筆者通過實際調研，發現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，設計了一種基于MCS-51單片機的通用型 電子秤防作弊監控器。

一、系統設計

(一）防作弊環節設計

無論是從電子秤的軟件還是硬件的改變來影響 測量結果，只要抓住以下幾個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

先從數據源人手，為了從壓力傳感器獲得正確的重 量值（實質上是電壓值），需要直接從傳感器獲得數據， 中間不通過任何環節，避免其間軟硬件作弊的可能。

2.價格的計算

計算出真實的價格才能發現、防止作弊的發生。

3.價格的顯示

得出結論之后，對于顯示的控制尤為重要，否則即 使發現了作弊，也不能將正確結果顯示出來，功能即宣 告失敗。

(二）防作弊原理及結構設計

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控器的硬件結構圖。電子秤的壓力傳感器采集到的電信號分成兩路：一路經電子秤自身的電路；另一路至電子秤防作弊監控器。這兩路電 信號經由處理可分別得到測量結果，對其進行比較，若 兩測量結果在允許范圍內，則監控器控制衡器顯示裝 置的顯示，否則記錄作弊信息和次數，當作弊達到一定 次數（如5次）時，鎖定衡器不允許其再工作，并顯示 “ERR0R”o

1.監控器主芯片

用MCS-51單片機做防作弊監控器的主芯片，實現 監控衡器工作，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過放大 數模轉成數字信號至處理芯片，以便對信號進行處理。電子秤的傳感器是一個壓阻式傳感器，等效一個橋式電路,傳感器 出來的信號是只有幾個毫伏的差分信號，必須經過一個差 動放大器，把微弱信號放大到滿足AD采樣芯片的要求。

3.監控器芯片與電子秤芯片

本系統中，防作弊監控器與電子秤自身電路是獨立工作得到稱重結果的，兩個結果進行比較可以得到是否作 弊的信息，這樣監控器與電子秤芯片存在一個通信的問題。

如圖2所示，監控芯片與電子秤芯片通信采用I2C，通 過兩個數據線將監控器芯片與衡器芯片連接起來，兩個 數據線分別用來傳輸數據和作為標準的時鐘信號。監控 芯片對發送過來的數據按位讀取,并提取其中的主芯片 的測量值，與監控系統自身的測量值進行對比，如果重 量誤差小于某一定值，則顯示此次數據；如果發現誤差 過大則記錄此時的狀態并計數一次；當計數次數達到一 定值后，給出此系統作弊信號，并自鎖。

4.顯示部分

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

一般說來，電子秤LCD顯示器共有16位，包括質量顯 示(5位)、單價顯示（5位）和總金額（6位）。監控芯片和驅 動模塊是通過I2C的總線進行控制的，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，紅外設備由于結構簡單、操作容易、經濟可靠 等原因巳經廣泛用于各種電子設備上，尤其是一些需要 無線控制的設備。本系統中對于電子秤的檢查裝置采用的 紅外技術，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個按鍵為TEST、RESET、CHEAT。 對應的操作分別為測試監控器、重啟監控器、檢測是否 作弊。當被測試衡器裝有防作弊監控器時，按下TEST 鍵，則會發出蜂鳴聲以提示。按下CHEAT鍵時，在衡器裝 置上顯示作弊次數，若未作弊，顯示“CHEATO”。圖4是對 應的結構框圖。

6.接口設計

圖5為接口設計圖，虛線內的部分位于電子秤內部電子秤稱重傳感器得到的電壓信號分兩路送至兩個黑 盒。這兩個黑盒分別裝衡器自身電路和防作弊監控器， 兩個黑盒有一個配套的接口，可供衡器芯片與監控芯片 的連接。同時，放置監控器的黑盒有一個接口與衡器的 顯示裝置實現連接。

二、軟件實現

軟件設計采用C語言對單片機進行編程，實現各項功 能。程序在Windows XP環境下米用Keilu Vision2軟件編與。

第一步：根據稱重傳感器的電信號得到重量，由衡 器芯片向監控芯片發送單價信息，由防作弊監控器計算 得到一個價格。

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

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

三、結束語

目前，電子秤作弊的手段可謂五花八門，本文設計的 防作弊解決方案具有結構簡單、經濟可靠、安全性強等 特點，是一種通用型的電子秤防作弊方案，可以從源 頭上防止作弊的發生，有利于廣泛推廣。