平板电脑智能收银秤系统设计

 张元良，姜鹏森，张  浩

 （大连理工大学机械工程学院，辽宁  大连  116023）

摘要：针对当前独立门店销售和仓储管理系统落后的问题，基于低成本的STM32F030RC和Android平板电脑设计了可联网的一体化智能收银秤系统，具备称重、收银、销存管理、无线联网、会员＆手机支付、不间断电源等功能，具有良好的发展前景。

关键词：收银秤；Android平板电脑；STM32F030RC;设计中图分类号：TP273

0  引言

 随着连锁社区农蔬产品商店的逐渐普及，独立门店的销存系统蕴藏了巨大的商机。传统销售系统采用称重、计价和收银分开的方式，销售系统操作体验差，不能联网。随着电子技术和物联网技术的发展，具备称重、收银、销存管理、无线联网、会员＆手机支付、不间断电源等功能的一体化收银秤系统已经成为了未来的发展方向。因此，本文设计了基于低成本的STM32F030RC和Android的智能收银秤系统，系统集成度高、工作稳定，具有广阔的发展前景门。

1  智能收银秤系统总体方案设计

 本系统集成了商品称重、条形码扫描、会员卡系统、小票打印、钱箱和不间断电源等功能，采用An—droid平板电脑作为上位机和交互设备，提供了良好的交互体验，并可以通过无线网络连接，实现便捷的网络化销存管理。系统主要分为4个部分：称重系统、主控系统、电池管理系统和Android平板电脑。智能收银秤系统组成框图如图1所示。

2  智能收银秤系统硬件设计

2.1  称重系统

 称重系统基于低功耗STC15 L2K60S2和ADS1230设计，无需外部复位和晶振电路，可以得到稳定准确的称重结果。图2为AD转换电路，使用单臂桥式称重传感器，由ADS1230进行AD转换，可以获得20位称重采样值，其中无噪声计数值为34 604，远大于计价秤3 000的检定分度值。

2.2主控电路

 主控电路主要接收称重、刷卡器、扫描枪等外设数据，给打印机等外设发送数据，以及和平板电脑进行通讯，数据的通讯通过USART串口实现。系统选用STM32F030RC作为主控系统的微处理器，该芯片可以提供高达6个USART串口，从而满足系统的通讯需求。图3为STM32F030RC最小系统电路原理图。

2.3  电池管理系统

 通过一个良好的电池管理系统可以实现系统良好稳定的供电，延长电池的使用寿命。本系统选用了低成本的STC15W401AS作为电池管理的微处理器。

3软件设计

 本系统软件设计的核心部分是称重数据的处理和主控系统的数据收发。

3.1  优化的滑动滤波算法

 本系统采用的优化滑动滤波算法在计算时考虑了称重数据的变化方向，有选择地剔除粗大数据，从而能够更好地平抑干扰，并避免了传统滑动滤波算法响应慢的缺点。 

优化的滑动滤波处理算法如图4所示，Q{5]为缓存队列，首先对队列中原来的数据进行判定，如果全部为严格升序，则使标志位F=l;严格降序，则使标志位F=255；存在升降的情况，则认为是无序，并使标志位F=0。每次取回新的AD转换值后，用新值P{j}和队列中数据均值Q r进行比较，如果新值大于均值且F=1，则认为新值方向和原队列数据相同，剔除队列中最小数据，将新值压入队列，求新的队列数据均值，并作为称重结果输出；如果新值小于均值且F=255，则认为新值方向和原队列数据相同，剔除队列中最大数据，将新值压人队列，求新的队列数据均值，并作为称重结果输出；如果队列中原数据为无序，或者新值和原队列数据的方向不一致，则采用剔除队列最大值和最小值，压入剩余数据的均值，再压入新值，求新的队列数据均值，并作为称重结果输出。

3.2  多级缓冲机制

 在数据收发的处理中，设计了多级缓存，从原理上避免了发送和接收的冲突，防止发送数据时接收数据发生改变造成的数据错误，提高了系统的运行效率。接收二级缓存配置如图5所示。

4测试

 测试是一个系统能够稳定工作的重要前提之一，对智能收银秤系统进行了系统功能的测试，Android收银秤系统界面如图6所示，称重功能的测试数据见表1。由表1中的测试数据可以看出，系统的称重结果比较稳定和准确，能够满足智能收银秤的系统要求。

5  结语

 本文针对小门店的销存管理问题，设计了基于STM32的Android智能收银秤系统，集成了商品称重、条形码扫描、会员卡系统、小票打印、钱箱、不间断电源等功能。采用Android平板电脑作为上位机和交互设备，提供了良好的交互体验，并可以通过无线网络连接，实现便捷的网络化销存管理，具有极大的使用价值和良好的市场前景。