设计说明书部分资料如下
设计摘要:
随着科技的不断进步,电子秤作为一种重要的测量工具,在各个领域都有着广泛的应用。传统的电子秤功能单一,精度有限,难以满足现代社会对测量精度和智能化的需求。为了解决这些问题,本设计提出了一种基于 STM32 的智能电子秤。
本设计以 STM32 微控制器为核心,结合高精度称重传感器、液晶显示屏、蓝牙模块等外设,实现了对物体重量的精确测量和多种智能化功能。
在硬件设计方面,首先选用了高精度的称重传感器,能够准确地将物体的重量转换为电信号。STM32 微控制器通过模拟数字转换器(ADC)对传感器输出的电信号进行采集和处理,从而得到物体的重量值。液晶显示屏用于实时显示物体的重量和其他相关信息,方便用户查看。蓝牙模块则实现了电子秤与智能手机等设备的无线通信,用户可以通过手机 APP 对电子秤进行远程控制和数据管理。
在软件设计方面,采用了 C 语言进行编程。首先对 STM32 微控制器进行初始化,包括时钟配置、GPIO 配置、ADC 配置等。然后编写了称重传感器的驱动程序,实现对传感器输出信号的采集和处理。液晶显示屏的驱动程序实现了字符和图形的显示功能。蓝牙模块的驱动程序实现了与手机 APP 的通信功能。此外,还编写了数据处理算法,对采集到的重量数据进行滤波和校准,提高了测量精度。
本设计的智能电子秤具有以下几个显著特点:
首先,高精度测量。通过选用高精度的称重传感器和优化的数据处理算法,实现了对物体重量的精确测量,测量精度可以达到 0.1g。
其次,智能化功能。电子秤具有自动校准、单位转换、超重报警等功能,方便用户使用。同时,通过蓝牙模块与手机 APP 连接,用户可以实现远程控制和数据管理,如查看历史称重记录、设置称重参数等。
再者,良好的人机交互界面。液晶显示屏能够清晰地显示物体的重量和其他相关信息,操作简单方便。同时,手机 APP 也提供了友好的用户界面,方便用户进行远程操作和数据管理。
最后,可靠性高。STM32 微控制器具有高性能、低功耗、稳定性好等特点,能够保证电子秤的长期稳定运行。同时,硬件电路采用了抗干扰设计,提高了系统的可靠性。
总之,本设计的基于 STM32 的智能电子秤具有高精度测量、智能化功能、良好的人机交互界面和高可靠性等优点,能够满足现代社会对电子秤的需求。该电子秤具有广泛的应用前景,可用于家庭、商业、工业等领域的重量测量和管理。
关键词:单片机;压力传感器;人机交互;wifi模块;OLED12864;声控模块
字数:13000+
目录:
设计说明书
合肥特纳斯科技有限公司
摘 要
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 压力传感器
3.6智能语音识别模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2信息显示
5.3 按键功能测试
5.4 云智能APP测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 信息显示
6.3 按键功能测试
6.4 WIFI、语音串口测试
结 论
参考文献
致 谢
1 、引 言
1.1 选题背景及实际意义
一、选题背景
社会需求增长
随着经济的发展和人们生活水平的提高,对精确测量和智能化设备的需求日益增长。在商业领域,如超市、市场等,需要准确的电子秤进行商品称重和计价,以确保交易的公平公正。在家庭中,人们也越来越关注健康管理,需要电子秤来测量食物、药品等的重量,以便更好地控制饮食和用药剂量。此外,在工业生产中,精确的重量测量对于产品质量控制和生产流程管理至关重要。
传统电子秤的局限性
传统的电子秤功能较为单一,通常只能进行简单的重量测量,显示精度有限,且缺乏智能化功能。例如,无法自动校准、不能与其他设备进行通信、不能进行数据存储和分析等。这些局限性使得传统电子秤在满足现代社会多样化需求方面显得力不从心。
技术发展推动
近年来,微控制器技术、传感器技术和通信技术等取得了飞速发展。STM32 系列微控制器以其高性能、低功耗、丰富的外设资源等特点,在嵌入式系统开发中得到了广泛应用。高精度的称重传感器技术不断进步,能够提供更加准确的重量测量。同时,蓝牙、Wi-Fi 等无线通信技术的普及,为设备的智能化和互联化提供了可能。这些技术的发展为开发基于 STM32 的智能电子秤提供了有力的支持。
二、实际意义
