設備之間(jiān)的(de)數(shù)據傳輸變得更加快速與*,為無線通信拓(tuò)寬道路。散式網絡結構以及快跳頻和短包技術都支持點對點及點對多點之間的(de)通信,工作在*通用(yòng)的2.4GHz頻段,采用時分雙工(gōng)傳輸(shū)方案,可實現(xiàn)全雙工傳輸,其數據速率可(kě)達1Mbps,從(cóng)而使移動用戶擺脫電(diàn)纜的(de)束縛,實現設(shè)備(bèi)之(zhī)間低成(chéng)本的無線*互連通信。
便攜(xié)式藍牙電子秤選用SH―HC―06藍牙(yá)通信模塊實現無線通信,該模塊采用英國CSR*BlueCre4―Ext芯片遵(zūn)循藍牙V2.0+EDR藍牙規範,支持UART接口。其中(zhōng),單片機(jī)STC89C52的TXD、RXD分別與藍牙(yá)模塊RXD、TXD相(xiàng)連。
1.7電源供電設計便攜式藍牙電子秤供電由(yóu)變壓器、整流器(qì)、濾(lǜ)波器、穩壓器、充電電路及低電壓報警電路等(děng)組成。針對電子秤電池欠壓後繼續使用(yòng)導致(zhì)計量(liàng)不準和電瓶壽命(mìng)縮短的現象,設計了*門的電瓶(píng)電壓檢測(cè)電路,當電瓶電壓到低電壓閾(yù)值時,係統(tǒng)自動報警,提示充電。
1.8便攜外殼設計電子秤外采用(yòng)ABS材料*次注塑成型,體積小(xiǎo)、重量輕。在外的上蓋和下蓋之間采用U型槽扣合設計;在傳感器、電源線的進(jìn)出線纜處采用密封膠墊封閉;在薄膜按鍵下設置有矩(jǔ)陣型U型導流小槽;由*整張(zhāng)開有(yǒu)透明窗口的麵貼覆蓋顯示(shì)和按鍵部(bù)分。上述(shù)手段實現了防潮,進而保證電路板不被(bèi)破壞。
2便攜式藍牙電子稱軟件設計(jì)2.1主程序設計(jì)便攜式藍牙電子秤的(de)軟件采用C語言編寫,采用模塊化設計。主要模塊有:AD模數轉換、均值濾波、數碼(mǎ)管顯示(shì)、鍵(jiàn)盤掃描、超負荷報警檢測、防抖、藍牙通信等。
其主程序流程如(rú)*示。
藍牙電子秤主程序流程2.2無線(xiàn)通信設計藍牙通信設計主要(yào)包括藍牙初始化、數據發送與接收以及斷(duàn)開藍牙設備連接等幾個(gè)過程,其流程如*示。
藍牙無線通信設計流程3便攜式藍牙電子枰測試分析便攜式藍牙電子秤的(de)稱重範圍為030kg,分度值為1g,誤差不(bú)超過0.2%.*標準非自動秤通(tōng)用檢定規(guī)程G555―1996,用Ml級(jí)的檢定砝碼進行(háng)測試(。由測量(liàng)數據(jù)可知,便攜式藍牙電(diàn)子秤存在*定誤差(chà),該誤差主要是秤重傳感器的誤差導致。
表1部分測量結果標準砝碼(g)實測值(g)誤差(g)4結語便攜式藍牙電子秤借助藍(lán)牙通信接口,將稱重(chóng)等信息傳送至電腦終端、手持式(shì)平板電腦、PDA、Andrmd手機等終(zhōng)端(duān)設備,與條形碼係統相(xiàng)結合(hé),配合ERP或物(wù)流(liú)管理係統,可提升工作效率,減少因人為疏失而造(zào)成的錯誤,可應用於(yú)倉儲管理、貨運速遞、物流等行業。該便攜式藍牙(yá)電子秤的手機APP正在開發中。