[发明专利]一种基于压力和电容传感交互的智能无线货盒系统和方法

权利要求书

1.一种基于压力和电容传感交互的智能无线货盒系统，其特征在于：包括货盒(1)、压力传感器(2)、电容传感器(3)、A/D转换模块(4)和处理模块(5)；货盒(1)包括上下水平布置的货盒底板(1-a)和货盒承载板(1-b)，货盒承载板(1-b)上置有商品(9)，货盒承载板(1-b)置于货盒底板(1-a)上，压力传感器(2)安置在货盒底板(1-a)上，电容传感器(3)布置在货盒承载板(1-b)表面，电容传感器(3)连接到处理模块(5)，压力传感器(2)通过导线经A/D转换模块(4)连接到处理模块(5)，处理模块(5)分别与通信模块(6)和显示模块(7)连接，通信模块(6)连接到远程的云服务器(8)；

所述的电容传感器(3)采用差分输入配置，包括多个检测通道、多路复用器和微处理器，每个检测通道包括一个电感、一个电容、驱动电路，电感和电容并联组成LC振荡电路，被测电容并联在LC振荡电路两端，LC振荡电路连接到驱动电路，多个检测通道的驱动电路经多路复用器连接到微处理器；

所述的处理模块(5)读取经A/D转换模块(4)处理输出的重量，并接收电容传感器(3)输出的电容值进行判断处理，根据商品对应的重量和电容值进行匹配获得商品对应类型的判断结果，并将判断结果显示在显示模块(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种基于压力和电容传感交互的智能无线货盒系统，其特征在于：所述的A/D转换模块(4)用于将压力传感器(2)的输出电压值进行放大和A/D转换。

3.根据权利要求1所述的一种基于压力和电容传感交互的智能无线货盒系统，其特征在于：所述的压力传感器(2)采集的压力信号转换为电阻值进而转换为输出电压值，对电压值分析处理获得货盒承载板(1-b)上的商品(9)重量。

4.应用于权利要求1-3任一所述智能无线货盒系统的商品压力和电容传感检测方法，其特征在于：方法包括以下步骤：

1)在货盒承载板(1-b)上未放置商品(9)，即在无商品状态下，通过压力传感器(2)和电容传感器(3)分别采集商品(9)的重量和电容值，该重量为作为毛皮重量；

2)然后在货盒承载板(1-b)上放置商品(9)，商品(9)引起压力传感器(2)和电容传感器(3)的读数变化，通过压力传感器(2)和电容传感器(3)分别采集商品(9)的重量和电容值作为特征信息；

3)将步骤2)获得的重量减去步骤1)的毛皮重量获得的差值与重量阈值范围M进行比较：

如果差值不在重量阈值范围M内，则不是重量阈值范围M对应种类的商品，不进行以下处理；

如果差值在重量阈值范围M内，则进行下一步再进行电容值的判断；

4)通过电容值判断商品的类型；

如果电容值不在电容阈值范围N内，则不是重量阈值范围M和电容阈值范围N对应种类的商品；

如果电容值在电容阈值范围N内，则是重量阈值范围M和电容阈值范围N对应种类的商品；

5)将该种类商品(9)的商品信息显示在显示模块上，并通过通信模块(6)发送到云服务器(8)。

5.根据权利要求4所述的商品压力和电容传感检测方法，其特征在于：

所述步骤1)和步骤2)中，电容传感器(3)中的微处理器经多路复用器控制驱动电路驱动LC振荡电路工作，被测电容影响LC振荡电路的振荡频率，振荡频率由驱动电路检测再经多路复用器发送到微处理器，微处理器中处理计算获得振荡频率，利用该振荡频率计算电容传感器(3)中被测电容的电容值。

6.根据权利要求5所述的商品压力和电容传感检测方法，其特征在于：

所述的电容传感器(3)中被测电容的电容值C_SEN通过以下公式处理获得：

其中，C是LC振荡电路中电容的电容值，Fre_CHx是电容传感器中检测通道配置的频率选择常数，Data_x是电容传感器中每个检测通道采集的28位数据，F_refx是微处理器的系统时钟频率，L表示LC振荡电路的电感的电感值，i表示测试次数的序数。