基于4G网络的通信装置、电子秤和监控系统的制作方法

基于4g网络的通信装置、电子秤和监控系统
技术领域
1.本实用新型涉及计量监管领域，尤其涉及一种基于4g网络的通信装置、电子秤和监控系统。


背景技术：

2.普通计价秤是市场上数量最大的电子秤，由于成本及技术等因素，普通计价秤都是独立使用，没有联网功能。肉菜市场交易的商品名、重量及价格等基本信息都不能被国家计量单位进行有效监管。市场上具有联网功能的智能秤价格都很高且配置复杂，日常还需要专门的人员进行维护，不能大规模使用。如果能够在普通电子秤的基础上，加入具有通信功能的装置，不仅可以减低智能秤的成本，还可以实现对肉菜市场交易信息进行有效监管。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型实施例的目的是提供一种基于4g网络的通信装置、电子秤和监控系统，通过基于4g网络的通信装置降低具有通信功能电子秤的成本，实现对肉菜市场交易信息进行有效监管。
4.第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于4g网络的通信装置，包括单片机模块、 4g通信模块及电源模块，所述单片机模块包括单片机以及与单片机连接的晶振、第一串口和第二串口，所述第一串口为外部接口，所述单片机通过所述第二串口与所述4g通信模块连接，所述电源模块为所述单片机模块及所述4g通信模块提供电源。
5.可选地，所述单片机为gd32f103。
6.可选地，所述第一串口包括芯片sp3232。
7.可选地，所述4g通信模块包括n58模块。
8.可选地，所述第二串口包括芯片txs0104epw。
9.可选地，所述电源模块包括芯片spx29302及bl9198。
10.实施本实用新型实施例包括以下有益效果：基于4g网络的通信装置通过4g模块进行通信，通过单片机模块提供两个串口，一个串口用来连接4g通信模块，一个串口用来连接其它设备，从而实现连接有基于4g网络的通信装置的设备具有通信功能，且成本低。
11.第二方面，本实用新型实施例提供了一种基于4g网络的电子秤，所述电子秤包括设置有串口的电子秤本体及第一方面实施例所述的基于4g网络的通信装置，所述基于4g网络的通信装置通过所述第一串口连接所述电子秤本体的串口。
12.实施本实用新型实施例包括以下有益效果：电子秤本体通过连接基于4g网络的通信装置实现电子秤的通信功能，且成本低；而且使用简单，插电即可使用，无需像wifi需要输入账号及密码。
13.第三方面，本实用新型实施例提供了一种基于4g网络的监控系统，所述监控系统包括第二方面实施例所述的基于4g网络的电子秤及云服务器，所述基于4g网络的电子秤通过 4g网络与所述云服务器无线通信。
14.实施本实用新型实施例包括以下有益效果：通过具有通信功能的电子秤将肉菜市场交易信息发送给云服务器，从而实现对肉菜市场交易信息进行有效监管。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例提供的一种基于4g网络的通信装置的结构示意图；
16.图2是本实用新型实施例提供的一种4g通信模块的结构示意图；
17.图3是本实用新型实施例提供的一种单片机的电路原理图；
18.图4是本实用新型实施例提供的第二串口的电路原理图；
19.图5是本实用新型实施例提供的第一串口的电路原理图；
20.图6是本实用新型实施例提供的一种4g通信模块中n58的第一部分的电路原理图；
21.图7是本实用新型实施例提供的一种4g通信模块中n58的第二部分的电路原理图；
22.图8是本实用新型实施例提供的一种4g通信模块中n58的第三部分的电路原理图；
23.图9是本实用新型实施例提供的一种4g通信模块中sim卡座的电路原理图；
24.图10是本实用新型实施例提供的一种电源模块的第一部分的电路原理图；
25.图11是本实用新型实施例提供的一种电源模块的第二部分的电路原理图；
26.图12是本实用新型实施例提供的一种基于4g网络的电子秤的结构框图；
27.图13是本实用新型实施例提供的一种基于4g网络的监控系统的结构框图。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
29.如图1所述，本实用新型实施例提供了一种基于4g网络的通信装置，包括单片机模块、 4g通信模块及电源模块，所述单片机模块包括单片机以及与单片机连接的晶振、第一串口和第二串口，所述第一串口为外部接口，所述单片机通过所述第二串口与所述4g通信模块连接，所述电源模块为所述单片机模块及所述4g通信模块提供电源。
30.具体地，第一串口用于连接其它第一设备，如电子秤，电子秤将交易数据信息通过第一串口发送给单片机；单片机接收交易数据信息后，首先解析电子秤的数据，如提取出商品名、重量、价格等信息，然后将提取出来的相关数据转换为通信数据格式，最后将转换后的通信数据通过第二串口发送给4g通信模块；4g通信模块接收通信数据后，发送给其它预设的第二设备，如云服务器等。
31.需要说明的是，单片机对接收的数据进行处理的过程采用现有技术处理过程。
32.可选地，所述单片机为gd32f103。
33.可选地，所述第一串口包括芯片sp3232。
34.可选地，所述第二串口包括芯片txs0104epw。
35.可选地，所述4g通信模块包括n58模块。
36.具体地，如图2所示，4g通信模块包括n58模块、sim卡座及天线座。
37.具体的，结合图3-9，其中，图3是单片机的电路原理图；图4是第二串口的电路原理图；
