隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的發(fā)展，國內外快遞業(yè)務(wù)中包裹的實(shí)時(shí)稱(chēng)重需求，加上快遞物流過(guò)程中對物品調包、丟包現象的檢測，以及具有較大空氣濕度等場(chǎng)合的稱(chēng)重，都亟需開(kāi)發(fā)一種便攜式的防水藍牙電子秤?；谒{牙無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，以單片機STC89C52為控制核心，外加數據采集、放大電路、鍵盤(pán)顯示、電源部件、防水外殼等，實(shí)現了一種便攜式的防水藍牙電子秤的軟硬件設計。該電子秤具有便攜、壽命長(cháng)、防水、無(wú)線(xiàn)傳輸等優(yōu)點(diǎn)，具有一定推廣應用價(jià)值。

0引言

電子秤是一種利用傳感器技術(shù)、電子技術(shù)和計算機技術(shù)開(kāi)發(fā)的電子稱(chēng)量裝置，它可以快速、連續、自動(dòng)、精準地進(jìn)行稱(chēng)量，并且能高效地消除人為方面的誤差。電子秤已廣泛應用于社會(huì )生活、工商貿易、能源交通、冶金礦山、輕工食品、醫藥衛生、航空航天等不同領(lǐng)域。傳統的電子秤主要是實(shí)現稱(chēng)量實(shí)時(shí)獲取重量數據，而在一些具有RS232/以太網(wǎng)通信接口的電子秤傳輸稱(chēng)重數據時(shí)由于采用電纜通信，因而具有電纜鋪設麻煩、移動(dòng)稱(chēng)量不便的缺點(diǎn)。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)具有無(wú)線(xiàn)通信接口的電子秤促進(jìn)數據通信向無(wú)線(xiàn)數據傳輸發(fā)展，具有現實(shí)意義。特別是隨著(zhù)國內外快遞業(yè)務(wù)的發(fā)展?？爝f包裹快遞包裹隨時(shí)隨地收發(fā)過(guò)程中的便捷稱(chēng)重需求，快遞物流過(guò)程中對物品調包、丟包等現象的監測，以及具有較大空氣濕度等場(chǎng)合的稱(chēng)重，都亟需開(kāi)發(fā)一種便攜式的防水藍牙電子秤，該電子秤的成功開(kāi)發(fā)將具有極大的社會(huì )應用價(jià)值。

本文在藍牙無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的基礎上，以單片機STC89C52為控制核心，外加數據采集、信號放大、鍵盤(pán)顯示、電源電路、防水外殼等實(shí)現了便攜式防水藍牙電子秤設計，系統框架如圖1所示。其原理如下：當被測重物加載在秤盤(pán)上時(shí)，位于秤盤(pán)下方的稱(chēng)重傳感器將產(chǎn)生與被測載荷成正比的微弱電壓信號，該電壓信號經(jīng)放大、A/D轉換后送至單片機，單片機處理后由多位數碼管顯示被測物體的質(zhì)量，可通過(guò)薄膜矩陣鍵盤(pán)電路選擇電子秤的不同功能和輸出單價(jià)等，重量數據等信息可實(shí)時(shí)顯示在LED模塊，并可通過(guò)藍牙接口無(wú)線(xiàn)傳送至終控電腦、手持平板電腦、PDA、Android等終端設備。

1.便攜式防水藍牙電子秤硬件設計

1.1單片機核心板設計

 系統控制器選用51系列單片機STC89C52，具有8KB Flash存儲器，可通過(guò)USB串口適配器對單片機程序進(jìn)行下載及燒寫(xiě)。接口設計如下：P0.0—0.7為LED八段驅動(dòng)口，P1.0—1.2為LED驅動(dòng)芯片TA6932的數據通信口；P2.0—2.3為鍵盤(pán)的行線(xiàn)，P2.4—2.7、P1.3—1.4為鍵盤(pán)的列線(xiàn)；P1.5—1.6為AD數據接口，P1.6為報警接口；P3.0-3.1為藍牙通信接口。

1.2 稱(chēng)重傳感器選擇

 電阻應變式壓力傳感器具有穩定性好、壽命長(cháng)、精度與靈敏度高等特點(diǎn)，因此選用的是電阻式應變片鋁制壓力傳感器（最大40kg），其梁內粘貼有多個(gè)應變片組成的電橋，可自動(dòng)補償溫度變化帶來(lái)的影響，靈敏度是2.0±

1.3A/D轉換濾波電路設計

HX711是內部集成有電壓電源、片內時(shí)鐘振蕩器的24位A/D轉換芯片，具有集成度高、內置增益控制、響應速度快、抗干擾能力強等優(yōu)點(diǎn)。HF711與單片機的連接十分簡(jiǎn)單，只需要時(shí)鐘和數據接口，工作電路如圖2所示。

