本發(fā)明涉及一種智能電子秤及相應(yīng)的稱重方法。

背景技術(shù)：

近年來，我國食品安全事件時有發(fā)生，已引起廣大消費者的普遍擔(dān)憂和社會各界的廣泛關(guān)注。各省市、各部委、各生產(chǎn)企業(yè)在養(yǎng)殖、種植、生產(chǎn)、流通、銷售等環(huán)節(jié)建立食品和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)。智能電子秤成為了肉菜流通追溯體系中的關(guān)鍵一環(huán)，智能電子秤集稱重、顯示、聯(lián)網(wǎng)、實名認(rèn)證、電子支付、數(shù)據(jù)上傳功能于一體的終端設(shè)備，通過與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接，實現(xiàn)食品信息錄入、傳遞、記錄食品安全信息、交易信息，并向消費者發(fā)送電子交易信息和打印質(zhì)量溯源憑證，憑借此證消費者可以通過查詢終端機、互聯(lián)網(wǎng)、手機短信方式，查詢自己所購買食品質(zhì)量是否合格，可廣泛應(yīng)用于商超、農(nóng)貿(mào)市場、果蔬市場、海鮮水產(chǎn)行業(yè)。

圖1為現(xiàn)有的智能電子秤。智能電子秤包括底座1、信息顯示器2、支撐桿3、稱重臺4、控制板6以及打印模塊5，底座1和信息顯示器2由支撐桿3聯(lián)接固定。雖然現(xiàn)有的智能電子秤能夠完成稱重、計價、顯示等功能，但其用途卻非常有限，與其軟硬件系統(tǒng)的先進(jìn)性并不適應(yīng)，很多先進(jìn)的功能沒有被開發(fā)并集成到電子秤中，造成現(xiàn)有智能電子秤的硬件浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種智能電子秤及相應(yīng)的稱重方法，通過充分利用智能電子秤的硬件資源，結(jié)合圖像識別技術(shù)，實現(xiàn)稱重計價過程的智能化。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種智能電子秤，所述智能電子秤包括，稱重臺以及位于稱重臺上方的攝像頭，所述攝像頭的拍攝范圍覆蓋所述稱重臺，所述攝像頭通過支撐桿與所述智能電子秤底座相連；網(wǎng)絡(luò)單元，安裝于所述智能電子秤底座，所述攝像頭拍攝的照片通過所述網(wǎng)絡(luò)單元上傳到服務(wù)器。

更進(jìn)一步，所述智能電子秤還包括，信息顯示器，所述信息顯示器位于所述稱重臺的上方，通過支撐桿與所述智能電子秤底座相連，所述攝像頭與所述信息顯示器一體化集成。

本發(fā)明還提供一種用于所述的智能電子秤的稱重方法，所述稱重方法包括，檢測稱重臺上是否放置商品；如果放置商品，啟動攝像頭拍攝所述商品，利用所拍攝的圖像識別所述商品；根據(jù)識別的結(jié)果，獲取所述商品的價格信息；利用所述價格信息進(jìn)行計價及交易。

更進(jìn)一步，所述方法還包括，建立商品的特征數(shù)據(jù)庫，所述特征數(shù)據(jù)庫包括圖像特征及重量特征，所述圖像特征包括單件商品的尺寸范圍，所述重量特征包括單件商品的重量范圍。

更進(jìn)一步，所述方法還包括，上傳所述拍攝的圖像到服務(wù)器。

更進(jìn)一步，所述方法還包括，商品一致性檢測，通過所述圖像特征檢測所述商品的數(shù)量，通過稱重傳感器檢測所述商品的重量，通過所述商品的數(shù)量以及重量計算所述商品的平均重量，如果平均重量在所述單件商品的重量范圍之內(nèi)，則判斷商品一致，否則，判斷所述商品不一致。

更進(jìn)一步，所述方法還包括，商品一致性檢測，通過所述圖像特征檢測單個所述商品的尺寸，如果所述單個商品的尺寸在所述單件商品的尺寸范圍之內(nèi)，則判斷商品一致，否則，判斷所述商品不一致。

更進(jìn)一步，所述特征數(shù)據(jù)庫按照商品的分類信息進(jìn)行組織，所述分類信息按照蔬菜、瓜果、肉禽、水產(chǎn)以及蛋類進(jìn)行分類。

采用本發(fā)明的技術(shù)后，由于智能電子秤加裝了攝像頭，可以將稱重計價過程上傳保存，同時利用圖像識別技術(shù)，自動幫售貨員輸入商品信息，并通過圖像識別與重量檢測技術(shù)，還可以幫助商家實現(xiàn)商品一致化檢測。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的智能電子秤；

