浅析关于电子秤防作弊

电子秤是一种广泛应用于工业生产、商业贸易、交通运输、机械制造、港口 计量、医疗保健、国防建设和科学研究等领域的质量计量仪器，具有反应速度快、 测量范围广、使用简单、操作方便、便于计算机控制等特点。但是，传统电子秤 存在准确度较低、不能进行倾角自动补偿、容易作弊、人性化程度低等不足。

为此，本文研制了一种高精度、倾角自动补偿的防作弊电子秤。 通过对电子秤的现状进行研究，确定了本文的设计目标；设计了防作弊高精 度电子秤的信号采集、防作弊模块、人机接口等模块的电路；基于模块化设计思 想，对电子秤的软件进行了设计；提出了倾角自动补偿模型、非线性校正方法和 温度补偿方法，对倾角、传感器非线性和温度等进行了自动补偿。设计并实现了 量程为 1000g、感应量为 0.01g 的防作弊高精度电子秤。

最后，在实验室条件下 进行了测试检定。本文研究工作的重点主要是系统硬件设计与软件设计以及倾角 误差补偿和非线性误差补偿方法。主要工作以及创新点如下： 在硬件设计上，以 ADμC7060 微处理器作为信息处理核心，采用 24 位高精 度的 Σ-Δ 型 A/D 转换器 AD7190 构成高精度的数据采集模块，利用 RFID 技术进 行校验、加速度传感器 ADXL345 测量倾斜角实现倾角自动补偿，以及硬件冗余 技术防止电子秤软硬件作弊，采用 DS18B20 实现电子秤的温度自动补偿。

在软件设计上，根据系统需求，采用模块化设计方法，将软件分为传感器、 称重信号采集、防作弊、故障诊断、人机接口等模块，对各模块分别进行设计。 在倾角自动补偿模型中，提出了一种适合微控制器实现的倾角自动补偿模型， 有效的补偿了倾角引起的误差；在称重信息处理方法中，建立了一种分段最小二 乘法的非线性称重误差校正方法，有效地改善了系统的非线性；在减少温度对系 统的影响方面，介绍了最小二乘曲面拟合补偿模型的实现。

现场测试表明，防作弊高精度电子秤的量程为 1000g，感量为 0.01g，最大允 许误差优于 0.05g，完全满足国家标准《JJG 555 非自动衡器检定规程》规定的 II 级秤要求；在秤台倾角<15°时，系统最大误差<0.2g，减少了秤台倾角引起的称重 误差，实现了秤台倾角误差的自动补偿。同时，防作弊电子秤能够有效防止 7 类 常见作弊方法，并完成相应的作弊报警提示。

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