1 系统概述
现在是万众创新，互联网的时代，无论是国家的政策方针还是产业环境，都将互联网+提到了很高的角度，并且国内无线网络及有线网络普及率很高，为传统行业的升级改造提供了良好的基础设施。我国是人口大国，人民的衣食住行需求和消耗量非常巨大，如何有效的管理和控制农产品的生产、销售过程，对提升效率具有举足轻重的作用和意义。而当下农产品的销售主要采用称重计价的方式进行，不具备联网功能，无法实现网络快捷支付；不具备产品进销存储功能、无法溯源；不具有数据分析能力，市场监管难度大。为了解决以上困难，结合互联网+技术，本文设计了一款智能称重系统。本系统以智能电子秤为数据采集终端，将商品订单、客户信息等上传给服务器。服务器接收到数据后进行解析，将解析后的支付链接返还给硬件层，让顾客实现扫码支付，并从数据库里读取溯源数据反馈给顾客。运用物联网，大数据分析等技术为监管部门、从业人员、下游供应商提供可靠的数据，实现各个环节的信息共享。
2 系统设计方案及关键技术
2.1 智能电子秤模块
电子秤的发展经历了模拟指针式、数字式和微电子式三个阶段，随着电子技术，移动互联、物联网的发展，电子秤慢慢向小型化、模块化、集成化、智能化方向发展。本智能电子秤具体功能结构如图1所示，主要包括高性能微处理器、液晶显示模块、矩阵键盘、重量采集模块以及无线通信模块。
微处理器采用低功耗高性能的STM32F103ZET6芯片，时钟频率最高可达到72MHz；基本型时钟频率为36MHz，内置32K到128K的闪存，功耗为36mA。
屏显示模块采用7寸液晶电容屏，最多五点同时触摸，分辨率为864×480，确保二维码无缺显示，LCD接口为并行24位RGB接口。控制器为SSD1963，内部集成有1215KB的帧缓冲器，支持864X480像素点的24位真彩色图片的显示。
矩阵键盘用来接收价格、重量，清零、去皮重、最大称量、度值、零点自动跟踪、自动累计、欠电压指示等数据和指令的输入。
无线通信模块采用SIMCOM 公司的工业级双频GSM/GPRS模块：工作频段双频：900/1800MHz，可以低功耗实现语音、SMS、数据和传真信息的传输。支持RS232串口和LVTTL串口，并带硬件流控制，支持5～24V的超宽工作范围，使得本模块可以非常方便的与MCU进行连接。
重量采集模块作为本系统的数据采集终端，是整个系统的基础。主要涉及到以下两个功能。
（1）精确称重。该模块主要由传感器，放大电路，AD转换电路组成。选用电阻应变式传感器，采用线路补偿的方式来避免误差，稳定性高。放大电路由高精度低漂移运算放大器构成差动放大器，AD转换部分选用24位高精度HX711模块来进行对模拟信号的处理。
（2）安全数据传输。向数据库上传数据时，采用WIFI，LORA，GPRS等安全可靠的无线通信技术，确保数据传输过程中不会被截获破解，数据传输采用PGP （Pretty Good Privacy技术，PGP采用了一种RSA和传统加密的杂合算法，保证数据传输的安全
2.2 服务器平台
服务器采用分布式集群设计，实现业务拆分，应用服务和数据服务分离，负载均衡，反向代理和CDN，保证了大量用户的使用，最大限度地提高了系统整体的运行速率。使用抽样分析，数据区间对比和对比分析模型曲线类型分析。
3 智能电子称重系统的设计实现
3.1 主控模块设计
控制模块选用STM32F103ZET6作为主处理器，电路设计加入了防干扰电路，可起到防静电，滤除杂波的作用。
3.2 称重模块设计
该模块主要由传感器，放大电路，AD转换电路组成。放大电路采用专用仪表放大器，如图2为用INA128仪用仪表放大器来实现信号放大。
AD转换部分选用24位高精度HX711芯片来进行对模拟信号的处理。模块可选增益为32、64、128，片内稳压电路可直接向外部传感器和芯片内A/D转换器提供电源，片内时钟振荡器无需任何外接器件：芯片内寄存器无需编程，可选择10Hz或80Hz的输出数据速率，同步抑制50Hz和60Hz的电源干扰。MCU驱动该模块时选用128增益，利用软件程序滤去不稳定数据，实现高精度精准测量。
