本文以实现基于GSM通信模块的数字电子称为目的，采用以STC15F2K61S2单片机为主控芯片，外围附加称 重电路、显示电路、报警电路、键盘电路、GSM通信模块等构成智能称重系统的系统设计方法，结合实验室测试样品 的方法，得出所设计电子称功能穗定，且误差在2%以内。
称重计量器件在人们的生活中随处可见，早期称重计量 器件主要以秤砣等物理方式进行，然而随着电子技术的发 展，电子称渐渐地出现了，随着智能芯片的发展，数字电子称 技术正向着基于传感器与主控核心的数显电子称的方向发 展，目前人们在设计电子秤系统时大量地采用集成芯片，因 此电子秤系统巳经摆脱了以往的电子模式，正趋向智能化多 元化方向发展。关于数宇电子称的研究与应用，目前大部分 数字电子称还停留在单机工作的模式上，虽然部分智能电子 称通过蓝牙与智能设备相连，但市面上还没有通过互联网进 行联网的数字电子称。为了让智能的数字电子称能够在没有 WiFi或网络条件较差的情况下能够联网，作者以网络覆盖较 广的GSM通信为基础，设计并实现了基于GSM通信模块的 数宇电子称系统，本系统可将电子称获取的信息通过GSM 通信模块发送到客户手中，客户能够远程获取电子称信息， 了解货物重量，并与电子称进行交互，实现数宇电子称与远 程用户的网络交互。
1.设计思想
文中以一台量程为0~5 kg的电子称为原型，由于压力传 感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到A/D转换接收 的电压范围，所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整 形滤波等处理，最后将A/D转换的结果送单片机进行数据处 理并显示，其数据显示部分采用LCD显示。
作为一款以GSM通信模块为网络载体的智能型产品，作者在设计时考虑使用低功耗高效率的MCS51单片机作为产 品的控制核心系统框图如图1所示，本文采用STC15F2K61S2 单片机作为控制核心曰，GSM通讯模块采用西门子的TC35PI。
2.控制核心及传感器
多功能网络环境监测系统的控制核心主要是对传感器 采集到的数据进行处理、数据显示及与GSM通信，要实现这 样的功能使用51系列单片机便可满足，本文使用 STC15F2K61S2单片机，作为主控核心。单片机除了处理本地 数据外，还需要通过串口与GSM模块进行通信。系统功能框 图如图1所示。
电阻应变式压力传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆 线等组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产 生变形时，电阻应变片（转换元件）受到拉伸或压缩应变片变 形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），从而使电桥失去 平衡,产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理％通过 图2可知，当压力作用于传感器上方时，由于变形，R1 R3的 阻值会增大;的阻值会减小，导致电桥不平衡而产生了 电势差，这个压差与所受的力成一定比例，根据比例可将压力与电压进行等价，处理后得出质量。
文中采用HX711芯片作为电子称的数据处理芯片，主 要通过该芯片完成压力传感器的数值的处理及模数转换。 HX711是一款电子称专用的模数转换芯片，它内部集成了稳 压电源、时钟振荡器等，它拥有较高的集成度，使用可靠性 高，成本低’同时电路设计较简单。
主控芯片与HX711相连需要査看芯片手册，了解管脚 功能后再进行操作，作者通过芯片手册了解到，该芯片与单 片机的连接较简单，单片机的管脚可直接驱动芯片的控制信 号，不需要对芯片进行编程。压力传感器的数值通过A或B 通道进入芯片，芯片内部的放大电路会将压力传感器传来的 数值进行增益。值得一提的是HX711内部有稳压电源可直 接给模数转换器供电，不需要额外的给芯片增加电源，大大 地简化了模数芯片的电路设计,其电路图如图3所示。