38.图5是第一串口的电路原理图；图6是4g通信模块中n58的第一部分的电路原理图；图7 是4g通信模块中n58的第二部分的电路原理图；图8是4g通信模块中n58的第三部分的
电路原理图；图9是4g通信模块中sim卡座的电路原理图。图3中单片机的电路原理图，主要引脚功能如表一所示；图4至图5为单片机第一串口和第二串口的电路原理图，图4中 p6是单片机模块的外部接口，用于连接其它设备，如电子秤本体，外部接口的具体引脚功能如表二所示。外部接口的第3引脚rs232 tx及第4引脚rs232 rx连接芯片sp3232的第14 引脚t1out和第13引脚r1in，芯片sp3232的第11引脚t1in和第10引脚r2in分别连接单片机芯片stm32f103的第42引脚pa9及第43引脚pa10；另外，外部接口的第6引脚 uart1 tx及第七引脚uart1 rx分别连接芯片txs0104epw的第3引脚a2及第2引脚 a1连接，芯片txs0104epw的第4引脚a3及第5引脚a4分别与单片机的第30引脚pb11 及第29引脚pb10连接，上述连接方式用于实现串口调试和单片机模块与其它第一设备的通信连接，如单片机模块与电子秤连接。
39.表一、单片机引脚分配
[0040][0041]
表二、单片机模块的外部接口
[0042]
引脚号功能说明15v直流5v供电2gnd地3rs232 txrs232串口tx4rs232 rxrs232串口rx5gnd地6uart1 txttl串口tx7uart1 rxttl串口rx8rest复位
[0043]
具体地，单片机芯片stm32f103的第16引脚pa2和第17引脚pa3分别与芯片 txs0104epw的第13引脚b1和第12引脚b2连接，芯片txs0104epw的第1引脚vcca 和第8引脚oe与n58的第45引脚vdd_1p8及第105引脚vrtc_gps连接，上述连接方式用于实现单片机模块与4g模块的通信连接。
[0044]
可选地，所述电源模块包括芯片spx29302及bl9198。
[0045]
具体地，单片机需要的电源电压是3.3v，4g通信模块需要的电源电压是3.8v；如图10 及图11所示，假设输入电压是5v，输入电压经过芯片spx29302后转换为vbat的3.8v； 3.8v电压分为2路，1路供给4g通信模块，1路供给bl9198芯片；bl9198芯片将输入的 3.8v转换为3.3v输出给单片机。
[0046]
实施本实用新型实施例包括以下有益效果：基于4g网络的通信装置通过4g模块进
行通信，通过单片机模块提供两个串口，一个串口用来连接4g通信模块，一个串口用来连接其它设备，从而实现连接有基于4g网络的通信装置的设备具有通信功能，且成本低。
[0047]
如图12所示，本实用新型实施例提供了一种基于4g网络的电子秤，所述电子秤包括设置有串口的电子秤本体及上述实施例所述的基于4g网络的通信装置，所述基于4g网络的通信装置通过所述第一串口连接所述电子秤本体的串口。
[0048]
具体地，电子秤还为基于4g网络的通信装置提供5v的电源。
[0049]
具体地，电子秤秤重完后，电子秤按照电子秤通信协议要求及第一串口将称重数据发送给单片机；单片机接收数据后，首先解析电子秤的数据，提取出商品名、重量及价格等信息，然后单片机将提取出来的秤重数据转换为预设的第二设备(如云服务器)的通信数据格式；单片机将转换格式后的秤重数据，通过第二串口发送给4g通信模块。
[0050]
具体地，电子秤通信协议包括帧格式定义、电子秤命令格式及心跳命令。
[0051]
具体地，电子秤通信协议的帧格式定义如表三所示，波特率为115200，3.3v，ttl电平。
[0052]
表三、帧格式定义
[0053][0054]
具体地，电子秤命令格式如表四所示。
[0055]
表四、电子秤命令格式
[0056][0057]
具体地，心跳命令如表五所示，心跳命令由电子秤发送给基于4g网络的通信装置，10 秒发送一个。
[0058]
表五、心跳命令
[0059][0060]
实施本实用新型实施例包括以下有益效果：电子秤本体通过连接基于4g网络的通信装置实现电子秤的通信功能，且成本低；而且使用简单，插电即可使用，无需像wifi需要输入账号及密码。
[0061]
如图13所示，本实用新型实施例提供了一种基于4g网络的监控系统，所述监控系统包括上述实施例所述的基于4g网络的电子秤及云服务器，所述基于4g网络的电子秤通过4g 网络与所述云服务器无线通信。
[0062]
具体地，电子秤秤重完后，通过第一串口将秤重数据发送给基于4g网络的通信装置的单片机；单片机接收数据后，首先解析电子秤的数据，提取出商品名、重量及价格等信息，然后单片机将提取出来的秤重数据转换为预设的第二设备(如云服务器)的通信数据格式；单片机将转换格式后的秤重数据，通过第二串口发送给4g通信模块；4g通信接收数据后，将接收的数据发送给云服务器。
[0063]
需要说明的是，基于4g网络的电子秤与云服务器通信时，为了保证数据安全和防止数据篡改，采用以下措施保证数据的安全：传输时使用安全超文本传输协议https，对传输数据使用des加密算法进行加密，通过以上双重加密手段，确保数据的安全。
[0064]
实施本实用新型实施例包括以下有益效果：通过具有通信功能的电子秤将肉菜市场交易信息发送给云服务器，从而实现对肉菜市场交易信息进行有效监管。
[0065]
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。