高 亞 張 祁 王英志 師 欣 周添鵬

（1.長(zhǎng)春理工大學(xué) 光電工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130022；2.長(zhǎng)春理工大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130022）

0 引言

隨著零售業(yè)的蓬勃發(fā)展，超市規(guī)模越來(lái)越大，超市中的商品種類越來(lái)越多，各類促銷活動(dòng)也使得商品價(jià)格變化越來(lái)越頻繁，導(dǎo)致在更換及管理價(jià)格標(biāo)簽上花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力，而又不可避免地會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，帶來(lái)不便。正是這些原因促使了電子價(jià)簽的誕生。電子價(jià)簽是一種放置在產(chǎn)品貨架上，替代傳統(tǒng)紙質(zhì)價(jià)格標(biāo)簽的電子顯示裝置。

每一個(gè)電子價(jià)簽通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)與商場(chǎng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)相連，并將最新的商品價(jià)格信息通過(guò)電子紙顯示出來(lái)， 完成商品信息的更新。電子價(jià)簽具有實(shí)時(shí)更新商品信息，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，避免差錯(cuò)等特點(diǎn)。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

無(wú)線電子價(jià)簽的設(shè)計(jì)，主要完成商品價(jià)格等信息的顯示，并能夠被遠(yuǎn)程修改標(biāo)簽上的信息。 系統(tǒng)原理框圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)原理框圖

1.1 單片機(jī)選擇

選用意法半導(dǎo)體公司ARM CortexTM-M3 核的32 位STM32L152C8單片機(jī)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的整體運(yùn)行。 單片機(jī)特點(diǎn)為：工作頻率為32MHz，劃分6 種工作模式， 使其在任何設(shè)定時(shí)間內(nèi)都能以最低的功耗完成任務(wù)。 內(nèi)部集成USART 接口和USB2.0 全速接口等，可以利用SPI 通信模式與外部器件通信，調(diào)試模式為SWD 和JATG 接口。

1.2 電源模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)用紐扣電池CR2032 供電，紐扣電池提供3V 電源，為單片機(jī)STM32L152C8、無(wú)線收通信模塊和電子紙顯示模塊供電。 具體的供電電路圖如圖2 所示，其中標(biāo)號(hào)VCC 為單片機(jī)和無(wú)線通信模塊供電，標(biāo)號(hào)VCCEPD 為電子紙供電。

圖2 系統(tǒng)電源模塊電路圖

1.3 無(wú)線通信模塊設(shè)計(jì)

無(wú)線通信模塊選用TI 公司的CC1100 芯片，它具有低功耗、接收靈敏度高、速率可編程、工作頻段可選擇等特點(diǎn)。 省去CC1100 的外圍電路，它與單片機(jī)的接口如圖3 所示。

圖3 單片機(jī)與CC1100 接口圖

1.4 電子紙顯示模塊接口設(shè)計(jì)

選用大連晶顯電子有限公司2.1 寸的電子紙， 它采用E-LNK 技術(shù)，其特點(diǎn)：（1）可在日光照射下閱讀；（2）與液晶不同，使用墨水的Panel 可以做到厚度薄，重量輕；（3）180 度全視角，和普通紙張效果一樣；（4）高分辨率，172×72 像素；（5）靠電壓脈沖進(jìn)行刷新，在不需要刷新的時(shí)候?qū)嶋H功耗為零。 SPI 總線控制模式，使用SCLK，SDIN，CS 三根線控制顯示數(shù)據(jù)，顯示的數(shù)據(jù)包括商品價(jià)格，產(chǎn)地，生產(chǎn)日期等等。電子紙與單片機(jī)的接口電路如圖4 所示。

圖4 電子紙與單片機(jī)接口電路圖

圖5 系統(tǒng)主程序流程圖

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

程序是在KEIL 公司Keil uVision4 環(huán)境下開發(fā)的， 子程序包括：無(wú)線通信模塊初始化，電子紙顯示模塊初始化。 主程序流程圖如圖5 所收。

3 電子價(jià)簽應(yīng)用實(shí)例

設(shè)計(jì)好的電子價(jià)簽， 50 個(gè)電子價(jià)簽與一個(gè)中繼組成測(cè)試網(wǎng)絡(luò)。測(cè)試中，可以把遠(yuǎn)程的或者無(wú)線的數(shù)據(jù)通過(guò)中繼發(fā)送給電子價(jià)簽，累計(jì)修改數(shù)據(jù)2000 次時(shí)，有兩個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)生了錯(cuò)誤，而且用紐扣電池供電的50 個(gè)電子價(jià)簽， 最長(zhǎng)的工作時(shí)間是461 天， 最短的工作時(shí)間是372天。從測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，總體上工作壽命與數(shù)據(jù)更新次數(shù)有關(guān)，更新數(shù)據(jù)次數(shù)多的電子價(jià)簽工作時(shí)間相對(duì)短，更新數(shù)據(jù)次數(shù)少的電子價(jià)簽工作時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)。

4 總結(jié)

本設(shè)計(jì)介紹了一種基于低功耗思想的無(wú)線電子價(jià)簽，從硬件與軟件兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了介紹。 設(shè)計(jì)的無(wú)線電子價(jià)簽，能夠通過(guò)無(wú)線方式接收要顯示的商品信息，并且生命周期在一年以上。 本設(shè)計(jì)可以用于大中型零售商店，有利于商品的數(shù)字化管理，系統(tǒng)成本低，便于使用，容易推廣。

［1］王英志,楊佳,韓太林.基于STM32 的RS232-CAN 通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2013,35(7):141-143.

［2］苗軼如,華澤璽,李國(guó)勝.基于PLC 和CC1100 的礦井司控道岔系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)與傳感器,2013,4:43-46.

［3］大連晶顯電子有限公司.電子紙數(shù)據(jù)手冊(cè)[EB/OL]. http://www. good-display.com,2012.