圖2為本發(fā)明的智能電子秤；

圖3為本發(fā)明的智能電子秤主電路板架構(gòu)圖；

圖4為拍攝記錄稱重臺上的商品的流程圖；

圖5為圖像識別商品的流程圖。

具體實施方式

圖2為本發(fā)明的智能電子秤。該智能電子秤包括底座1、信息顯示器2、支撐桿3、稱重臺4、lcd顯示屏6以及打印模塊5，底座1和信息顯示器2由支撐桿3聯(lián)接固定。這些與現(xiàn)有的電子秤基本相同。與現(xiàn)有的電子秤不同的是其在上部的信息顯示器2上集成了攝像頭7。攝像頭7的鏡頭覆蓋稱重臺4，用于拍攝記錄稱重臺上的物品，同時通過圖像識別的方法，識別擺放在稱重臺上的物品。

圖3為本發(fā)明的智能電子秤主電路板架構(gòu)圖，包括電源與開關(guān)、蜂鳴器、jtag調(diào)試接口、復(fù)位開關(guān)、wifi模塊、cpu處理器電路、壓力傳感器ad轉(zhuǎn)換電路、rfid射頻識別模塊、熱敏打印機接口、lcd接口、鍵盤接口、usb接口、rj45網(wǎng)口、rs232接口等。電源電路提供需要的穩(wěn)定電，接通220v交流電打開電源開關(guān)后就可以提供穩(wěn)定的電壓。智能電子秤上電穩(wěn)定后通過cpu處理器內(nèi)置的系統(tǒng)程序調(diào)用函數(shù)為ad轉(zhuǎn)換集成塊、lcd顯示屏、熱敏打印機、鍵盤、wifi模塊、rj45網(wǎng)口集成塊、usb接口集成塊、rs232集成塊初始化程序，重量模擬電信號輸入到集成塊后開始按照配置程序工作并在lcd顯示屏6顯示開秤信息，通過鍵盤按鍵配置智能電子秤以符合用戶的功能要求。當(dāng)智能電子秤的稱重臺4放置物品時，通過智能電子秤中的壓力傳感器把重量轉(zhuǎn)換為模擬電信號輸送到ad轉(zhuǎn)換集成塊上，然后ad轉(zhuǎn)換集成塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并把數(shù)字信號輸送到cpu處理器，cpu處理器通過內(nèi)部系統(tǒng)程序處理后輸送到lcd顯示屏進(jìn)行顯示，輸送到熱敏打印機打印交易信息，輸送到wifi模塊或者rj45網(wǎng)口上傳到服務(wù)器端。rfid射頻識別模塊通過接口插座與cpu處理器的串口相連，通過cpu處理器的內(nèi)置系統(tǒng)程序調(diào)用函數(shù)和rfid射頻識別模塊進(jìn)行通信，當(dāng)有rfid射頻卡處在天線范圍內(nèi)時，rfid射頻識別模塊便把接收的信息輸送到cpu處理器，cpu處理器把接收到射頻識別信息進(jìn)行處理后通過rj45網(wǎng)口或wifi模塊上傳到服務(wù)器端進(jìn)行識別和存儲。熱敏打印機通過接口與cpu處理器的串口相連，通過cpu處理器的內(nèi)置系統(tǒng)程序調(diào)用函數(shù)和熱敏打印機進(jìn)行通信，cpu處理器通過控制熱敏打印機打印交易信息。鍵盤控制模塊通過鍵盤接口發(fā)送按鍵信號到整形集成塊再把信號輸出到cpu處理器，通過cpu處理器的內(nèi)置系統(tǒng)程序調(diào)用函數(shù)和鍵盤控制模塊進(jìn)行通信，當(dāng)有按鍵按下時鍵盤控制模塊輸送按鍵信號到整形集成塊，對按鍵信號進(jìn)行整形后輸送到cpu處理器，cpu處理器通過內(nèi)部系統(tǒng)程序進(jìn)行處理后執(zhí)行相應(yīng)的動作。lcd接口通過cpu處理器的內(nèi)置系統(tǒng)程序調(diào)用函數(shù)和lcd顯示屏進(jìn)行通信，cpu處理器通過內(nèi)部系統(tǒng)程序處理后把需要顯示的信息通過接口插座發(fā)送到lcd顯示屏來顯示信息。usb接口電路是通過cpu處理器內(nèi)置的系統(tǒng)程序調(diào)用函數(shù)來實現(xiàn)管理的，cpu處理器集成了usb接口的功能。rj45網(wǎng)口通過cpu處理器經(jīng)系統(tǒng)程序調(diào)用函數(shù)傳輸?shù)絧hy層集成塊來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。rs232接口通過cpu處理器經(jīng)系統(tǒng)程序調(diào)用函數(shù)傳輸?shù)郊蓧K，然后通過集成塊傳輸?shù)讲遄?，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。攝像頭接口電路接收攝像頭7的信號并對其進(jìn)行控制，接收的信號傳送到cpu處理器進(jìn)行處理，處理后按照設(shè)置通過rj45網(wǎng)口或wifi模塊上傳到服務(wù)器端進(jìn)行存儲。

