一种用于智能称重装置的管理系统及方法

1.本发明涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种用于智能称重装置的管理系统及方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.随着计量销售市场的快速发展，电子秤逐渐代替了传统的称重方式，在批发零售交易中得到广泛的应用，电子秤无须调整砝码使其与货物重量匹配，而是根据弹簧压缩程度或压力传感器直接获取货物重量的数据，并通过app或电子显示屏以数字方式显示出来。数字化的处理还可以根据用户输入的单价直接将货物的价格计算出来。由于压力传感器技术的成熟，可以使吨位级的秤也具有较高的称重精确度。目前，为了让称重准确，一般要求水平放置。这种要求适合固定放置的秤，如果需要将秤放在移动的物体上，如放在叉车上，则很难保证秤放置在水平位置。因此随车称重已经成为一项明显的市场需求。但是，现在市场中具有调节和校正功能的电子秤无法在在货车车厢、三轮车车厢等随车称重中实现因称面倾斜导致的测量不准确问题。
4.其次，现有的普通电子秤重只是方便了用户使用，对市场监管没有帮助。许多市场管理部门都需要掌握市场货物的销售情况，例如农贸市场、批发市场等，对市场销售情况的掌握既有利于资源的合理配置，也有利于提前安排进货、仓储等一系列准备工作。目前，市场管理部门如果想了解货物销售情况，一般需要人工调研，这种方式耗时耗力而且保密性差。如何对市场的电子智能称重装置进行安全的统一管理和监测成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于智能称重装置的管理系统及方法，将现代密码学技术应用于网络化智能称重装置的应用场景。在保障数据安全的前提下，能够实现随车称重、数据分析和网络管控等功能。
6.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
7.本发明第一方面提供了一种用于智能称重装置的管理系统，包括：
8.智能称重装置、传感器模块、数据通信模块、移动终端和数据管理中心，传感器模块包括压力传感器和角度传感器，压力传感器用于获取重量数据，角度传感器用于获取角度参数；数据通信模块用于将数据传输给数据管理中心，数据管理中心用于对数据进行识别和分析，通过数据分析后生成控制指令，并通过数据通信模块进行指令下发给移动终端和称重。
9.进一步的，智能称重装置包括称面、支架，称面与放置面之间设置有支架，放置面为车厢内部平面。
10.进一步的，还包括电源控制模块，电源控制模块用于根据工作状态指令在休眠模
式和工作模式下进行切换，工作模式包括单一称重计价模式和累计称重计价模式。
11.进一步的，移动终端用于控制智能称重装置的启动和停止，设置工作模式，录入货物名称及单价数据，显示称重结果及数据处理结果。
12.更进一步的，当智能称重装置处于休眠工作模式时，主控处理器进入休眠模式，仅保留通信模块的数据接收功能，关闭通信模块的射频发射电路，确保休眠模式的功耗最低；
13.当智能称重装置处于休眠工作模式时，通信模块接收到数据管理中心下发的启动指令后唤醒主控处理器，唤醒后主控处理器将对启动指令的合法性进行鉴别，确认无误后控制智能称重装置进入正常工作模式，否则再次进入休眠模式；
14.当智能称重装置处于休眠工作模式时，将关闭压力传感器、角度传感器的电源供电，减少因非正常使用时传感器的功耗，当进入正常工作模式时由主控处理器开启压力传感器、角度传感器的供电电源，进入正常工作状态；
15.当称重计价完成之后，数据管理中心将下发停止指令，主控处理器对停止指令鉴权正确之后将切断压力传感器、角度传感器的电源，配置通信模块进入接收模式，关闭通信模块的射频发射单元，进入休眠模式，否则继续保持正常工作模式。