1.4 數碼管顯示電路設計

TA6932是LED驅動(dòng)控制專(zhuān)用電路，內部集成了MCU接口、數據鎖存器、LED驅動(dòng)接口等。數碼管顯示電路由TA6932驅動(dòng)的16位共陰極數碼管組成。3組數碼管組分別顯示商品的重量（5位）、單價(jià)（5位）以及價(jià)格總額（6位）信息（其中重量數碼管組顯示的重量單位g，單價(jià)和總額單位是分）。

1.5薄膜矩陣鍵盤(pán)、報警電路設計

 便攜式防水藍牙電子秤采用全密封粘貼4*6薄膜矩陣式鍵盤(pán)，有數字0~9，有清零、去皮、刪除、累加、多位存儲等功能按鍵，具防水防潮等功能。當測量重量超過(guò)量程（30kg）時(shí)，便攜式防水藍牙電子秤的報警接口驅動(dòng)蜂鳴器鳴響，報警燈亮。

1.6藍牙通信接口設計

 藍牙（Bluetooth）技術(shù)是一種短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，它能簡(jiǎn)化移動(dòng)設備與因特網(wǎng)之間以及移動(dòng)設備與移動(dòng)通信終端設備之間的通信。從而使因特網(wǎng)與現代通信設備之間的數據傳輸變得更加快速與高效，為無(wú)線(xiàn)通信拓寬道路。散式網(wǎng)絡(luò )結構以及快跳頻和短包技術(shù)都支持點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)之間的通信，工作在全球通用的2.4Hz頻段，采用時(shí)分雙工傳輸方案，可實(shí)現全雙工輸，其數據速率可達1Mbps，從而使移動(dòng)用戶(hù)擺脫電纜的束縛，實(shí)現設備之間低成本的無(wú)線(xiàn)高效互聯(lián)通信。

  便攜式防水藍牙地磅選用SH—HC—06藍牙通信模塊實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信，該模塊采用英國CSR公司BlueCore4—Ext芯片遵循藍牙V2.0+EDR藍牙規范，支持UART接口。其中，單片機STC89C52的TXD、RXD分別與藍牙模塊RXD、TXD相連。

1.7電源供電設計

便攜式防水藍牙電子秤供電由變壓器、濾波器、穩壓器、充電電路及電壓報警電路等組成。針對電子秤電池欠壓后繼續使用導致計量不準和電瓶壽命縮短的現象。設計了專(zhuān)門(mén)的電瓶電壓檢測電路，當電瓶電壓到低電壓閾值時(shí)，系統自動(dòng)報警，提示充電。

1.8 便攜防水外殼設計

電子秤外殼采用ABS材料一次注塑成型，體積小、重量輕。在外殼的上蓋和下蓋之間采用U型槽扣合設計；在傳感器、電源線(xiàn)的進(jìn)出線(xiàn)纜處采用密封膠墊封閉；在薄膜按鍵下設置有矩陣型U型導流小槽；由一整張開(kāi)有透明窗口的面貼敷蓋顯示和按鍵部分。上述手段實(shí)現了防水防潮，進(jìn)而保證電路板不被破壞。

2.便攜式防水藍牙電子秤軟件設計

2.1 主程序設計

 便攜式 防水藍牙電子秤的軟件采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，采用模塊化設計。主要模塊有：AD模數轉換、均值濾波、數碼管顯示、鍵盤(pán)掃描、超負荷報警檢測、防抖、藍牙通信等。其主程序流程如圖3所示。

2.2.無(wú)線(xiàn)通訊設備

藍牙通信設備主要包括藍牙初始化，數據發(fā)送與接收以及斷開(kāi)藍牙設備連接等幾個(gè)過(guò)程，其流程如圖4所示。

3便攜式藍牙電子秤測試分析

 便攜式藍牙電子秤的稱(chēng)重范圍為0~30kg，分度值為1g，誤差不超過(guò)0.2%.參考國家標準《非自動(dòng)秤通用檢定規程JJG555—1996》，用M1及的檢定砝碼進(jìn)行測試（實(shí)驗室砝碼），測試結果如表1所示。由測量數據可知，便攜式藍牙電子秤存在一定誤差，該誤差主要是稱(chēng)重傳感器的誤差導致。

4結語(yǔ)

便攜式藍牙防水電子秤借助藍牙通信接口，將稱(chēng)重等信息傳送至電腦終端、手持平板電腦、PDA、Android手機等終端設備，與條形碼系統相結合，配合ERP或物流管理系統，可提升工作效率，減少因人為疏失而造成的錯誤，可應用于倉儲管理、貨運速遞、物流等行業(yè)。該便攜式藍牙防水電子秤的手機APP正在開(kāi)發(fā)中。