上面描述了本發(fā)明的智能電子秤的基本結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)構(gòu)成。接下來描述本發(fā)明的功能及實現(xiàn)。在本發(fā)明中，攝像頭7具備兩大功能，拍攝記錄稱重臺4上的商品以及識別稱重臺4上的商品。

1、拍攝記錄稱重臺4上的商品

當(dāng)智能電子秤開啟后，當(dāng)稱重臺4上放置商品后，內(nèi)置的壓力傳感器檢測到重量，把重量轉(zhuǎn)換為模擬電信號輸送到ad轉(zhuǎn)換集成塊上，然后ad轉(zhuǎn)換集成塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并把數(shù)字信號輸送到cpu處理器，當(dāng)cpu處理器獲取到重量信息后，啟動攝像頭7進(jìn)行拍攝。當(dāng)稱重完畢計價并完成支付后，將拍攝的圖片及價格信息上傳到服務(wù)器，完成拍攝記錄功能。

圖4為拍攝記錄稱重臺上的商品的流程圖。首先，壓力傳感器檢測到稱重臺4上放置了商品，然后啟動攝像頭7拍攝稱重臺4上的商品，在拍攝的過程中，稱重結(jié)果穩(wěn)定并顯示保存，重量及價格信息同時顯示到信息顯示器2及l(fā)cd顯示屏6上。隨后，上傳拍攝的商品圖片、商品價格、商品重量以及金額信息到服務(wù)器。此時，如果顧客購買的所有商品稱重計價完畢，智能電子秤將計算總價，并提示顧客支付金額，最后完成交易。

在圖4所示的流程中，攝像頭7拍攝的啟動是檢測到稱重臺上放置了商品，上傳必須確認(rèn)計價后。每次放置商品到稱重臺上都會拍照一次，當(dāng)售貨員稱重計價確認(rèn)后才保存圖片，如果當(dāng)次售貨員沒有計價確認(rèn)，則該次拍照會被自動取消。當(dāng)所有商品稱重計價完畢，則該次交易中的有效拍照圖片都會被保存或上傳。此外，拍攝的啟動也可以在稱重完畢時進(jìn)行，也可以完成本發(fā)明的思想。拍攝的圖片可以保存在本地再上傳，或者實時上傳。

2、識別稱重臺4上的商品

在現(xiàn)有的智能電子秤中，商品及商品的價格確認(rèn)基本上依賴售貨員的手動操作，如記憶并手動輸入商品編碼，或者通過快捷按鍵代表某種商品，或者通過掃描條碼來確認(rèn)商品信息及價格，不管哪種方式，都需要人力參與，對人的依賴度高?，F(xiàn)在，電子秤一般使用在農(nóng)貿(mào)市場上稱重計價收費，或者超市的蔬菜、水果及肉蛋禽類商品稱重計價，隨著食物品種的增多，價格也隨著食物的品質(zhì)、大小尺寸以及保質(zhì)期長短等因素變化而變化，靠人力來完成也比較麻煩。

由于攝像頭7的增加以及圖像識別技術(shù)的發(fā)展，通過圖像識別來識別商品的技術(shù)已逐漸成熟，將該技術(shù)嵌入到智能電子秤中，這樣，當(dāng)商品放到稱重臺4的時候，攝像頭拍攝圖片并且對圖片進(jìn)行識別，確定商品的種類，并在存儲的商品的特征數(shù)據(jù)中查詢該商品，如果存在，則讀取該商品對應(yīng)的信息，利用該信息對該商品計價。如果不存在，則添加該商品的特征數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫并人工輸入商品信息，或者與已有商品的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，這樣，當(dāng)下次對該商品計價的時候，則可以從數(shù)據(jù)庫中讀取該商品的信息。

