趙功名

引言：在超市中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使管理人員可以方便快捷的更新商品的售價(jià)、促銷信息，查看商品的生產(chǎn)日期和存貨情況；為顧客實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)航，并實(shí)時(shí)獲取所在位置附近商品的促銷信息，讓顧客不再為尋找商品和排隊(duì)結(jié)賬而煩惱，真正實(shí)現(xiàn)無人化導(dǎo)購智能超市模式。

一、緒論

隨著社會的發(fā)展，超市購物已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠?。然而，超市占地面積龐大、商品種類繁多，給人們選購商品帶來了一定的麻煩，人們可能會花大量的時(shí)間去尋找商品、從同類商品中選擇適合自己的那款，同時(shí)在超市結(jié)賬時(shí)，排隊(duì)等待也需要花大量的時(shí)間。在另一方面，對超市管理人員來說，超市種類繁多的商品需要時(shí)常進(jìn)行商量價(jià)格和促銷信息的更新，需要定期檢查商品是否過期，商品是否缺貨，這也是一項(xiàng)復(fù)雜而費(fèi)時(shí)的工程。

在這種現(xiàn)狀下，借助于近年來興起的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)用區(qū)域?qū)Ш窖b置和智能導(dǎo)購系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)智能超市構(gòu)想，方便超市管理人員的商品管理以及顧客的購物。

二、智能超市設(shè)計(jì)構(gòu)想

本設(shè)計(jì)包括智能導(dǎo)購車、商品電子標(biāo)簽、后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、無線定位系統(tǒng)。商品管理人員可以通過后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)把商品信息通過無線傳輸寫入每類商品的電子標(biāo)簽里面，并可以方便快捷的實(shí)時(shí)查看、更新、管理電子標(biāo)簽內(nèi)容。當(dāng)顧客推動導(dǎo)購車開始購物時(shí)，顧客可以在導(dǎo)購車的顯示屏上輸入自己想尋找的商品，導(dǎo)購車會根據(jù)無線定位系統(tǒng)獲取當(dāng)前所在位置，并智能導(dǎo)航引導(dǎo)顧客前往商品所在區(qū)域，顧客在商場行走時(shí)，導(dǎo)購車能夠根據(jù)無線定位系統(tǒng)獲取當(dāng)前位置，并將數(shù)據(jù)存儲模塊中此區(qū)域的相應(yīng)促銷消息顯示至顯示屏，方便顧客查看。在購物過程中，顧客只需要將商品的電子便簽對準(zhǔn)導(dǎo)購車上的掃描處，即可掃描出此商品的詳細(xì)信息并在顯示屏上顯示出來，方便顧客了解商品詳情；當(dāng)顧客想購買此商品時(shí)，將商品放入導(dǎo)購車內(nèi)，導(dǎo)購車內(nèi)部的條形碼檢測裝置會檢測到車內(nèi)的條形碼（由于電子標(biāo)簽成本較高，故每類商品只有一個(gè)樣品貼有電子標(biāo)簽，用于展示非銷售），從而自動獲取導(dǎo)購車內(nèi)部的商品清單和價(jià)格，在結(jié)賬時(shí)無需收銀員逐件商品掃碼，節(jié)省了顧客排隊(duì)等待結(jié)賬的時(shí)間和收銀員的工作量。

三、智能超市系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.商品電子標(biāo)簽

商品電子標(biāo)簽即RFID射頻標(biāo)簽，包含內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可以運(yùn)用相應(yīng)指令通過無線射頻傳輸技術(shù)將相應(yīng)的商品信息寫入到商品電子標(biāo)簽中，實(shí)現(xiàn)商品信息的實(shí)時(shí)更新。由于電子標(biāo)簽成本較高，故每種商品只有一件用于陳列展示的樣品貼有電子標(biāo)簽（可以采用商品仿真模型而非實(shí)物），并在顯著位置注明此為樣品，方便顧客找到并進(jìn)行電子標(biāo)簽的掃描。當(dāng)顧客將電子標(biāo)簽對準(zhǔn)導(dǎo)購車掃描口時(shí)，導(dǎo)購車內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲模塊將相應(yīng)的商品信息顯示至顯示屏，方便顧客了解商品詳情。

