针对传统电子秤，记录、统计称重结果需耗费较多人力，并容易出现错记漏记等现象，设计一款新型智能电子 秤系统。该电子秤采用STC89C52微处理器为系统控制核心，可显示物品名称、重量、单价、总价等信息，并基于App Inven-tor 2平台开发出相应的电子秤手机APP软件，电子秤通过蓝牙发送数据至手机APP，由手机保存数据。手机APP软件具备 各种统计功能，并能够将统计结果导出Excel表格，便于电脑存储、分析。该系统性能稳定、可靠，成本低廉，手机APP软件方 便实用，可广泛应用于现代商业市场中。

自20世纪60年代以来，由于传感器技术的迅速发 展，电子称重技术日趋成熟，并逐步取代传统机械秤。 20世纪70年代初期，微处理机的出现使得电子称重技 术得到了进一步的发展，快速、准确、操作方便、功能多 样化等已成为现代称重技术的主要特点，称重装置的应 用已遍及到国民经济各领域，与此同时，人们对称重仪表 的要求也越来越高，要求更加智能化。于是出现了一种 智能无线电子秤，运用无线蓝牙模块传送重量数据，通过 RFID渎取货品的名称、单价和单位重量，显示并存储 还有一种无线接口电子秤，通过蓝牙收发器实现无线方式的体重数据上传至电脑或互联网上，以便个人健康数 据的永久保存与分析|21。传统电子秤的设计与研制尝试 了多种方法，但由于其体积较大，不方便携带，测量数据 不易保存和统计分析，因此逐渐不被人们所使用。近 几年智能手机迅速普及，APP的开发技术也随着手机市 场的发展日益成熟，因此把数据上传至手机，将电子秤 与手机APP相结合是电子产品发展的必然趋势。为 此，本设计在传统的电子秤基础上，增加蓝牙数据传送模 块，同时基于App Inventor 2平台开发出一款电子秤手机 APP，可以通过蓝牙将称重数据发送到手机APP，APP查 询某天的称重记录，并能统计某段时间，各种物品的重 量，而且统计数据可以以Excel表格形式导出。该款智能 电子秤符合现在人们对称重装置的要求。

1.智能电子秤总体架构

本文智能电子秤系统由下位机和上位机两部分构成。该系统整体框架如图1所示，下位机是基于51单片 机的电子秤部分，上位机是基于谷歌App Inventor 2开 发平台设计实现的手机APP。系统下位机部分是利用 压力传感器采集重量数据，经过HX711模块进行信号 放大和A/D转换，再把数字信号上传单片机处理模块。 单片机会对键盘按下进行处理，设置单价、折扣，并在 LCD12864上显示重量、单价、总价等信息。上位机的手 机APP，按下“发送”按键后，数据通过蓝牙模块上传到 A P P，A P P接收数据后将其存放于数据库，以便查询和 统计。APP可以选择物品编号列表（用户可自行增加、 删除、修改列表），之后会在接收界面显示所选物品、单 价、折扣等信息。APP接收到单片机发送的重量数据则 会自动计算总价并显示，同时将物品名和单价发送至单 片机，单片机接收到后显示于液晶屏。

APP的功能如图2所示，整个APP分三个主要界 面:第一个界面为登录系统，实现登录、注册、退出功能； 第二个界面为数据处理系统，实现数据的接收、统计、查 表与微信扫描支付，根据统计分析数据，给出相应建议， 还有导出统计表格的功能；第三个界面为资料管理系 统，实现查看记录、导出记录功能，查看某天的历史记 录，并且能够导出该记录的Excel表格。

2.系统方案设计

系统总体方案设计主要包括硬件电路设计、单片机 控制程序设计及APP软件功能设计三部分。硬件电路 主要由复位电路、压力传感器及A/D转换模块、蓝牙模 块、矩阵键盘、单片机5部分构成，借鉴引用了传统的电 子秤硬件设计。单片机程序设计是整个设计的关键部 分，APP软件功能设计分为不同的功能界面。单片机采 用了 STC89C52，其是宏晶科技推出的一种低功耗、高性 能CMOS8位微控制器，价格低廉，且能够实现本设计的 功能。压力传感器采用应变式压力传感器，其精度高、 结构简单紧凑、抗偏载能力强，其输出电压和压力成 正比，斜率稳定，因此易于实现将重量转变成电信号 输出。HX711是专为高精度电子秤而设计的24位 A/D转换器芯片，具有集成度高、响应快、抗干扰能力强 等优点，与压力传感器结合使用效果佳。HC-05是一款 性价比较高的蓝牙模块，完全兼容单片机系统，可实现单 片机数据的收发，因此选择它作为系统的无线通信桥梁。

2.1单片机控制方案

为了使得系统可以一直读取重量数据并显示，在液 晶初始化和串口初始化后，进人循环读取、显示流程，读 取HX711 A/D转换后的数值，存放到当前A/D数值变 量；扫描矩阵键盘，判断是否有按键按下，根据按键值和 系统设置模式进行相应的响应;将HX711传输的A/D数 值转换成重量，再计算总价;然后根据显示模式，显示对 应的主界面、改单价界面、改折扣界面、校准界面中；最 后返回读取HX711数值的操作，如图3所示.

