基于ZigBee技術(shù)的智能電子秤

張碧耘　孫忠慧　李瑩　趙晶

摘要：在當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)的浪潮下，無線通信技術(shù)將硬件與云聯(lián)系起來，成為主流。基于ZigBee技術(shù)的智能電子秤相較于傳統(tǒng)的電子秤，具有功耗低、成本低、安全性較高的特點(diǎn)。可以在終端設(shè)備上顯示商品編號、商品名稱、單價(jià)等信息；并可在總控制端統(tǒng)計(jì)出各個(gè)時(shí)段的收入、成本、利潤等信息。同一商鋪內(nèi)采用ZigBee組網(wǎng)。再根據(jù)ZigBee技術(shù)的智能電子秤開發(fā)一款相應(yīng)的APP，該APP用戶群分為商家和買家。商家可上傳商品信息、優(yōu)惠政策和在線統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；買家可實(shí)時(shí)看到商品的相關(guān)信息。該系統(tǒng)適用于各種大小型商業(yè)市場。

關(guān)鍵詞：Zigbee技術(shù)；電子秤；APP；物聯(lián)網(wǎng)；無線傳輸

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）15-0276-02

Intelligent Electronic Scale Based on ZigBee Technology

ZHANG Bi-yun， SUN Zhong-hui， LI Ying， ZHAO Jing*

（Software College of Shenyang Normal University，Shenyang 110034，China）

Abstract： In the current wave of Internet of things， wireless communication technology connects hardware and cloud and becomes the mainstream. Compared with traditional electronic scales， intelligent electronic scales based on ZigBee technology have low power consumption and low cost. It can display the information of commodity number， commodity name and unit price on the terminal equipment， and can calculate the income and cost of each period of time at the total control end. Information such as profit. The same store using ZigBee network. Then according to the ZigBee technology of intelligent electronic scale development of a corresponding app， the APP user group can be divided into merchants and buyers. Merchants can upload commodity information， Preferential policies and online statistics； buyers can see information about the goods in real time. The system is suitable for a variety of large and small commercial markets.

Key words：ZigBee technology；electronic scales；APP；Internet of things；wireless transmission

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的智能家居出現(xiàn)在大眾的視野。針對傳統(tǒng)電子秤而言，僅僅能夠稱重量及計(jì)算總價(jià)已經(jīng)不能滿足人們的需求[1]。因此ZigBee這種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)備受各大廠商青睞。以大型超市為例，傳統(tǒng)的電子秤設(shè)備之間往往采用事先布線的方式以及人工的方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集[2]，而對于無線通信技術(shù)ZigBee而言，設(shè)備與設(shè)備之間無需線路連接，解決了由傳統(tǒng)線路而產(chǎn)生的一系列問題，并且節(jié)約了大量的人力和財(cái)力資源。

手機(jī)的智能化和普遍化，及許多電商APP的出現(xiàn)。使得基于ZigBee技術(shù)的智能電子秤與線上APP的聯(lián)系成為可能。根據(jù)APP的用戶群不同，為用戶提供不同的相應(yīng)的服務(wù)。對商家來說更傾向于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，省去了傳統(tǒng)人工統(tǒng)計(jì)的麻煩；對買家來說更傾向于實(shí)時(shí)了解商品售價(jià)及是否缺貨等情況。使得該新型電子秤系統(tǒng)更加的智能化。

1 智能電子秤總體架構(gòu)

智能電子秤主要由線上APP和智能終端構(gòu)成。線上APP主要服務(wù)于買家和賣家，終端是以近距離無線通信ZigBee技術(shù)為核心的智能電子秤。因?yàn)樗牡?，成本低，容易?yīng)用等優(yōu)點(diǎn)[3]，將其應(yīng)用于傳統(tǒng)電子秤中，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息傳輸并與線上APP對接，成為真正智能的新型電子稱。首先，智能電子秤利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)通信的傳感器節(jié)點(diǎn)采集重量信息，并將采集到的重量信息傳送給ZigBee的路由器，通過路由器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并在顯示屏下顯示單價(jià)、總價(jià)、折扣等信息。并將每一次交易的信息進(jìn)行記錄，實(shí)時(shí)返回到APP中進(jìn)行歸類和保存，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以便于查詢。因?yàn)閆igBee通信系統(tǒng)在節(jié)點(diǎn)不工作的狀態(tài)下，它就處于休眠狀態(tài)，能節(jié)省電池電量，即可打破傳統(tǒng)電子秤的瓶頸。

線上APP分為兩大平臺，每個(gè)平臺有三個(gè)界面。第一部分為商家平臺，商家部分有三個(gè)界面，第一界面實(shí)現(xiàn)注冊和登錄等功能。第二個(gè)界面為數(shù)據(jù)處理界面，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收，統(tǒng)計(jì)，歸類，保存等功能。第三界面為數(shù)據(jù)管理界面，可以統(tǒng)計(jì)出各時(shí)段的收入、成本和利潤。