16.进一步的，数据管理中心用于移动终端应用数据及参数的交互、智能称重装置启动和停止的控制指令下发、智能称重装置数据接收、计算智能称重装置上货物重量、价格计算、数据存储及数据反馈到移动终端进行显示。
17.进一步的，数据管理中心与所述智能称重装置之间的控制指令和数据、数据管理中心与所述移动终端之间的指令和数据，均受密码技术的安全保护。
18.本发明第二方面提供了一种用于智能称重装置的管理方法，包括以下步骤：扫描智能称重装置的身份信息上传至数据管理中心进行身份的鉴别和绑定；
19.数据管理中心下发含身份信息的启动指令到智能称重装置，验证无误后，智能称重装置由休眠模式进入正常工作模式，否则再次进入休眠模式；移动终端启动数据采集传输功能对货物进行称重信息采集；
20.移动终端确认货物放置完毕后向数据管理中心发送采集的称重信息，数据管理中心根据获取的称重信息进行数据分析，并下发相应的数据请求指令到智能称重装置。
21.进一步的，移动终端确认称重过程完成后，在移动终端的签字区域进行签名确认，数据管理中心将称重信息及移动终端确认信息进行存档备查。
22.进一步的，智能称重装置启动进入正常工作模式后，打开角度传感器的电源，启动角度传感器进行倾角测量，等待数据管理中心数据请求指令，获取指令后将角度参数上传至数据管理中心；
23.或者，智能称重装置启动进入正常工作模式后，将打开压力传感器的电源，启动压力传感器进行压力测量来获取称重载体上的压力数据，等待数据管理中心数据请求指令，获取指令后将压力参数上传至数据管理中心。
24.以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
25.本发明公开了一种用于智能称重装置的管理系统及方法，包括智能称重装置、传感器模块、数据通信模块、移动终端和数据管理中心。移动终端能够实现称重模式设置，货物信息录入，结果查验，签字(可选)确认等功能；数据管理中心包括身份鉴权，称重计量，货物计价，数据存储，数据分析等功能。智能称重装置通过压力传感器和角度传感器能够将货
物在自然状态下进行数据的采集，货物重量的计量及计价交由数据管理中心处理，便于降低成本及规模化推广；电源控制模块可以根据工作状态指令在休眠模式和正常工作模式下进行切换，确保智能称重装置的工作寿命；移动终端便于用户对称重计价过程进行控制和结果的确认；数据管理中心的强大处理能力和存储空间为系统的运行提供保障，各个部分之间的通信数据均采用密码技术进行保护。
26.本发明所公开的用于智能称重装置的管理系统是一个应用系统，与传统称重系统的区别包括：无须保持托盘或支架处在水平方向，在有倾角的情况下称重仍然准确；降低了智能称重装置的主控处理器的处理要求，并且自主用电管理，降低了成本和功耗；具有网络化管理，称重数据被传输到数据管理中心，便于数据分析和应用；移动终端的应用便于智能称重装置的使用及称重计价结果的可查可追溯；可以远程控制，在必要情况下，数据管理中心可以发送指令，让某些智能称重装置临时失去功能；使用密码技术，使得网络攻击者造假困难。这种网络化管理的智能称重装置有助于市场监管和行情分析，有助于保留交易记录，协助解决因称重问题引起的纷争。本发明能够为监管部门提供可靠的数据支撑以及提供统一的数据接口便于不同的管理系统调用和兼容。
27.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
28.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
29.图1为本发明实施例一中用于智能称重装置的管理系统的结构示意图；
30.图2为本发明实施例一中用于智能称重装置的管理系统的数据传输过程示意图。
具体实施方式
31.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