2.2 APP设计方案

APP主要有5个界面，登录注册界面、接收界面、查 看历史记录界面、统计数据界面、扫描付款界面，关系如 图4所示。接收界面是关键部分，为历史记录和统计提 供数据。为了提高电子秤的实用性，方便付款，增加了 扫描二维码进人微信支付功能。本设计所有数据都保 存在手机微数据库中，相当于一个单机版软件，无论是 本机微数据库还是联网的服务器数据库，都是采取键值 对的存取方式。实现了在不联网的情况下也能读取之 前所保存的所有数据。

3.电子秤软件设计

3.1矩阵扫描的实现

先设置行为高电平，列为低电平，逐行扫描再逐列 扫描，若有按键按下，则连通部分会由高电平变为低电平，确定行、列就可以确定是哪个按键按下。其中矩阵 键盘上的数值0?9是为了输人数字而设定的，为了可以 输人小数，还加人“小数点”键。另外还有其他“清零/去 皮”、“改单价”、“改折扣”、“删除/发送”、“校准”按键，充 分应用了 4x4的矩阵键盘。

3.2LCD12864显示的实现

液晶显示前，需要对液晶进行初始化。编写相关函 数，方便调用。显示字符串是液晶显示关键的程序，为 了方便编写各种显示界面，先编写显示字符串的函数，判 断要显示数据所在的行和列，再写人字符串，程序如下：

void LCD_DisStr(uint8 x, uint8 y ,uint8 *pDat)

{

LCD_Write0neByte(0,0x90+y);

else if(x==2) LCD_Write0neByte(0,0x88+y);

else if(x==3) LCD_Write0neByte(0,0x98+y); while( *pDat!=rr) //字符串以结尾，用此判断是否已 显示完字符串

{ LCD_Write0neByte( 1, *pDat); pDat++; }

}

显示界面有4个，根据SystemSet变量的不同来显示 相应界面，如图5所示。如果SystemSet==0(开机就是这 个数），则显示主界面，即物品名、重量、单价、总价等信 息；如果SystemSet==1，会进人修改单价界面，此时单价 的显示会随着按下按键而左移显示；如果SystemSet==2， 会进人修改折扣界面，此时折扣的显示会随着按下按键 而左移显示;如果SystemSet==3，会进人校准提示界面， 显示“请放置设定重量物品，然后按校准键进行校准！” 的提示语;再输人校准物品的重量即可。

3.3蓝牙收发的实现

对蓝牙模块的编程，首先要串口初始化，主要设置 串口格式和波特率(9 600 b/s)。然后需要编写发送和 接收数据的模块程序：发送（接收）一串数据，先判断TI (RI)是否为1，是，则表明发完一个8位数据；再判这串 数据是否发完，如果发完，把相关变量（发送长度、发送 标志、接收完成标志）置0，否则发送后面数据。

蓝牙发送重量数据和接收单价数据都采用HEX字 符串，效率较高。由于蓝牙接收物品名数据只能用 ASCLL码文本形式。发送的重量数据经过读取A/D转 换后的数值，再转换成以克为单位的整数，以移位的方 法转换成HEX格式后保存到发送数组，触发发送模块 后，将发送数组内容发送出去。蓝牙接收到单价数据 后，则液晶屏显示。

4.APP功能设计

4.1 登录注册界面

该屏幕初始化时，从数据库读取用户名和密码保存 在列表变量当中，以便输人的用户名和密码进行查询列 表对比。在登录界面，若输人密码错误，会弹出错误提 示框“密码错误！”，若为未注册的用户，点击“注册”会进 人注册界面。

4.2接收界面

该界面是接收单片机数据，并保存到数据库的主要 功能界面，为了方便用户的使用，加人了定义、查询物品 编号功能。用户定义一个编号，该编号对应一种物品及 其单价、折扣等相关信息。用户则从编号列表选择或输 人编号即可查询到相应信息并显示出来，当APP接收到 单片机传过来的数据后，计算总价，并显示物品重量及 总价，如图7所示.

4.3 扫描界面

如图8所示，点击图片选择框选择支付二维码的图片，该二维码图片会保存到数据库，下次打开则直接从数据库读取并显示。该二维码图片可以更换。

4.4 查看记录界面

用户可以在日期选择框选择要查看的日期，点击确 定即可查看当天所有记录。为了防止由于重复按下电 子秤部分的“发送”键而导致的重复记录，设置了选中某 条记录，点击“删除该条”即可将该条记录删除。为了方 便用户将某些天记录删除，以节省存储空间，点击“删除 当天”可以把选中日期的记录删除，如图9所示。

4.5 统计功能界面

为了让用户清楚地分析销售状况，并根据销售情况 制定销售策略，决定进货量，统计功能是必不可少的。 统计指定某段时间的状况，在如图9所示的日期选项框 选择日期。点击“统计”，系统运用“冒泡法”自动把不同 物品归类统计，并画出柱状图。此外，点击“导出记录” 则可以把统计的信息以Excel表格的形式存放到指定位 置，方便用户查看和打印，如图10所示。

5.结语

本文设计的电子秤与传统电子秤相比，数据的发 送、接收、存储、分析与导出均在手机APP上实现，切合 实际应用场景，且体积小、功耗低，实现了便携式、智能 化。其中蓝牙是连接软硬件的桥梁，APP接收界面则为 统计和查看历史记录提供数据。历史记录和导出表格 功能是用户清楚了解交易情况的重要组成部分。作为 一种新型智能电子秤，达到了人们对称重装置的全新要 求，满足了现代商业市场的应用需求。