3.3 数据传输模块设计
无线通信模块采用稳定的SIM900A模块，处理器通过向SIM900A模块发送AT命令使模块工作。SIM900A模块与服务器建立连接，向服务器发送价格，商户信息等数据。为了保证数据传输过程中的安全可靠性，防止丢包，发送数据包的方式遵循HTTP通信协议。
使用TCP协议传输数据，当数据从A端传到B端后，B端会发送一个确认包（ACK包）给A端，告知A端数据已收到而UDP协议没有确认机制，因此与服务器的通信采用TCP通信协议。为了保证数据传输的时效性，处理器将定时扫描是否有数据进行传输，保证数据能够即使被接收处理。
3.4 系统服务器平台设计
集贸超市数据库管理系统需要满足追溯数据信息的储存、查询以及用户对数据库的日常管理工作，因而整个系统的数据库设计和分析模型设计两个部分。
3.4.1 数据库设计
系统数据库采用关系型数据表，设计简单，用最少的资源实现最大的效果。摘要包括商户表Users、商品信息表Products、供应商表Sellers、商品销售表Sales。系统设置管理员用户和普通用户登陆两种模式。其中管理员用户登录模式具备了普通用户没有的“用户信息管理”功能，以提高系统信息的安全性。该管理系统的界面主要包括系统的登陆界面、系统主界面、管理员界面、商品入库信息管理界面、商品销售信息管理界面。其中系统主界面提供了对所有系统功能的导航作用。主要包括卖家信息管理、入场信息管理、检验检疫信息管理、商品信息管理、消费者信息管理以及系统管理模块；管理员界面主要实现对用户信息的管理，包括查询、增加、修改、删除功能；商品入库信息管理界面实现商品入库登记及信息查询功能；商品销售信息管理界面实现食品的销售信息登记以及销售信息的查询功能。
3.4.2 数据分析模型的设计
因MongoDB具有精简数据库，将尽可能多的操作交给客户端，最大程度而利用内存资源用作缓存来换取性能的功能，因此本系统使用了MongoDB数据库。MongoDB采用的是NoSQL的设计方式，对集合中的文档进行动态追加，在创建集合之初不会对数据类型进行限定，任何文档都可以加到任何集合中去，增加了数据的操作灵活。系统采用了抽样分析模型，数据区间对比分析模型来对大量用户及产品数据的进行分析。
4 结论
在国家提倡用科技改善民生的发展要求下，设计一种具有能够高效、快捷、精准的智能称重系统是我们当代大学生的责任和义务。本文设计的智能称重系统通过终端，服务器，互联网结合形成了物与物、物与人的万物互联，实现了网络支付、数据分析、产品溯源等功能，从而为监管部门、从业人员、甚至下游供应商提供可靠的数据统计、分析，同时为政府提供决策依据，为农民种植，养殖提供指导。
参考文献
[1]厉志飞，王成李，等．LabVIEW的电子秤自动检定装置设计[J]．中国计量学院学报，2012，（6）.
[2]许涛，高彰．电子秤监督检查执法参考[B].中国学术期刊电子出版社，2016.
[3]王键．电子秤功能的实现与应用[D]．北京：北方工业大学，2010．.
[4]赵总社．电子秤在设计、生产和使用中的应用[B]．中国学术期刊电子出版社.
[5]陈建刚，刘家筠．电子秤作弊的现状与对策[B].中国学术期刊电子出版社，2008.
[6]薛新强．电子秤作弊揭秘[J]．中国计量，2017，（3）．
[7]胡美娇，高美春．基于24位A/D转换的高精度电子秤的设计[J]．.现代计算机，2013，（11）．
[8]董旭宇．基于LPC1766的多功能电子秤设计[D]．太原：太原理工大学，2015．
[9]杨纯兴．基于WiFi的食品溯源电子秤系统的研究与设计[D]．长沙：湖南大学，2015．
[10]谢坤洋．基于大数据的人体健康监测方法研究[J].中国战略新兴产业，2017，（4）．
[11]胡建国，吴晖辉，等．基于机器视觉的电子式健康秤自动检定系统设计[J]．顺德职业技术学院学报，2017，（1）.
（作者系临沂大学信息科学与工程学院学生）
