随着人们生活节奏的加快,传统的电子称称重结账在客流高峰时段造成的排队等待问题日益凸显，因此亟 需一种快速、便捷的称重结账系统。因此本文设计了一种新型的称重系统，多个称重节点可同时称重,通过蓝牙4. 0技术搭建星型拓扑结构的无线传感器网络,将称重数据汇聚至蓝牙终端（可采用智能手机、平板或电脑）,并设计 了客户端程序，手动输入单价,将称重数据、单价、总价等数据进行显示、保存。本系统具有速度快、功耗低、成本 低、操作简便等优点。
0.引言
随着生活节奏的加快,人们对于各种事件的便 利、快速等要求很高。以买菜为例，大部分人们都会 集中在饭前这个时间段去菜市场，而挑选完几种蔬 菜之后去结账经常需要排队。结账处只有一台电子 称,商贩只能逐一称重，再用计算器累加总价,这就 造成了后面排队顾客的购物不适。若加快称重速度 则可减少顾客的等待时间，因此本文设计了一种多 个称重节点可同时称重的系统。
该系统采用蓝牙4.0组网技术。当前无线组网 的主要技术有：wifi、蓝牙、zigbee等11。wifi不适用 此系统,一是功耗较大，二是菜市场等区域未铺设 wifi。Sgbee功耗较小,也有自组网功能，但是一般 电子设备上都没有zigbee模块，需要添加中间模块， 或再单独开发一个带zigbee的终端，增加了成本。 而蓝牙4.0技术功耗小、速度高、能自组网，且现在 大多智能手机都支持蓝牙4.0,商户无需另购其他终 端设备，降低了采购设备的成本。
1.系统总体设计
如图1所示，该系统由3个称重节点和一个智能手机构成。称重节点由称重传感器、A/D模块、 MCU及蓝牙4.0模块构成。现在的智能手机an- droid4.3版本以上基本都支持蓝牙4.0。称重节点 的传感器可同时称量物品的重量并由MCU进行数 据处理,再将数据通过蓝牙传输至智能手机，智能手 机的客户端程序可接收蓝牙数据，商贩输入各个物 品对应的单价后即可显示总价。

2.称重节点
称重节点由称重传感器、AD转换芯片、MCU及 蓝牙模块构成。其结构如图2所示。称重传感器负 责将物品的重量这一物理量转换为电信号,A/D负 责将电信号转换为数字信号,MCU负责采集并处理 A/D转换出的数字信号,蓝牙负责将MCU传送来 的数字信号进行组网传输。

称重传感器采用悬臂梁传感器，这是一种电阻应变式传感器,具有精度高、密封性好、易安装等特 点,适用于电子称等小量程的称重场合。它通过弹 性敏感元件将外部应力F转换成应变s,再由电阻 应变片将应变转换成电阻值的变化，最后通过测量 电桥转换成电压或电流的输出。其工作原理如图3 所示。

采用单独的AD转换芯片，而不采用带AD转 换功能的MCU,主要考虑到精度及价格两个因素。 —般带AD功能的廉价MCU其精度较低,而自带高 精度AD的MCU通常价格较高，因此采用单独的 AD芯片和不带AD的MCU兼顾了精度和价格两方 。
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,具有集成度高、响应速度快、抗 干扰性强等优点,而且该芯片与后端MCU芯片采用 串行通讯接口，编程非常简单。
MCU采用国产STC系列即可，其具有低功耗、 稳定、廉价等优势，本设计选用的STC15H00W芯 片。M⑶程序里面读取A/D转换的重量数据，设 置采集间隔,并对采集的数据进行滤波。
蓝牙芯片采用TI公司的CC2540,它完全支持 BLE4.0协议。CC2540结合领先的RF收发器的优 良性能，内部集成业界标准的增强型8051CPU,系 统内可编程闪存,不同运行模式之间切换时间短、超 低功耗,能够以极低的成本使主节点和从节点间建 立强大的网络。MCU采用串口与蓝牙芯片连接，将 处理后的数据传送至蓝牙，由蓝牙进行组网将称重 数据传输至智能手机端。
3.蓝牙组网
目前蓝牙4.0支持的拓扑结构主要是星型拓扑 结构和广播组拓扑结构0。星型拓扑结构适用于 本系统。星型拓扑结构中有一个主设备和多个从设 备，主设备管理着连接，并且可以连接多个从设备， 而一个从设备只能连接一个主设备，如图4所示。 本系统中智能手机作为主设备，各称重节点作为从 设备。节点开始工作后，首先进行硬件初始化和软 件初始化,初始化工作完成后调用操作系统抽象层OSAL H ；OSAL首先进行任务初始化,然后不断地轮 询任务函数,如果有事件发生则进入相应的事件处 理函数进行处理,如果没有事件发生则继续轮询；在 OSAL中添加新任务，包括新任务的初始化函数和 新任务的事件处理函数;新任务添加完成后，主设备 和从设备间建立连接,然后主设备从设备读取应用 数据,即完成数据传输。

4.客户端
前面完成了各个称重数据的采集和传输,现在 智能手机接收到各个称重节点的数据信息,然后将 各数据信息显示在客户端主界面上，再手动输入各 个称重节点上物品对应的单价,则客户端程序自动 计算出总价并显示在界面上。若需物品种类多于称 重节点的个数,则多出的物品进行称量时,客户端可 自动累加前一次的总价。并且客户端还会将每 次的称重数据保存至数据库,便于商户进行交易查 询及分析。
5.结语
本文通过对当前几种物联网通信技术的分析， 采用了蓝牙4.0无线通信组网技术设计了多个称重 节点组成的称重系统 ,通过手机客户端接收并显 示各称重节点的重量数据,从而快速、便捷地实现了 多个商品称重及总价计算。