第二部分為用戶平臺，用戶平臺也分為三個(gè)界面，第一個(gè)界面是登錄注冊界面，第二個(gè)界面為搜索界面，此界面可為用戶提供商家實(shí)時(shí)信息，以及商家定位、優(yōu)惠活動等便民信息。第三部分是用戶交流平臺，用戶可以分享自己的購物體驗(yàn)，以及為商家評價(jià)。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)主要包括接入層設(shè)計(jì)、ZigBee系統(tǒng)架構(gòu)以及APP軟件設(shè)計(jì)三個(gè)部分。接入層主要借鑒傳統(tǒng)電子秤的設(shè)計(jì)，利用壓力傳感器采集壓力信息。ZigBee系統(tǒng)架構(gòu)是整個(gè)方案的核心，接收接入層的信息并將其轉(zhuǎn)發(fā)到APP中。APP要為商家和用戶設(shè)計(jì)出不同的功能。

2.1 ZigBee系統(tǒng)架構(gòu)

基于ZigBee技術(shù)智能電子秤，主要包括終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)以及協(xié)調(diào)器[4]三個(gè)部分。商場網(wǎng)關(guān)和商場內(nèi)若干個(gè)ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)模塊組成星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[5]的傳感器網(wǎng)絡(luò)。其中，商場總網(wǎng)關(guān)是協(xié)調(diào)器，由它建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，掌管系統(tǒng)的正常運(yùn)行。主要實(shí)現(xiàn)各傳感器節(jié)點(diǎn)之間的通信，并對各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制[6]。當(dāng)用戶想要遠(yuǎn)程獲得內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的信息時(shí)，就可以通過線上APP進(jìn)行相應(yīng)的查詢。

2.2 APP設(shè)計(jì)方案

APP設(shè)計(jì)的關(guān)鍵為嵌入式系統(tǒng)[7]，即各節(jié)點(diǎn)及時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送至APP，商家平臺將遠(yuǎn)程發(fā)送來的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算并及時(shí)的反饋到用戶平臺，可以使用戶第一時(shí)間了解商場信息。并且及時(shí)將數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫中，以確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性，方便商家隨時(shí)查看。

3 電子秤軟件設(shè)計(jì)

電子秤終端設(shè)備分為電子秤、輸入端和顯示屏三部分。

輸入端采用鍵盤方式，鍵盤上的按鍵含有0～9數(shù)字、小數(shù)點(diǎn)“.”、“↑↓←→”，另外還有“確認(rèn)”、“刪除”、“歸零”、“返回”按鍵。

顯示屏為LED顯示屏，顯示設(shè)備號、日期、首頁、商品編號、商品名稱、單價(jià)、優(yōu)惠、重量、總價(jià)等信息。

開啟設(shè)備后，顯示屏先顯示登錄頁面（其中登錄的賬號密碼由總控制端分配或在APP上注冊所得）。登錄后默認(rèn)顯示首頁，含有各個(gè)商品的編號、名稱、單價(jià)、優(yōu)惠信息。電子秤上若有物品，顯示屏則自動跳轉(zhuǎn)到商品編號錄入頁面，通過鍵盤輸入的編號，自動形成商品名稱、單價(jià)、優(yōu)惠、重量、總價(jià)信息，如圖2所示。

4 APP功能設(shè)計(jì)

4.1登錄注冊界面

屏幕初始化時(shí)，進(jìn)入注冊界面，用戶可通過多種方式進(jìn)行登錄并根據(jù)需求進(jìn)入“我是買家”或“我是賣家”狀態(tài)。

4.2搜索界面

為方便用戶選擇，為用戶提供搜索功能，針對商品名稱或商家名稱進(jìn)行搜索。搜索后，仍可根據(jù)分類、區(qū)域、單價(jià)、銷量、余量、進(jìn)貨時(shí)間等信息進(jìn)行高級篩選[8]，以便找到最適商家。

4.3交易記錄界面

用戶可在該界面瀏覽自己的購買記錄，商家同樣也可以瀏覽交易記錄。此外，系統(tǒng)會根據(jù)交易信息為商家自動生成各個(gè)時(shí)段店鋪收入、成本、利潤等信息。并畫出柱狀圖并根據(jù)不同商品的交易量提醒商家及時(shí)補(bǔ)貨。同時(shí)，可以“導(dǎo)出數(shù)據(jù)”到指定位置。

5 結(jié)論

本文電子秤與傳統(tǒng)電子秤相比，數(shù)據(jù)的傳輸、發(fā)送等功能均在Zigbee組網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)，充分利用了Zigbee技術(shù)的低功耗、低成本、高安全性等特點(diǎn)，將其作為電子秤之間的信息傳輸?shù)臉蛄骸ｋS著Zigbee技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，它的優(yōu)良特性將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。

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