物联网计价支付秤系统设计分析

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摘要:物联网技术是目前时展的潮流，各种各样的物联网设备也是层出不穷，但是目前还没有一款将普通的秤和移动支付相结合的计价支付秤。本文设计了一套基于STM32单片机的智能秤和基于微信小程序客户端的物联网计价支付秤，本系统利用C/S架构实现了用户可以随时随地通过微信小程序管理或观察自己的设备，该设备可以极大程度地提高企业或单位的工作效率降低生产管理成本。本文的研究为互联网的发展提供了一个新的思路。

关键词:物联网;计价支付秤;单片机;微信小程序

1绪论

随着工业4．0和2025的到来，越来越多的企业使用物联网设备来提高效率，但是在称重和计算价格上还在采用传统的方式，传统的方式在面对小规模数据的时候可以从容应付，但是一旦出现大规模的数据是这种方式就会显得比较费时费力且特别容易出错。因此许多企业都在寻求一种快速计算价格，然后将信息立刻返回给用户的一种方式，同时随着国内移动支付行业的兴起和对物联网技术的研究和对效率的渴望使得本项目可以得到充分的利用和发展。使用本系统的用户只需要把物品逐个放到机器上就立刻能完成称重—计算—生产交易凭据的工作，这样不仅可以使交易更加精确还能方便交易的记录和管理，节约企业或工厂的运行成本。

2国内外研究现状分析及评价

随着物联网技术终端和应用的发展，背后巨大的市场空间和经济效益日益显现。更多基于物联网的智能化技术融入日常生活中，我们将获得越来越多的自由时间。对于许多行业来说，这些设备改变了管理者与客户直接的联系，管理者将能够减少误差带来的影响、提高效率，这种改进可以应用于行业，比如说计价支付方面。在国际上，一些发达国家在电子秤这一方面已经达到了较高的水平，尤其是在准确度和可靠性等方面有了很大的进步。同时，随着物联网时代和工业4．0的到来，而且手机的普及率越来越高，国外已有公司根据这个趋势，帮助客户减少人工操作失误和提高工作效率，设计出一种有通过蓝牙与手机APP连接的智能计价秤，这种秤采用了物联网的体系结构，它可以将称重后所得到的信息都储存在云和后台数据中，可供商家随时进行查看，这种无线秤通常应用与大型工厂，可以为工厂实现自动化，减轻工人工作压力，提高工作效率。随着数据处理能力的提升，边缘计算将成为物联网的重要力量，因为它可以实现更高效的操作和更快捷的响应，而混合的物联网技术将变得更加普及。相对于国外的研究，国内关于计价支付秤与物联网的研究也较为成熟。由于国内线上支付较为普及，但在物联网方面还是存在一定的不足，尤其是在自动化方面。现有市场上的计价秤，通常是通过蓝牙与秤连接，绑定在线上支付平台。一旦客户给商家付款，秤就会报出所支付金额，这种支付秤提供了一定的安全性，但是不能将称重、计算、支付和保存数据结合为一体。

3系统设计

3．1整体构架方案。本系统是由能物联网秤、服务器、手机客户端组成如图1，秤得到重量后根据服务器里用户设定的单价得到价格，用户可以通过手机实时查看秤得到的结果，如果该秤绑定了交易关系(由自己、好友、秤组成的一个交易关系)就会生成一个交易凭据，交易双方可以在手机客户端中得到该交易的凭据利用该凭据双方用户就可以更加方便快捷的完成交易，另外用户可以通过手机来控制机器如开关机、价格等。3．2系统硬件模块设计。本系统以STM32单片机为核心，另外还包含电源模块、HX711AD模块、ESP8266Wi-Fi模块、传感器模块。如下图2所示。系统的硬件部分分为5个重要模块:STM32F103芯片模块，该模块为该系统的核心模块，该模块需要完成基本的工作控制、信息收集、信息分析、信息发送等功能。电源模块:位硬件系统提供能源。Wi-Fi模块:该模块采用的是由乐鑫公司研发ESP2866Wi-FiIoT控制芯片，该芯片支持TCP/IP栈网络协议具有低成本、高速、可编程、高可靠性等特点。HX711AD模块:HX711是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片，该芯片具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性，我们利用该模块来采集传感数据然后做AD数模转换。重量传感器模块和HX711AD模块配合使用用来获取重量信息。3．3嵌入式软件设计。如图3所示，在机器上电后开始初始化各个外设，读取上一次Wi-Fi的连接信息，如果没有则开启SmartConfig功能，此时设备上的绿灯会闪烁来提示用户设备已进入SmartConfig模式，等设备连接Wi-Fi后立马开始尝试连接服务器，如果超时则系统蓝灯亮起提示用户设备连接不上服务器以让用户检测网络状态，否则就亮起绿灯提示用户设备网络正常，之后开始进行去皮操作使系统初始质量归零。当机器度数大于0．2时机器就进入数据发送状态，在重量稳定之后机器就会发送该重量信息，发送完成后等待用户把物品拿走就可以开始下一次循环。如果配上机械臂传送带等设备可以大大提高企业生产效率。3．4客户端设计。在考虑到人们的生活习惯、心理、成本、方便性的关系本程序选择基于微信小程序开发，小程序是一种新的开放能力，开发者可以快速地开发一个小程序。小程序可以在微信内被便捷地获取和传播，同时具有出色的使用体验。小程序是一种无须安装，即可使用的手机“应用”。相比于传统的手机APP微信小程序拥有无须安装随时可用、触手可及等优点，界面演示如图4所示。

4结语

针对目前传统电子秤称重、计价和支付环节的局限性，本系统基于传输控制协议、用户数据报传输理论以及C/S网络系统模型，采用小程序作为硬件与用户信息交互的载体，设计了一款基于物联网的计价支付秤系统，通过以STM32单片机为业务核心、小程序为用户交互载体以及Java后端为硬件维护平台，提升了传统电子秤在计价、支付等环节的业务处理能力，相比于一般电子秤具有明显的优势。

参考文献:

［1］刘火良，杨森．STM32库开发实战指南［M］．北京:机械工业出版社，2013:1-430．

［2］MEMS传感器接口ASIC集成技术．

［3］Miles，StephenB．RFIDTechnologyandApplications．London:CambridgeUniversityPress．2011:6-8．ISBN978-0-521-16961-5．

［4］乐鑫科技．esp8266_at_instruction_set_cn［CP］．2019:13-64．

作者:罗品军 宋永杰 刘家俊 单位:温州大学