基于ZigBee技术的智能电子秤

张碧耘　孙忠慧　李莹　赵晶

摘要：在当今物联网的浪潮下，无线通信技术将硬件与云联系起来，成为主流。基于ZigBee技术的智能电子秤相较于传统的电子秤，具有功耗低、成本低、安全性较高的特点。可以在终端设备上显示商品编号、商品名称、单价等信息；并可在总控制端统计出各个时段的收入、成本、利润等信息。同一商铺内采用ZigBee组网。再根据ZigBee技术的智能电子秤开发一款相应的APP，该APP用户群分为商家和买家。商家可上传商品信息、优惠政策和在线统计数据；买家可实时看到商品的相关信息。该系统适用于各种大小型商业市场。

关键词：Zigbee技术；电子秤；APP；物联网；无线传输

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：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

随着物联网的发展，越来越多的智能家居出现在大众的视野。针对传统电子秤而言，仅仅能够称重量及计算总价已经不能满足人们的需求[1]。因此ZigBee这种短距离、低功耗的无线通信技术备受各大厂商青睐。以大型超市为例，传统的电子秤设备之间往往采用事先布线的方式以及人工的方式来实现数据的采集[2]，而对于无线通信技术ZigBee而言，设备与设备之间无需線路连接，解决了由传统线路而产生的一系列问题，并且节约了大量的人力和财力资源。

手机的智能化和普遍化，及许多电商APP的出现。使得基于ZigBee技术的智能电子秤与线上APP的联系成为可能。根据APP的用户群不同，为用户提供不同的相应的服务。对商家来说更倾向于统计数据，省去了传统人工统计的麻烦；对买家来说更倾向于实时了解商品售价及是否缺货等情况。使得该新型电子秤系统更加的智能化。

1 智能电子秤总体架构

智能电子秤主要由线上APP和智能终端构成。线上APP主要服务于买家和卖家，终端是以近距离无线通信ZigBee技术为核心的智能电子秤。因为它功耗低，成本低，容易应用等优点[3]，将其应用于传统电子秤中，实现实时信息传输并与线上APP对接，成为真正智能的新型电子称。首先，智能电子秤利用ZigBee网络通信的传感器节点采集重量信息，并将采集到的重量信息传送给ZigBee的路由器，通过路由器对数据进行处理，并在显示屏下显示单价、总价、折扣等信息。并将每一次交易的信息进行记录，实时返回到APP中进行归类和保存，进行统计，以便于查询。因为ZigBee通信系统在节点不工作的状态下，它就处于休眠状态，能节省电池电量，即可打破传统电子秤的瓶颈。

线上APP分为两大平台，每个平台有三个界面。第一部分为商家平台，商家部分有三个界面，第一界面实现注册和登录等功能。第二个界面为数据处理界面，实现数据接收，统计，归类，保存等功能。第三界面为数据管理界面，可以统计出各时段的收入、成本和利润。

第二部分为用户平台，用户平台也分为三个界面，第一个界面是登录注册界面，第二个界面为搜索界面，此界面可为用户提供商家实时信息，以及商家定位、优惠活动等便民信息。第三部分是用户交流平台，用户可以分享自己的购物体验，以及为商家评价。

2 系统方案设计

系统总体方案设计主要包括接入层设计、ZigBee系统架构以及APP软件设计三个部分。接入层主要借鉴传统电子秤的设计，利用压力传感器采集压力信息。ZigBee系统架构是整个方案的核心，接收接入层的信息并将其转发到APP中。APP要为商家和用户设计出不同的功能。

2.1 ZigBee系统架构

基于ZigBee技术智能电子秤，主要包括终端节点、路由节点以及协调器[4]三个部分。商场网关和商场内若干个ZigBee传感器节点模块组成星形网络结构[5]的传感器网络。其中，商场总网关是协调器，由它建立ZigBee无线网络，掌管系统的正常运行。主要实现各传感器节点之间的通信，并对各节点进行控制[6]。当用户想要远程获得内部网络的信息时，就可以通过线上APP进行相应的查询。

2.2 APP设计方案

APP设计的关键为嵌入式系统[7]，即各节点及时将数据发送至APP，商家平台将远程发送来的信息进行统计、计算并及时的反馈到用户平台，可以使用户第一时间了解商场信息。并且及时将数据保存至数据库中，以确保数据的完整性和可靠性，方便商家随时查看。

3 电子秤软件设计

电子秤终端设备分为电子秤、输入端和显示屏三部分。

输入端采用键盘方式，键盘上的按键含有0～9数字、小数点“.”、“↑↓←→”，另外还有“确认”、“删除”、“归零”、“返回”按键。

显示屏为LED显示屏，显示设备号、日期、首页、商品编号、商品名称、单价、优惠、重量、总价等信息。

开启设备后，显示屏先显示登录页面（其中登录的账号密码由总控制端分配或在APP上注册所得）。登录后默认显示首页，含有各个商品的编号、名称、单价、优惠信息。电子秤上若有物品，显示屏则自动跳转到商品编号录入页面，通过键盘输入的编号，自动形成商品名称、单价、优惠、重量、总价信息，如图2所示。

4 APP功能设计

4.1登录注册界面

屏幕初始化时，进入注册界面，用户可通过多种方式进行登录并根据需求进入“我是买家”或“我是卖家”状态。

4.2搜索界面

为方便用户选择，为用户提供搜索功能，针对商品名称或商家名称进行搜索。搜索后，仍可根据分类、区域、单价、销量、余量、进货时间等信息进行高级筛选[8]，以便找到最适商家。

4.3交易记录界面

用户可在该界面浏览自己的购买记录，商家同样也可以浏览交易记录。此外，系统会根据交易信息为商家自动生成各个时段店铺收入、成本、利润等信息。并画出柱状图并根据不同商品的交易量提醒商家及时补货。同时，可以“导出数据”到指定位置。

5 结论

本文电子秤与传统电子秤相比，数据的传输、发送等功能均在Zigbee组网上实现，充分利用了Zigbee技术的低功耗、低成本、高安全性等特点，将其作为电子秤之间的信息传输的桥梁。随着Zigbee技术的不断发展和成熟，它的优良特性将会得到越来越广泛的应用。

参考文献：

[1] 高明华.一种新型智能电子秤系统的开发[J].现代电子技术，2017，40（14）： 40-43.

[2] 蔡利婷.基于 CC2530 的 ZigBee 数据采集系统设计[J].计算机技术与发展，2012，22（11）： 197-200.

[3] 樊锐.蓝牙/ZigBee无线网络传输系统的设计与实现[J].计算机技术与发展，2013，23（1）： 209-213.

[4] 张少凡.ZigBee技术的研究与应用[J].电脑知识与技术，2017，13（2）： 261-263.

[5] 蒲泓全.ZigBee 网络技术研究综述[J].计算机系统应用，2013，22（9）： 6-11.

[6] 丁永賢，谢鹏.基于ZigBee无线传感网络的农场智能监控系统[J].现代电子技术，2017，40（2）： 137-140.

[7] 盛平.基于ZigBee和3G技术的设施农业智能测控系统[j]，农业机械学报，2012，43（12）： 229-233.

[8] 王金龙.基于物联网的城市车位共享系统设计[J].物联网技术，2017（11）： 65-69.