32.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
33.实施例一：
34.传统的称重设备不具有网络功能，无助于市场监管。而本技术中网络化的智能称重装置及其管理系统则能反映货物进销存及市场价格波动情况，从而有助于对市场的监管和货物供应的预先规划。
35.本发明实施例一提供了一种用于智能称重装置的管理系统，包括：
36.智能称重装置、传感器模块、数据通信模块、移动终端、电源控制模块和数据管理中心，传感器模块包括压力传感器和角度传感器，压力传感器用于获取重量数据，角度传感器用于获取角度参数；数据通信模块用于将数据传输给数据管理中心，数据管理中心用于
对数据进行识别和分析，通过数据分析后生成控制指令，并通过数据通信模块进行指令下发给移动终端和称重。
37.数据管理中心用于移动终端应用数据及参数的交互、智能称重装置启动和停止的控制指令下发、智能称重装置数据接收、计算智能称重装置上货物重量、价格计算、数据存储及数据反馈到移动终端进行显示。
38.数据管理中心与所述智能称重装置之间的控制指令和数据、数据管理中心与所述移动终端之间的指令和数据，均受密码技术的安全保护。
39.具体的，为了保证上述交互数据不被伪造或篡改，所有的交互数据是密文数据。这只需要在智能称重装置、移动终端和数据管理中心之间预置一个共享密钥即可，同时要求三者都有加密算法和解密算法。
40.为了避免数据重放攻击，每次交互数据时，附加一个序列号(或者时间戳)，这个序列号可以是一个计数器，或电路生成的伪随机数。
41.为了确保电子秤发送消息所使用的序列号具有一定的随机性和不可重复性，序列号应该在一段时间内不重复。
42.本发明的智能称重装置及管理系统，可以通过功能增加，使得数据管理中心向某个智能称重装置、或某些智能称重装置、或全部智能称重装置，发送特殊指令，如卖场暂停，卖场封闭等；也可以通过功能增加，使得数据管理中心向某个智能称重装置、或某些智能称重装置、或全部智能称重装置，发送特殊控制指令，使目标智能称重装置临时失去称重能力。这种功能一旦实现，则需要对控制指令增加数据完整性保护(抗非法篡改指令)和数据新鲜性保护(抵抗非法数据重放攻击)。
43.智能称重装置包括称面、支架，称面与放置面之间设置有支架，放置面为车厢内部平面。角度传感器放置于称面水平，角度传感器有方向，可以根据安装方向确定4个压力传感器的倾斜角度，因为平面倾斜方向只有一个，因此可以计算此时四个压力传感器的数值与重量之间的关联。
44.本实施例中，使用4个压力传感器来支撑秤面。4个压力传感器将感知的压力数据p1,p2,p3,p4传输到数据管理中心，角度传感器也将测量的倾角值α传输到数据管理中心，则数据管理中心根据几个压力传感器测量的压力值的和(p＝p1+p2+p3+p4)，从而可计算货物的重量w＝p/cos(α)，其中cos(α)是α的余弦函数值。
45.称重过程包括以下步骤：
46.移动终端扫描智能称重装置的身份信息(did)，并上传至数据管理中心进行身份的鉴别和绑定，数据管理中心下发启动指令(含did信息)到智能称重装置，验证无误后，智能称重装置由休眠模式进入正常工作模式，启动数据采集传输功能，否则再次进入休眠模式；其中，每一个称重装置都带有了唯一的身份信息，能够明确货物的流向及其种类、数量、单价、总价等信息。在数据传输过程中，身份信息与密钥信息双重保障货物数据以及相关指令的安全性和保密性。
47.智能称重装置启动进入正常工作模式后，将打开角度传感器的电源，启动角度传感器进行倾角测量，等待数据管理中心数据请求指令，获取指令后将角度参数上传至数据管理中心；
48.智能称重装置启动进入正常工作模式后，将打开压力传感器的电源，启动压力传
感器进行压力测量来获取称重载体(托盘或者其他支架)上压力数据，等待数据管理中心数据请求指令，获取指令后将压力参数上传至数据管理中心；
