基于Wi-Fi的智能稱重監測系統

文/丁楠

1 系統設計

本系統整體設計如圖1所示。

2 硬件設計

2.1 稱重傳感器模塊

本設計選用應用于稱重系統90%以上的高精度電阻應變式傳感器。在電橋測量電路中，將一對變化相反的應變片接入電橋一臂，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、電阻應變片電纜線等組成，內部線路采用惠更斯電橋，當彈性體承受載荷產生變形時，輸出信號電壓可由下式給出：

2.2 A/D轉換模塊

本系統選用HX711作為A/D轉換器，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。該芯片集成了包括穩壓電源、片內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、響應速度快、抗干擾性強等優點。

2.3 控制器模塊

本設計采用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/數據存儲，32KB 的嵌入式SRAM 存儲器用作系統操作和應用程序運用。

2.4 LCD模塊

該設計采用功率消耗小、省電不產生高溫的LCD1602，能夠將體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（數據命令選擇端），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，自動連接到已經設定好的AP路由器上，通過路由器轉發數據，直接轉發到互聯網上的數據服務器，從而實現數據集中存儲。

3 軟件設計

圖1：系統框圖

圖2：軟件設計流程圖

本設計采用WampServer和谷歌云搭建遠端服務器。WampServer是由Apache Web服務器、PHP解釋器和MySQL數據庫的整合軟件包。利用Mysql，將遠端服務器采集到的數據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。

在軟件設計方面，首先進行系統初始化，然后通過ESP8266連接無線網絡，配置成功后開啟透傳模式傳輸數據，HX711在接收到數據后選擇128倍增益，開啟A/D轉換模式，將處理好的數據再次發送給被喚醒的LCD1602。軟件設計流程圖如圖2所示。

4 結論

本文設計并實現了一個基于Wi-Fi的智能稱重監測系統。該監測系統可將用戶每次測得數據通過Wi-Fi連接，上傳云端服務器。用戶可以通過客戶端軟件連接到服務器上，瀏覽自己的歷史數據，并進行相應數據分析及提供一些健康建議。實驗結果表明，該系統穩定性，精確性較好，具有較高的實用價值。