筆者通過實(shí)際調(diào)研，發(fā)現(xiàn)目前市場上在用電子秤的作弊方法很多，為此，本文提出了一種防止電子秤作弊的方法，設(shè)計(jì)了一種基于MCS-51單片機(jī)的通用型 電子秤防作弊監(jiān)控器。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一）防作弊環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

無論是從電子秤的軟件還是硬件的改變來影響 測量結(jié)果，只要抓住以下幾個(gè)核心問題就可以從根本上 防止電子衡器的作弊：

1.重量的輸入

先從數(shù)據(jù)源人手，為了從壓力傳感器獲得正確的重 量值（實(shí)質(zhì)上是電壓值），需要直接從傳感器獲得數(shù)據(jù)， 中間不通過任何環(huán)節(jié)，避免其間軟硬件作弊的可能。

2.價(jià)格的計(jì)算

計(jì)算出真實(shí)的價(jià)格才能發(fā)現(xiàn)、防止作弊的發(fā)生。

3.價(jià)格的顯示

得出結(jié)論之后，對于顯示的控制尤為重要，否則即 使發(fā)現(xiàn)了作弊，也不能將正確結(jié)果顯示出來，功能即宣 告失敗。

(二）防作弊原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為此，提出電子秤防作弊方案，原理圖如圖1所示。

圖1中，虛線部分為防作弊監(jiān)控器的硬件結(jié)構(gòu)圖。電子秤的壓力傳感器采集到的電信號分成兩路：一路經(jīng)電子秤自身的電路；另一路至電子秤防作弊監(jiān)控器。這兩路電 信號經(jīng)由處理可分別得到測量結(jié)果，對其進(jìn)行比較，若 兩測量結(jié)果在允許范圍內(nèi)，則監(jiān)控器控制衡器顯示裝 置的顯示，否則記錄作弊信息和次數(shù)，當(dāng)作弊達(dá)到一定 次數(shù)（如5次）時(shí)，鎖定衡器不允許其再工作，并顯示 “ERR0R”o

1.監(jiān)控器主芯片

用MCS-51單片機(jī)做防作弊監(jiān)控器的主芯片，實(shí)現(xiàn) 監(jiān)控衡器工作，控制顯示裝置顯示，記錄作弊信息功能。

2.信號采樣

此部分的作用是將傳感器得到的模擬信號經(jīng)過放大 數(shù)模轉(zhuǎn)成數(shù)字信號至處理芯片，以便對信號進(jìn)行處理。電子秤的傳感器是一個(gè)壓阻式傳感器，等效一個(gè)橋式電路,傳感器 出來的信號是只有幾個(gè)毫伏的差分信號，必須經(jīng)過一個(gè)差 動放大器，把微弱信號放大到滿足AD采樣芯片的要求。

3.監(jiān)控器芯片與電子秤芯片

本系統(tǒng)中，防作弊監(jiān)控器與電子秤自身電路是獨(dú)立工作得到稱重結(jié)果的，兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行比較可以得到是否作 弊的信息，這樣監(jiān)控器與電子秤芯片存在一個(gè)通信的問題。

如圖2所示，監(jiān)控芯片與電子秤芯片通信采用I2C，通 過兩個(gè)數(shù)據(jù)線將監(jiān)控器芯片與衡器芯片連接起來，兩個(gè) 數(shù)據(jù)線分別用來傳輸數(shù)據(jù)和作為標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘信號。監(jiān)控 芯片對發(fā)送過來的數(shù)據(jù)按位讀取,并提取其中的主芯片 的測量值，與監(jiān)控系統(tǒng)自身的測量值進(jìn)行對比，如果重 量誤差小于某一定值，則顯示此次數(shù)據(jù)；如果發(fā)現(xiàn)誤差 過大則記錄此時(shí)的狀態(tài)并計(jì)數(shù)一次；當(dāng)計(jì)數(shù)次數(shù)達(dá)到一 定值后，給出此系統(tǒng)作弊信號，并自鎖。

