邢晉 鄒雨桐 張俊豪

摘要：智能購物車是通過便捷高效的一體化購物小車取代傳統(tǒng)購物方式進行服。在購物車底部前端安裝一個藍牙從機，后端安裝兩個藍牙從機。顧客通過手機藍牙主機與自選智能購物車藍牙從機配對，讓購物車跟隨手機自動行走。同時，顧客只需要在手機上安裝App軟件，通過手機直接查看超市商品促銷等信息以及促銷商品的位置;智能購物車主要部分包括：藍牙4.0傳感器、Wifi信號的傳輸與接收系統(tǒng)，金屬檢測系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)等組合而成。各個系統(tǒng)相互配合完成所需任務(wù)。

關(guān)鍵詞：購物車;智能跟蹤;無線通訊;藍牙;

1、簡介

消費者去超市購物通常都是手拎購物籃或者手推購物車，尤其在節(jié)假日期間人多擁擠，大量的時間花費在拎東西上，這對消費者來說往往是一種痛苦。這種情況對超市商家來說同樣是一件亟待解決的事情，因為不愉快的購物體驗會導(dǎo)致消費者的抵觸，長此以往會造成客流量的下降甚至超市會員的流失。

因此本智能購物車的人性化設(shè)計旨在提高用戶的使用感受，其中包括購物車載人購物功能，智能小跟班功能，自助買單功能、促銷信息推送功能、商品選購引導(dǎo)功能等?？梢源蟠蠊?jié)省購物時間，節(jié)省體力，真正讓消費者體驗到智能化生活下超市購物的便利。智能小跟班功能是本項目的一大亮點，跟隨您行走，并為您分憂。當(dāng)您購買很多商品或大型商品時，購物筐或購物車的重量很沉，智能小跟班在解放您雙手的同時，節(jié)省人力、給您帶來舒適方便的購物體驗。智能購物車第二大亮點的載人購物功能，也讓您的購物更加省時省力。休閑、短途代步，方便快捷。本產(chǎn)品的動力是電能，所以也是綠色環(huán)保的。自助買單是指消費者在超市購物時，可以在手機客戶端上對所選商品掃碼，掃碼后客戶端會實時展示商品信息，同時自動生成購物清單。商品選購?fù)戤吅筮x擇結(jié)算即可通過微信、支付寶、Apple Pay等一鍵支付。信息推送是指當(dāng)消費者在有興趣的商品貨架前停留時，會收到所在位置附近的商品促銷信息，這種促銷信息展示方式遠遠高效于傳統(tǒng)的促銷傳單。

在大商場消費者經(jīng)?？鄲烙跓o法快速準(zhǔn)確找到自己所需要的商品，這一點對于城市生活的白領(lǐng)階層表現(xiàn)尤為突出，一方面他們追求高效的購物方式，另一方面擔(dān)心在網(wǎng)上所購買的商品質(zhì)量問題，所以一款能夠自主引導(dǎo)消費者購物的智能設(shè)備變得格外重要，本款智能購物車的設(shè)計正好迎合消費者的需求，前途不可限量，在未來也必將越發(fā)體現(xiàn)其重要性。

2、系統(tǒng)方案

設(shè)計出實際可行的智能購物車應(yīng)遵循以下幾個原則：穩(wěn)定可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計;簡潔緊湊的機構(gòu)布局;相對低的能量消耗;盡可能小的整機重量;盡可能快速響應(yīng)的穩(wěn)定性控制;盡可能準(zhǔn)確的循跡等（價格及安全方面）;購物車可承受至少100Kg重量;購物車的工作時間要達到12～14個小時，且充電時間要短;購物車要有故障警報功能和緊急制動功能;購物車要準(zhǔn)確定位、跟隨、避障。

1）、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）系統(tǒng)硬件設(shè)計，購物車采用普通鋼制購物車改裝而來，以保證購物車的耐用性。在機器人底部改裝驅(qū)動方式，以實現(xiàn)自動跟隨及避障功能。

（2）結(jié)合購物車的硬件結(jié)構(gòu)，進行軟件編程部分的工作。按照購物車的控制特性進行系統(tǒng)主程序的設(shè)計，并針對傳感器進行相應(yīng)的編程。

（3）對購物車的定位跟隨設(shè)計。通過手機藍牙主機與購物車前端藍牙從機的配對來判斷所處的位置，進行跟隨。

（4）購物車售貨架避障設(shè)計。在購物車底部前端兩側(cè)放置的兩個金屬檢測儀，檢測商品金屬架所處的位置。

2）、模塊設(shè)計方案

（1）控制模塊設(shè)計：主要功能是通過對前方檢測有無障礙物，從而對機器人進行控制。本創(chuàng)新項目采用DSP2000作為核心控制單元。DSP2000是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。DSP芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流線操作，提供特殊的DSP指令，可以用來快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。是一種特別適合進行信號處理運算的微處理器，將模擬信號或我們現(xiàn)實生活中的一些信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號來進行處理。此外，本創(chuàng)新項目需要采用高精度A/D轉(zhuǎn)換，使得采集到的電壓值十分精確，從而更好的進行控制。

（2）驅(qū)動模塊設(shè)計：交流永磁同步（見圖1）電機為主要驅(qū)動模塊。永磁同步電機以永磁體提供勵磁，使電動機結(jié)構(gòu)較為簡單，降低了加工和裝配費用，且省去了容易出問題的集電環(huán)和電刷，提高了電動機的可靠性;又因無需勵磁電流，沒有勵磁損耗，提高了電動機的效率和功率密度。并且其體積小，節(jié)能控制性能高，低噪聲，又容易做成低速直接驅(qū)動，對于智能購物車的驅(qū)動很適合。

（3）檢測、避障模塊設(shè)計：金屬檢測儀應(yīng)用電磁感原理來探測金屬。所有金屬包括鐵和非鐵都有很高的探測靈敏度。鐵磁類金屬進入探測區(qū)域?qū)⒂绊懱綔y區(qū)域的磁力線分布，進而影響了固定范圍的磁通。非鐵磁類金屬進入探測區(qū)域?qū)a(chǎn)生渦流效應(yīng)，也會使探測區(qū)域的磁場分布發(fā)生變化。

（4）藍牙模塊

USB協(xié)議的產(chǎn)生，讓個人電腦的外設(shè)如雨后春筍般地涌現(xiàn)。同樣，做為智能手機最新開放的低功耗藍牙（BLE）無線應(yīng)用技術(shù)，也有異曲同工之妙。BLE技術(shù)給電子產(chǎn)品橋接智能手機提供了可能。相對WIFI，Bluetooth 2.0等無線技術(shù)，有著能耗低，連接迅速，通訊距離更遠等優(yōu)勢，讓智能手機的外圍電子設(shè)備有了更開闊的發(fā)展前景。

（5）舵機轉(zhuǎn)向模塊

控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機轉(zhuǎn)動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的，舵盤轉(zhuǎn)動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機轉(zhuǎn)動的方向和速度，從而達到目標(biāo)停止。

參考文獻

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基金項目：省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃（項目號202110201083）資助項