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摘要:物聯網技術是目前時展的潮流，各種各樣的物聯網設備也是層出不窮，但是目前還沒有一款將普通的秤和移動支付相結合的計價支付秤。本文設計了一套基于STM32單片機的智能秤和基于微信小程序客戶端的物聯網計價支付秤，本系統利用C/S架構實現了用戶可以隨時隨地通過微信小程序管理或觀察自己的設備，該設備可以極大程度地提高企業或單位的工作效率降低生產管理成本。本文的研究為互聯網的發展提供了一個新的思路。

關鍵詞:物聯網;計價支付秤;單片機;微信小程序

1緒論

隨著工業4．0和2025的到來，越來越多的企業使用物聯網設備來提高效率，但是在稱重和計算價格上還在采用傳統的方式，傳統的方式在面對小規模數據的時候可以從容應付，但是一旦出現大規模的數據是這種方式就會顯得比較費時費力且特別容易出錯。因此許多企業都在尋求一種快速計算價格，然后將信息立刻返回給用戶的一種方式，同時隨著國內移動支付行業的興起和對物聯網技術的研究和對效率的渴望使得本項目可以得到充分的利用和發展。使用本系統的用戶只需要把物品逐個放到機器上就立刻能完成稱重—計算—生產交易憑據的工作，這樣不僅可以使交易更加精確還能方便交易的記錄和管理，節約企業或工廠的運行成本。

2國內外研究現狀分析及評價

隨著物聯網技術終端和應用的發展，背后巨大的市場空間和經濟效益日益顯現。更多基于物聯網的智能化技術融入日常生活中，我們將獲得越來越多的自由時間。對于許多行業來說，這些設備改變了管理者與客戶直接的聯系，管理者將能夠減少誤差帶來的影響、提高效率，這種改進可以應用于行業，比如說計價支付方面。在國際上，一些發達國家在電子秤這一方面已經達到了較高的水平，尤其是在準確度和可靠性等方面有了很大的進步。同時，隨著物聯網時代和工業4．0的到來，而且手機的普及率越來越高，國外已有公司根據這個趨勢，幫助客戶減少人工操作失誤和提高工作效率，設計出一種有通過藍牙與手機APP連接的智能計價秤，這種秤采用了物聯網的體系結構，它可以將稱重后所得到的信息都儲存在云和后臺數據中，可供商家隨時進行查看，這種無線秤通常應用與大型工廠，可以為工廠實現自動化，減輕工人工作壓力，提高工作效率。隨著數據處理能力的提升，邊緣計算將成為物聯網的重要力量，因為它可以實現更高效的操作和更快捷的響應，而混合的物聯網技術將變得更加普及。相對于國外的研究，國內關于計價支付秤與物聯網的研究也較為成熟。由于國內線上支付較為普及，但在物聯網方面還是存在一定的不足，尤其是在自動化方面。現有市場上的計價秤，通常是通過藍牙與秤連接，綁定在線上支付平臺。一旦客戶給商家付款，秤就會報出所支付金額，這種支付秤提供了一定的安全性，但是不能將稱重、計算、支付和保存數據結合為一體。

3系統設計

3．1整體構架方案。本系統是由能物聯網秤、服務器、手機客戶端組成如圖1，秤得到重量后根據服務器里用戶設定的單價得到價格，用戶可以通過手機實時查看秤得到的結果，如果該秤綁定了交易關系(由自己、好友、秤組成的一個交易關系)就會生成一個交易憑據，交易雙方可以在手機客戶端中得到該交易的憑據利用該憑據雙方用戶就可以更加方便快捷的完成交易，另外用戶可以通過手機來控制機器如開關機、價格等。3．2系統硬件模塊設計。本系統以STM32單片機為核心，另外還包含電源模塊、HX711AD模塊、ESP8266Wi-Fi模塊、傳感器模塊。如下圖2所示。系統的硬件部分分為5個重要模塊:STM32F103芯片模塊，該模塊為該系統的核心模塊，該模塊需要完成基本的工作控制、信息收集、信息分析、信息發送等功能。電源模塊:位硬件系統提供能源。Wi-Fi模塊:該模塊采用的是由樂鑫公司研發ESP2866Wi-FiIoT控制芯片，該芯片支持TCP/IP棧網絡協議具有低成本、高速、可編程、高可靠性等特點。HX711AD模塊:HX711是一款專為高精度電子秤而設計的24位A/D轉換器芯片，該芯片具有集成度高、響應速度快、抗干擾性強等優點。降低了電子秤的整機成本，提高了整機的性能和可靠性，我們利用該模塊來采集傳感數據然后做AD數模轉換。重量傳感器模塊和HX711AD模塊配合使用用來獲取重量信息。3．3嵌入式軟件設計。如圖3所示，在機器上電后開始初始化各個外設，讀取上一次Wi-Fi的連接信息，如果沒有則開啟SmartConfig功能，此時設備上的綠燈會閃爍來提示用戶設備已進入SmartConfig模式，等設備連接Wi-Fi后立馬開始嘗試連接服務器，如果超時則系統藍燈亮起提示用戶設備連接不上服務器以讓用戶檢測網絡狀態，否則就亮起綠燈提示用戶設備網絡正常，之后開始進行去皮操作使系統初始質量歸零。當機器度數大于0．2時機器就進入數據發送狀態，在重量穩定之后機器就會發送該重量信息，發送完成后等待用戶把物品拿走就可以開始下一次循環。如果配上機械臂傳送帶等設備可以大大提高企業生產效率。3．4客戶端設計。在考慮到人們的生活習慣、心理、成本、方便性的關系本程序選擇基于微信小程序開發，小程序是一種新的開放能力，開發者可以快速地開發一個小程序。小程序可以在微信內被便捷地獲取和傳播，同時具有出色的使用體驗。小程序是一種無須安裝，即可使用的手機“應用”。相比于傳統的手機APP微信小程序擁有無須安裝隨時可用、觸手可及等優點，界面演示如圖4所示。

4結語

針對目前傳統電子秤稱重、計價和支付環節的局限性，本系統基于傳輸控制協議、用戶數據報傳輸理論以及C/S網絡系統模型，采用小程序作為硬件與用戶信息交互的載體，設計了一款基于物聯網的計價支付秤系統，通過以STM32單片機為業務核心、小程序為用戶交互載體以及Java后端為硬件維護平臺，提升了傳統電子秤在計價、支付等環節的業務處理能力，相比于一般電子秤具有明顯的優勢。

參考文獻:

［1］劉火良，楊森．STM32庫開發實戰指南［M］．北京:機械工業出版社，2013:1-430．

［2］MEMS傳感器接口ASIC集成技術．

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

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

作者:羅品軍 宋永杰 劉家俊 單位:溫州大學