GSM通信模块采用模块支持RS232串口和LVTTL串 口，并带硬件流控制，支持5-24 V的超宽工作范围'使得本 模块可以非常方便的与单片机进行连接，从而给提供包括语 音、短信和GPRS数据传输等功能在使用GSM模块时由 开发者编写一套通信协议，用户可根据通信协议的要求，本 系统发送短信，如“zhongliang”，智能电子称会根据用户发送 的信息，向用户手机（开发者预设的号码）发送质量信息。
文中使用德国西门子工业GSM模块TC35i模块，该模块 由STC89C52RC单片机、GTM900-B模块组成所设计的电 子称的主控芯片通过串口与TC35i模块的单片机进行串口通 信，完成收、发指令的操作。STC系列单片机通过+5 V、GND、 TXD、RXD4个排针下载程序,4个排针为单片机的TTL接口， 使用时，系统主控芯片（上位机)通过此端口选择和单片机通 讯或GSM通讯。该模块SIM卡座在GSM模块下边，安装SIM卡即可使用，引脚连接示意图如图4所示。
3.系统软件设计
系统主函数主要完成系统程序的所有功能，由于采取结 构化的设计方式，主函数的编码相对较少，主要是对函数的调 用。程序开始执行时，首先进行初始化，当初始化完成后，调用 模数转换函数，通过处理读取压力传感器的数据再通过矩 阵键盘扫描函数，读取单价，将处理后的压力传感器的数据与 单价进行处理，得出金额，将所有数据送到液晶屏上显示，同 时通过串口将数据通过GSM模块发送到指定的手机上.用 户可不在现场便得到所称物体的质量。程序流程如图5所示。
A/D数据采集子程序的功能是将压力传感器采集到的极 小电压进行比较放大后％，再送到处理芯片里进行模数转换 的方式进行的。文中采用HX711芯片作为电子称的芯片，选 用了增益为128的通道A。流程图如图6所示。
GSM模块编程，在程序设计中，需要设置目的手机地址、 编写发送短信内容。网络状态查询、发送模式选择、读取短 信命令等设置，程序如下：
uchar code TC_MDSJ2 □={?’13876809290”} ； // 目的手机
地址，
uchar code TC_MDSJ1[]=「AT+CMGS=’’};
地址，
uchar code TG_ZXH 1[]={MAT+CSCA=M)；
uchar code TC_FSNR[]={MI AM 0KMJ ；
内容。
uchar code TC_WLZT[]={MAT+CREG?")；
查询
uchar code TC_MSXZ[]={MAT+CMGF=1")；
选择。
uchar code TC_DQML[]={"AT+CMGR= 1"}
读取命令。
uchar code TC_SCML[]={MAT+CMGD=1M)；
删除命令。
uchar code TC_ATF[]={nAT&F"}；
命令。
uchar code TC_ATE0[]={，’ATE0’’};
命令
uchar code TC_SMS_l[]={nAT+CNMI=2,1,0；M)；
通知命令
//向串口发送一个字符 void send_uart ( char a_s)
{ // TI= 0 ；
while (Tl! =1){；}
SBUF=a_s；
TI= 0 ；
//串口接收中断函数 void serial () interrupt 4 using 3 f
if (RI)
{
RI = 0 ；
i_receive=SBUF ；
TC35—RE[i_TC35_RECE++]=i_receive;
II i_TC35_RECE++；
if (i_TC35_RECE >TC35_MAX) {TC35一MAX = i_TC35_RECE；}
4.测试与分析
测试设置的称重量程为0?5 kg,测试过程中数据较为精 确，误差控制在2%，手机能够顺利接收到所测数据。测试结 果如表1所示。
本设计实物设计如图7所示很好地将传感器与控制器 结合，实现了数字称重的效果，此外，由于通过GSM与手机 进行通讯，使得在一些WiFi无法覆盖的领域也能应用。在一 些果地、水果批发市场，当购买方与销售方不在一起时能够 进行交易，大大地简化了商人们的购买手续。
5.结论
文中阐述了数字电子称与GSM组合的一种新用法，解 决在无网络条件下的智能数字网络问题，不过本设计仍存在 许多需要改进的设计，比如为了防止欺诈，能否加装摄像头、 所称重的数据能否存储并查阅等，随着4G技术的推广，也可 采用4G通信模块进行网络通信，然而4G网络的覆盖问题能 否完美解决，这都是需要后续改进的。
