文/丁楠

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 稱重傳感器模塊

本設(shè)計(jì)選用應(yīng)用于稱重系統(tǒng)90%以上的高精度電阻應(yīng)變式傳感器。在電橋測(cè)量電路中，將一對(duì)變化相反的應(yīng)變片接入電橋一臂，另一臂接兩個(gè)相同的阻值作為基準(zhǔn)值；當(dāng)橋臂電阻初始值R1=R2=R3=R4=350時(shí)平衡，其變化值為ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4=d時(shí)，其橋路輸出電壓Eout與d成正比。稱重傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，內(nèi)部線路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時(shí)，輸出信號(hào)電壓可由下式給出：

2.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊

本系統(tǒng)選用HX711作為A/D轉(zhuǎn)換器，HX711是一款專為高精度電子秤而設(shè)計(jì)的24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片。該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 控制器模塊

本設(shè)計(jì)采用HT32F1656單片機(jī)作為主控芯片，HT32F1656單片機(jī)可借助Flash加速器工作在高達(dá)72MHz的頻率下，以獲得最大的效率。它提供256KB 的嵌入式Flash 存儲(chǔ)器用作程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，32KB 的嵌入式SRAM 存儲(chǔ)器用作系統(tǒng)操作和應(yīng)用程序運(yùn)用。

2.4 LCD模塊

該設(shè)計(jì)采用功率消耗小、省電不產(chǎn)生高溫的LCD1602，能夠?qū)Ⅲw重精確顯示在智能秤上。LCD1602共16個(gè)管腳，編程用到的主要管腳為三個(gè)，分別為：RS（數(shù)據(jù)命令選擇端），R/W（讀寫選擇端），E（使能信號(hào)）。

2.5 Wi-Fi模塊

該系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)UART接口同ESP8266Wi-Fi模塊進(jìn)行連接，ESP8266Wi-Fi模塊是以Infra模式工作，自動(dòng)連接到已經(jīng)設(shè)定好的AP路由器上，通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，直接轉(zhuǎn)發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)。

3 軟件設(shè)計(jì)

圖1：系統(tǒng)框圖

圖2：軟件設(shè)計(jì)流程圖

本設(shè)計(jì)采用WampServer和谷歌云搭建遠(yuǎn)端服務(wù)器。WampServer是由Apache Web服務(wù)器、PHP解釋器和MySQL數(shù)據(jù)庫的整合軟件包。利用Mysql，將遠(yuǎn)端服務(wù)器采集到的數(shù)據(jù)集中處理成一個(gè)庫包，將用戶的健康信息傳送到手機(jī)移動(dòng)端。

在軟件設(shè)計(jì)方面，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后通過ESP8266連接無線網(wǎng)絡(luò)，配置成功后開啟透?jìng)髂Ｊ絺鬏敂?shù)據(jù)，HX711在接收到數(shù)據(jù)后選擇128倍增益，開啟A/D轉(zhuǎn)換模式，將處理好的數(shù)據(jù)再次發(fā)送給被喚醒的LCD1602。軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于Wi-Fi的智能稱重監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可將用戶每次測(cè)得數(shù)據(jù)通過Wi-Fi連接，上傳云端服務(wù)器。用戶可以通過客戶端軟件連接到服務(wù)器上，瀏覽自己的歷史數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)分析及提供一些健康建議。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定性，精確性較好，具有較高的實(shí)用價(jià)值。