4.顯示部分

對于電子秤如何防作弊來說，顯示器的監(jiān)管尤為重 要，若放棄對顯示的監(jiān)管，作弊者很有可能在軟件上進(jìn)行改動，讓其發(fā)送給監(jiān)控器芯片正確數(shù)據(jù)，而顯示的則 是錯(cuò)誤信息。因此，只有通過防作弊監(jiān)控器控制顯示裝 置才能從根本上杜絕作弊的發(fā)生。

一般說來，電子秤LCD顯示器共有16位，包括質(zhì)量顯 示(5位)、單價(jià)顯示（5位）和總金額（6位）。監(jiān)控芯片和驅(qū) 動模塊是通過I2C的總線進(jìn)行控制的，通過一塊LCD控 制器可以控制多塊LCD的顯示，基本框圖如圖3所示。

5.檢查裝置

目前，紅外設(shè)備由于結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、經(jīng)濟(jì)可靠 等原因巳經(jīng)廣泛用于各種電子設(shè)備上，尤其是一些需要 無線控制的設(shè)備。本系統(tǒng)中對于電子秤的檢查裝置采用的 紅外技術(shù)，可以在一定范圍的無線讀取已裝防作弊控制 器的作弊信息。顯示作弊信息的LCD可以使用電子秤顯示 裝置顯示重量的6位LCD顯示。

手持終端上安裝3個(gè)按鍵為TEST、RESET、CHEAT。 對應(yīng)的操作分別為測試監(jiān)控器、重啟監(jiān)控器、檢測是否 作弊。當(dāng)被測試衡器裝有防作弊監(jiān)控器時(shí)，按下TEST 鍵，則會發(fā)出蜂鳴聲以提示。按下CHEAT鍵時(shí)，在衡器裝 置上顯示作弊次數(shù)，若未作弊，顯示“CHEATO”。圖4是對 應(yīng)的結(jié)構(gòu)框圖。

6.接口設(shè)計(jì)

圖5為接口設(shè)計(jì)圖，虛線內(nèi)的部分位于電子秤內(nèi)部電子秤稱重傳感器得到的電壓信號分兩路送至兩個(gè)黑 盒。這兩個(gè)黑盒分別裝衡器自身電路和防作弊監(jiān)控器， 兩個(gè)黑盒有一個(gè)配套的接口，可供衡器芯片與監(jiān)控芯片 的連接。同時(shí)，放置監(jiān)控器的黑盒有一個(gè)接口與衡器的 顯示裝置實(shí)現(xiàn)連接。

二、軟件實(shí)現(xiàn)

軟件設(shè)計(jì)采用C語言對單片機(jī)進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功 能。程序在Windows XP環(huán)境下米用Keilu Vision2軟件編與。

第一步：根據(jù)稱重傳感器的電信號得到重量，由衡 器芯片向監(jiān)控芯片發(fā)送單價(jià)信息，由防作弊監(jiān)控器計(jì)算 得到一個(gè)價(jià)格。

第二步：電子秤廠家芯片向監(jiān)控器芯片發(fā)送電子秤測量 的重量，若二者相差在允許范圍內(nèi)，由防作弊監(jiān)控器控 制顯示單價(jià)、重量和價(jià)格。若差距過大，記錄作弊信息和 次數(shù)，若達(dá)到規(guī)定的上限次數(shù)，則鎖定衡器不允許再工 作，并控制顯示“ERROR”。

另外，防作弊監(jiān)控器可讀取紅外遙控器的控制信 號，提示有無裝有監(jiān)控器和已作弊次數(shù)，例如作弊1次， 控制顯示“CHEAT1”，未作弊，顯示“CHEATO”。

三、結(jié)束語

目前，電子秤作弊的手段可謂五花八門，本文設(shè)計(jì)的 防作弊解決方案具有結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)可靠、安全性強(qiáng)等 特點(diǎn)，是一種通用型的電子秤防作弊方案，可以從源 頭上防止作弊的發(fā)生，有利于廣泛推廣。