2.無線定位系統(tǒng)

在智能導(dǎo)購車上配置超聲波定位系統(tǒng)，其具有指向性強(qiáng)、能量消耗慢、對人體無害等優(yōu)點(diǎn)。定位系統(tǒng)主要基于聲波在空氣中傳播速度相對恒定的特性，根據(jù)聲波到達(dá)的時(shí)間長短來確定物體距離。具體實(shí)現(xiàn)方法是在超市頂棚固定位置安裝超聲波發(fā)送模塊，導(dǎo)購車上的超聲波接收模塊接收到聲波后，根據(jù)聲波信號的傳輸時(shí)間和內(nèi)容來計(jì)算購物車與頂棚超聲波發(fā)射模塊的相對位置，通過三邊測量算法來估算出導(dǎo)購車的區(qū)域位置。此定位技術(shù)成本低、結(jié)構(gòu)簡單、功能可靠，合適室內(nèi)物體的定位。

3.后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是工作人員進(jìn)行信息管理、發(fā)布的平臺，是智能超市的核心。當(dāng)超市購入新商品種類時(shí)，給新商品貼上一個(gè)電子標(biāo)簽，工作人員通過后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)錄入此商品的詳細(xì)信息，并通過無線射頻傳輸技術(shù)寫入到相應(yīng)的電子標(biāo)簽里，并可以在物品價(jià)格變化或者促銷消息變化時(shí)隨時(shí)跟新電子標(biāo)簽內(nèi)的信息。此外，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)還提供了多種查詢方式，方便管理人員了解商品的生產(chǎn)日期、存貨數(shù)量等消息，為進(jìn)貨、促銷提供一些數(shù)據(jù)參考。

4.智能導(dǎo)購車

智能導(dǎo)購車是整個(gè)智能超市購物的核心，是顧客獲取商品信息、導(dǎo)航信息、促銷信息的窗口。它的設(shè)計(jì)模塊主要分為：中央控制器、無線定位模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、電子標(biāo)簽掃描模塊、智能結(jié)算模塊、LCD顯示模塊。

中央控制器是智能導(dǎo)購車的控制中心，可以采用基于ARM Cortex-M3 內(nèi)核的低功耗高效芯片 STM32F103VBT6 為核心。

無線定位模塊用來接收頂棚超聲波發(fā)射模塊發(fā)出的超聲波，并且把接收到的幾個(gè)超聲波信號處理后送給stm32處理器，通過內(nèi)置算法來估算出導(dǎo)購車當(dāng)前位置，從而達(dá)到定位的效果。

數(shù)據(jù)存儲模塊可以由SD卡存儲模塊完成，內(nèi)部存有各類商品的詳細(xì)信息以及優(yōu)惠信息，并且可以通過后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新。

電子標(biāo)簽掃描模塊用來進(jìn)行商品電子標(biāo)簽的掃描，識別出商品類型，并報(bào)告中央處理器，使之驅(qū)動LCD顯示屏顯示出相應(yīng)的商品詳情。

智能結(jié)算模塊可以完成對購物車內(nèi)部商品的掃描，智能判斷購物車內(nèi)部商品的數(shù)量、種類、并計(jì)算出價(jià)格，報(bào)告中央處理器，使之驅(qū)動LCD顯示屏顯示出貨物清單。

四、結(jié)束語

智能超市的設(shè)想很美好，充滿物聯(lián)網(wǎng)智能化的氣息，但就目前來說，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍處于起步階段，電子標(biāo)簽、顯示屏等的價(jià)格仍然較為昂貴，通過射頻天線實(shí)現(xiàn)全部電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)更新仍然困難，全自動掃描計(jì)價(jià)設(shè)備的準(zhǔn)確率仍難以達(dá)到百分之百的精確，這些都是制約智能超市發(fā)展的障礙，但是相信只要有創(chuàng)新想法，隨著物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)將不會是制約智能超市的發(fā)展瓶頸，智能超市市場化終會實(shí)現(xiàn)。

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