圖5為圖像識別商品的流程圖。首先，壓力傳感器檢測到稱重臺上放置了商品，然后，啟動攝像頭拍攝稱重臺上的商品，并且啟動圖像識別程序識別稱重臺上的商品。稱重結(jié)束后，智能電子秤根據(jù)識別的結(jié)果，獲取該商品的名稱及價格信息，并利用該價格信息進(jìn)行計價，最后，計算金額、支付并完成交易。

計算機圖像識別系統(tǒng)一般分為五個部分,即對所要識別的圖像通過一定的手段將其輸入到計算機內(nèi),經(jīng)過計算機預(yù)處理和特征提出再對識別的圖像進(jìn)行匹配和分類。作為計算機智能化圖像識別的第一步,圖像輸入主要是將已經(jīng)采集到的圖像輸入到計算機內(nèi)進(jìn)行處理。計算機預(yù)處理過程主要是對將要識別的圖像進(jìn)行圖像區(qū)和背景區(qū)的分離并且將圖像進(jìn)行細(xì)化增強圖像的二值化,提高計算機智能化圖像識別的后期處理的速度和效率。為了能夠盡量地還原圖像的真實性和減少其虛假特征可以將圖像的特有特征用數(shù)值的形式表示出來。在計算機智能化圖像識別系統(tǒng)中如果需要將輸入的圖像與已有的圖像進(jìn)行匹配就必須用一種精確的方法將其分配到不同的圖像庫中減少計算機對圖像的搜索時間。在計算機智能化圖像識別系統(tǒng)中為了準(zhǔn)確地判斷出所輸入的圖像的性質(zhì)就必須把當(dāng)前輸入的測試圖像和之前已經(jīng)保存的圖像進(jìn)行對比和分析。這些技術(shù)都是非常成熟的技術(shù)，這里只是簡單介紹，說明本發(fā)明的可行性。

為了使圖像識別更好地使用在電子秤上，系統(tǒng)將需要圖像識別的商品進(jìn)行分類，針對本發(fā)明的主要應(yīng)用場合，系統(tǒng)將商品分為以下幾類：蔬菜、瓜果、肉禽、水產(chǎn)、蛋類等幾大類，針對每個類別的每一種商品，系統(tǒng)先進(jìn)行拍照、預(yù)處理及特征提取，形成特征數(shù)據(jù)庫；同時，在使用的過程中，通過每一次的拍照處理，不斷更新完善已有商品的特征數(shù)據(jù)庫，對于新的商品，可以建立新的品種及特征數(shù)據(jù)庫。此外，系統(tǒng)可以對已有商品的特征數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分類編輯。

由于本發(fā)明還具備稱重功能，商品的重量信息也可以作為特征數(shù)據(jù)庫的一部分，如單個商品的重量，配合圖像識別的單個商品的尺寸大小，可以提高圖像識別的準(zhǔn)確率，也能防止不同規(guī)格的商品的混淆。以蘋果為例，不同大小的蘋果價格不一樣，大的貴一些，小的便宜一些，當(dāng)為蘋果建立特征數(shù)據(jù)庫的時候，不同大小的蘋果也要進(jìn)行區(qū)分，而區(qū)分的標(biāo)準(zhǔn)就是尺寸大小。通過在建立特征數(shù)據(jù)庫的時候記錄單個蘋果的重量范圍以及尺寸數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以預(yù)防不同等級的商品的混淆。還是以蘋果為例，當(dāng)進(jìn)行商品稱重的時候，通過圖像識別，系統(tǒng)首先識別出其為蘋果，然后，根據(jù)拍攝圖片，識別出蘋果的個數(shù)以及單個蘋果的尺寸數(shù)據(jù)，結(jié)合通過壓力傳感器得到稱重臺上蘋果的總重量，可以判斷稱重臺上的蘋果是否為同一規(guī)格。如通過總重量除以蘋果的個數(shù)，可以得到單個蘋果的平均重量，如果平均重量在特征數(shù)據(jù)庫中單個蘋果重量范圍之類，則認(rèn)為其是單一規(guī)格，如果在重量范圍之外，則認(rèn)為其是非單一商品，售貨員可以檢查一下商品的規(guī)格是否有問題。還有，通過圖像識別得到的每個蘋果的尺寸范圍，與記錄在特征數(shù)據(jù)庫中的蘋果的尺寸范圍相比較，如果在范圍之內(nèi)，則為單一規(guī)格，否則為非單一規(guī)格，售貨員可以檢查一下商品的規(guī)格是否有問題。

需要指出的是，本發(fā)明實施例中的壓力傳感器只是稱重傳感器的一種，其他如彈簧位移傳感器、應(yīng)變片傳感器、等等，都可以實現(xiàn)稱重功能。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)。