提高测量精度和可靠性
基于 STM32 的智能电子秤采用高精度的称重传感器和先进的数据处理算法,能够实现更高的测量精度和可靠性。这对于商业交易、工业生产和科学研究等领域的准确重量测量至关重要,可以避免因测量误差而导致的经济损失和质量问题。
实现智能化功能
该智能电子秤具备自动校准、单位转换、超重报警、数据存储和分析等智能化功能。自动校准功能可以确保电子秤在不同环境下始终保持准确的测量结果,减少人工校准的繁琐和误差。单位转换功能方便用户在不同的计量体系之间进行切换。超重报警功能可以提醒用户避免超重使用,保护设备和人员安全。数据存储和分析功能可以记录称重历史数据,为用户提供数据分析和决策支持。
提升用户体验
智能电子秤通常配备液晶显示屏或触摸屏,操作简单直观,用户可以方便地查看重量信息和进行各种设置。同时,通过蓝牙或 Wi-Fi 等无线通信技术,用户可以将电子秤与手机、平板电脑等设备连接,实现远程控制和数据管理,进一步提升了用户体验。
促进产业升级
开发基于 STM32 的智能电子秤,不仅可以满足市场对智能化测量设备的需求,还可以推动电子秤产业的升级和发展。通过引入先进的技术和创新的设计理念,可以提高电子秤的附加值和市场竞争力,促进相关企业的技术创新和产业升级。
总之,基于 STM32 的智能电子秤的选题具有重要的现实背景和实际意义。它能够满足社会对精确测量和智能化设备的需求,提高测量精度和可靠性,实现智能化功能,提升用户体验,促进产业升级。
1.2 国内外研究现状
基于 STM32 的智能电子秤在国内外的研究现状如下:
国外研究现状3:
技术先进性方面:
高精度测量技术:一些发达国家在电子秤的精度和可靠性上研究较为深入,通过采用先进的传感器技术、信号处理算法以及高质量的电子元件,不断提高电子秤的测量精度。例如,某些智能电子秤的测量精度可以达到微克级别,能够满足对重量测量精度要求极高的实验室、制药等行业的需求。
多传感器融合技术:为了提高测量的准确性和可靠性,国外研究机构和企业尝试将多种传感器融合在智能电子秤中。例如,除了传统的称重传感器外,还加入了温度传感器、湿度传感器等,对环境因素进行监测和补偿,从而减小环境因素对测量结果的影响。
功能多样化方面:
与物联网的融合:国外智能电子秤与物联网的结合较为紧密,能够实现远程监控、数据传输和管理等功能。例如,一些智能电子秤可以通过 Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术将测量数据上传到云端服务器,用户可以通过手机、电脑等终端设备随时随地查看称重数据,方便进行数据分析和管理3。
拓展应用功能:除了基本的称重功能外,国外智能电子秤还具备一些拓展功能,如物品识别、质量检测等。例如,在一些超市和物流中心,智能电子秤可以通过图像识别技术对商品进行识别和分类,提高工作效率。
国内研究现状:
技术发展方面:
硬件设计优化:国内在基于 STM32 的智能电子秤硬件设计上不断进行优化,提高了电子秤的性能和稳定性。例如,在传感器的选型和接口设计上,采用了高精度、低功耗的传感器,并通过优化电路设计和信号调理技术,提高了传感器的输出信号质量;在显示模块方面,采用了高清液晶显示屏或 OLED 显示屏,提高了显示效果和用户体验2。
算法研究与改进:国内研究人员在称重数据的处理算法上进行了大量的研究和改进,提高了电子秤的测量精度和稳定性。例如,采用数字滤波算法、零点校正算法、非线性补偿算法等,对称重传感器输出的信号进行处理,减小了噪声干扰和传感器非线性误差对测量结果的影响2。
应用场景拓展方面:
商业领域应用广泛:在国内的商业领域,如超市、农贸市场、水果店等,基于 STM32 的智能电子秤得到了广泛的应用。这些电子秤不仅能够快速准确地测量商品的重量和价格,还具备打印小票、商品管理等功能,提高了商家的工作效率和管理水平。
智能家居领域的探索:随着智能家居市场的不断发展,国内一些企业和研究机构开始将智能电子秤应用于智能家居领域。例如,开发出与智能家居系统相连接的智能电子秤,用户可以通过手机 APP 查看家庭成员的体重变化趋势,为健康管理提供数据支持。
1.3 课题主要内容
本设计是基于STM32的智能电子秤,主要实现以下功能:
1.可通过按键选择商品
2.可通过称重模块检测重量,并且计算价格
3.采用锂电池供电,可充电
4.可通过WIFI模块连接网络
5.具有去皮功能