49.数据管理中心根据获取的智能称重装置参数可以计算被称重货物的重量，其中获取智能称重装置参数的时间由移动终端用户控制，移动终端经用户确认货物放置完毕后向数据管理中心发送称重信息，数据管理中心下发数据请求指令到智能称重装置；
50.配合移动终端用户录入的货物名称及单价，数据管理中心可以计算出货物的总价格，将计算结果反馈给移动终端，移动终端用户确认无误后本次称重计价结；
51.移动终端确认称重过程完成后，在移动终端的签字区域进行签名(可选)确认，数据管理中心将称重计价信息及移动终端确认信息进行存档备查；
52.数据管理中心将下发停止指令到智能称重装置，称重装置鉴别指令无误后由电源控制部分切断压力传感器和角度传感器的电源，让整个装置进入到休眠工作模式，仅保留数据接收功能，以降低功耗减少充电次数或电池更换周期延长使用时间。
53.在本实施例中，移动终端为移动app软件，用于称重装置的启动和停止控制，发送设置参数到后台数据管理中心，设置app的工作模式，货物名称及单价等数据的录入，称重结果及数据处理结果的显示。所述称重装置的启动和停止控制，包括称重装置的身份标识(did)和密钥等信息，经过身份识别及信息解密后，才能够通过数据管理中心准确下发相应指令到智能称重装置；所述工作模式设置有单一称重计价模式和累计称重计价模式；所述录入和显示包括称重装置的重量、价格、状态参数(倾角度数和电源电压)等信息。
54.累计称重计价模式，其过程包括如下步骤：
55.通过移动终端设置累计称重计价模式，第一件货物称重计价(过程如上所述)结束之后，移动终端用户录入下一件货物的名称和单价；
56.数据管理中心将根据移动终端用户的控制来获取智能称重装置的参数，结合app录入的货物信息来计算本次货物的总价，并将本次货物的重量、总价、累计总价等信息反馈到移动终端进行显示；
57.当累计称重计价结束之后，需移动终端用户签字(可选)确认；
58.数据管理中心将货物信息、总价及用户确认信息存档备查，下发停止指令到智能称重装置。
59.移动终端的具体操作过程包括：
60.通过app扫描智能称重装置上的二维码(加密)，获取装置的的身份信息(did)，并将did和用户身份uid一起发送给数据管理中心，数据管理中心鉴别后将下发启动指令到智能称重装置和绑定该装置；
61.通过移动终端设置系统的工作模式，发送设置参数到数据管理中心，确定称重装置管理系统的工作模式为单一称重计价还是多品种累加称重计价；通过移动终端录入称重货物的名称、单价及货物装载完毕信息上传到数据管理中心；
62.通过移动终端显示数据管理中心下发的处理结果，比对无误后拍照取证(可选)，签名确认后上传至数据管理中心存档备查，完成本次称重计价工作。
63.数据管理中心的具体工作过程包括：
64.数据管理中心在接收到移动终端发送的称重装置的身份(did)及用户身份(uid)，数据管理中心绑定移动终端与智能称重装置后，下发启动指令到智能称重装置，使称重装
置由休眠状态恢复到正常工作模式；
65.数据管理中心在获取移动终端发送的货物装载完成信息后，将向智能称重装置发送获取数据指令，智能称重装置在鉴别指令正确无误后将向数据管理中心发送压力传感器的压力数据、角度传感器的倾角参数、电池的电压值等数据，数据管理中心在接收到压力数据和倾角数据后开始计算货物的重量。
66.数据管理中心获取移动终端设置的工作模式参数后，进入称重计价工作，利用移动终端录入的货物名称及单价，将计算后的数据反馈给移动终端；
67.在移动终端用户确认后，将相关数据存档备查；
68.数据管理中心在获取移动终端发送的称重结束指令后，将发送停止指令到智能称重装置；数据管理中心将按照应用场景的分类对货物数据进行大数据分析，数据分析、数据处理的结果将为主管部门及市场监管部门的决策提供研判依据。
69.电源控制模块用于根据工作状态指令在休眠模式和工作模式下进行切换。具体的：
