基于Wi-Fi的智能稱重監(jiān)測系統(tǒng)

文/丁楠

1 系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)整體設(shè)計如圖1所示。

2 硬件設(shè)計

2.1 稱重傳感器模塊

本設(shè)計選用應(yīng)用于稱重系統(tǒng)90%以上的高精度電阻應(yīng)變式傳感器。在電橋測量電路中，將一對變化相反的應(yīng)變片接入電橋一臂，另一臂接兩個相同的阻值作為基準值；當橋臂電阻初始值R1=R2=R3=R4=350時平衡，其變化值為ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4=d時，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，當彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，輸出信號電壓可由下式給出：

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、抗干擾性強等優(yōu)點。

2.3 控制器模塊

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

2.4 LCD模塊

該設(shè)計采用功率消耗小、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個管腳，編程用到的主要管腳為三個，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）。

2.5 Wi-Fi模塊

該系統(tǒng)通過標準UART接口同ESP8266Wi-Fi模塊進行連接，ESP8266Wi-Fi模塊是以Infra模式工作，自動連接到已經(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，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中存儲。

3 軟件設(shè)計

圖1：系統(tǒng)框圖

圖2：軟件設(shè)計流程圖

本設(shè)計采用WampServer和谷歌云搭建遠端服務(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，將遠端服務(wù)器采集到的數(shù)據(jù)集中處理成一個庫包，將用戶的健康信息傳送到手機移動端。

在軟件設(shè)計方面，首先進行系統(tǒng)初始化，然后通過ESP8266連接無線網(wǎng)絡(luò)，配置成功后開啟透傳模式傳輸數(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)計流程圖如圖2所示。

4 結(jié)論

本文設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于Wi-Fi的智能稱重監(jiān)測系統(tǒng)。該監(jiān)測系統(tǒng)可將用戶每次測得數(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)，并進行相應(yīng)數(shù)據(jù)分析及提供一些健康建議。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定性，精確性較好，具有較高的實用價值。