文中介绍了一种基于NRF24L01的多点无线称重节点设计，主要阐述了称重系统中节点 的结构及软件、硬件设计。在节点设计中，使用低功耗STC12C56A60S2型单片机、称重专用芯 片HX711、NRF24L01无线数据传输模块，可将采集的数据上传到上位机软件中，实现多点无线 称重系统设计。文中节点设计具有传感器信号调理测量电路简单、数据无线传输、低成本的 特点。
0.引言
现在市场上的称重秤是基于传统技术，功能 相对单一，一般都是单个使用，无法联成系统实现 多点称重。本设计根据NRF24L01和HX711芯 片的特点，设计了基于NRF24L01和HX711的多 点无线称重系统节点，可将测量物重数据上传到 上位机软件中，实现多点无线称重系统。在本文 中，重点阐述该称重系统中测量采集节点的硬件、 软件设计。
1.节点硬件设计
测量节点主要完成信号转换、信号调理、数据采 集、数据显示、数据发送等功能。该节点的系统框图如图1所示。

在该测量节点设计中，重点研究压力传感器输 出信号的调理电路设计、A/D转换电路设计、无线 数据传输电路设计。
1.1信号调理电路、A/D转换电路设计
在本设计中，采用一款集信号调理、A/D转换 于一体的专用于高精度电子秤设计的芯片 HX711，使用该芯片可以大大降低硬件的设计难度和硬件成本，在电子秤设计中有着广泛的应用。
HX711是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D转换器芯片，与同类型其它芯片相比，该芯 片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它 同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响 应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的 整机成本，提高了整机的性能和可靠性，输入选择 开关可任意选取通道A或通道B，与其内部的低 噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益为 128或64，对应的满额度差分输入信号幅值分别 为± 20mV或±40mV。通道B则为固定的64增 益，用于系统参数检测，HX711的典型电路图如图2所示。

1.2无线数据传输电路设计
在本设计中，无线数据传输电路采用以 NRF24L01芯片为核心的电路，该芯片是采用一款 工作在2.4GHz ~2.5GHz范围通用ISM频段的单片 无线收发器芯片，该芯片支持多点间通信，最高传输 速率达2Mb/S。该器件采用GFSK调制，128个频 点可供选择，满足多点通信和跳频通信的需要，片内 自己生成报头和CRC校验码，具有出错自动重发功 能，它采用SOC方法设计只需要少量的外围元件便可组成射频收发，并在无线数据传输中广泛应 用，以NRF24L01为核心的无级数据传输模块 电路原理图如图3所示。

2.节点软件设计
本系统中的软件设计主要是对HX711和 NRF24L01芯片进行软件设计。
由于称重传感器所检测的信号非常微弱，需要 通过放大电路进行信号放大，经放大后的数据再经 过AD转换便可得到较稳定的数据值；通过对 HX711芯片的管脚PD_SCK和DOUT控制实现通道 选择、增益控制、数据输出[1]。但由于HX711通道 A的可编程增益为128或64，对应的满额度差分输 入信号幅值分别为±20mV或±40mV,可能会出现 超出量程的现象，故在对HX711编程时，要特别注 意量程问题。
NRF24L01的工作原理为：首先将NRF24L01 配置为发射模式，再把地址TX_ADDR和数据 TX_FIFO按照时序由SPI时序写入NRF24L01缓 存区，TX_FIFO必须在CSN为低时连续写入，而 TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为 高电平并保持至少10S，再延迟130s后发射数 据。若自动应答开启，则NRF24L01在发射数据 后立即进入接收模式接收应答信号，如果收到应 答，则认为此次通信成功。状态寄存器的tx_ds 位被置高并把数据从TX_FIFO中清除；若未收到 应答则自动重新发射该数据，若自动重发计数器 溢出，则状态寄存器的MAX_RT位被置高，不清 除TX_FIFO中的内容。
节点数据采集发送软件设计流程图如图4 所示。

3.实验测试
本实验的实验测量节点为由市场上使用的电子 称中压力传感器、STC12C56A60S2单片机、 NRF24L01模块、HX711模块组成，主要实现称重、数 据无线传输功能;接收端由STC12C56A60S2单片机、 NRF24L01模块组成，主要实现接收数据并通过串口 通信将数据上传到上位机软件中。接收端将接收到 的数据通过串口通信上传到串口调度助手软件进行 观察，接收到的数据如图5所示，图5中显示的测量 结果为体重55.5公斤的人站在体重秤上时的测量数 据，从测量数据可以看出还是比较准确、稳定的。

4.结束语
从实验可知，由HX711和NRF24L01构成的无线称重节点具有传感器信号调理测量电路简单、数 据无线传输、低成本的特点，实现了设计要求，但测 量的精度受使用的压力传感器精度的影响。