70.当智能称重装置处于休眠工作模式时，主控处理器进入休眠模式，仅保留通信模块的数据接收功能，关闭通信模块的射频发射电路，确保休眠模式的功耗最低；
71.当智能称重装置处于休眠工作模式时，通信模块接收到数据管理中心下发的启动指令后唤醒主控处理器，唤醒后主控处理器将对启动指令的合法性进行鉴别，确认无误后控制智能称重装置进入正常工作模式，否则再次进入休眠模式；
72.当智能称重装置处于休眠工作模式时，将关闭压力传感器、角度传感器的电源供电，减少因非正常使用时传感器的功耗，当进入正常工作模式时由主控处理器开启压力传感器、角度传感器的供电电源，进入正常工作状态；
73.当称重计价完成之后，数据管理中心将下发停止指令，主控处理器对停止指令鉴权正确之后将切断压力传感器、角度传感器的电源，配置通信模块进入接收模式，关闭通信模块的射频发射单元，进入休眠模式，否则继续保持正常工作模式。
74.对传统电子称重来说，电源供应一直无法动态监管，只有系统无法使用时才进行电池更换或者充电，本发明在使用过程中实时监测电池电压值，能够提醒用户电池状态变化，尤其是在移动称重平台，存在使用频次较低无法直接观察电子称重装置的电源状态的情况，采用本装置能够有效避免因电源损耗造成的无法使用或数据采集不准确的情况。
75.其次，传统的电子秤没有对倾角影响进行调整。本发明允许称重面有一定程度的倾角，并且货物重量计算由数据管理中心完成，避免了本地作弊的可能。目前有些电子秤具有累计计费问题，即称重后的货物重量、总价被计算出来后，按累加按钮可以将价格累加到另外一个存储模块。对秤来说，仍然是一份货物一称重，但货物总价在累计。本发明的智能称重装置不仅仅允许价格累加，还允许在秤上有货物的情况下继续称重累加。这种特性适合随车称重的应用，特别是车厢底面是一个智能称重装置的情况，随着货物的装载或卸货，货物重量和价格就被计算出来了。
76.另外，传统的电子秤不具有网络管控功能。本发明的智能称重装置的启动、称重、停止等全程需要数据管理中心的控制，可控可塑性强，便于数据管理中心对数据作进一步处理，对市场管理、货物管理都有重要的价值。传统的电子秤即使怀疑有问题，也很难找到证据。本发明的智能称重装置，其计量数据受数据管理平台的监管，如果发现有问题，可以
通过数据管理平台强行停止其称重功能。
77.实施例二：
78.本发明实施例二提供了一种用于智能称重装置的管理方法，包括：
79.包括以下步骤：扫描智能称重装置的身份信息上传至数据管理中心进行身份的鉴别和绑定；
80.数据管理中心下发含身份信息的启动指令到智能称重装置，验证无误后，智能称重装置由休眠模式进入正常工作模式，否则再次进入休眠模式；移动终端启动数据采集传输功能对货物进行称重信息采集；
81.移动终端确认货物放置完毕后向数据管理中心发送采集的称重信息，数据管理中心根据获取的称重信息进行数据分析，并下发相应的数据请求指令到智能称重装置。
82.移动终端确认称重过程完成后，在移动终端的签字区域进行签名确认，数据管理中心将称重信息及移动终端确认信息进行存档备查。
83.智能称重装置启动进入正常工作模式后，打开角度传感器的电源，启动角度传感器进行倾角测量，等待数据管理中心数据请求指令，获取指令后将角度参数上传至数据管理中心；
84.智能称重装置启动进入正常工作模式后，将打开压力传感器的电源，启动压力传感器进行压力测量来获取称重载体上的压力数据，等待数据管理中心数据请求指令，获取指令后将压力参数上传至数据管理中心。
85.以上实施例二中涉及的各步骤与方法实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。
86.本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
87.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。