于劍光

(哈爾濱華德學院,黑龍江 哈爾濱 150025)

1 系統(tǒng)組成與工作原理

本系統(tǒng)分為3 個部分,包括購物車終端、射頻終端以及用于數(shù)據(jù)存儲與管理的服務器和上位機,系統(tǒng)硬件框圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)硬件

購物車終端部署在購物車中,Cortex-A9 核心板塊功能包括:商品信息查詢;對比超市中同類商品信息和價格;從服務器獲取購物車的定位信息,并導航至顧客將要選購商品的位置;獲取超市營銷活動宣傳信息;在結算時,將購物車中商品信息通過WiFi 模塊發(fā)送到服務器。條碼掃描器用于將顧客放入購物車中待選購的商品條碼識讀出來。

超市賣場需要按照矩形劃分成若干個區(qū)域,形成網(wǎng)格狀,區(qū)域的某一邊的長度由射頻終端實際的識讀距離確定。受實際場地的限制,建筑物邊緣的區(qū)域可以是非矩形區(qū)域,如圖2 所示。這些區(qū)域的劃分相當于是地理上用于定位的經(jīng)緯度。此外,貨架需要依據(jù)區(qū)域進行編號。區(qū)域的信息和貨架信息將用于繪制超市賣場地圖,并將其呈現(xiàn)出來。

圖2 超市賣場區(qū)域劃分與射頻終端的部署

部署和調(diào)試系統(tǒng)時,在每一個區(qū)域中部署一臺射頻終端,該終端的位置是固定的,作為購物車的參考位置,并將其位置信息錄入到系統(tǒng)中。當購物車經(jīng)過終端時,終端中射頻讀卡器可以識讀購物車上粘貼的電子標簽信息[1],以射頻終端的位置作為購物車位置,實現(xiàn)對其定位。具體位置會因為識讀的距離長短而存在一定誤差,可以通過調(diào)整讀卡器的識讀范圍而減少誤差。獲取的電子標簽信息由STM32 處理,經(jīng)過WiFi 模塊發(fā)送至服務器。射頻終端的部署數(shù)量,可以依據(jù)實際情況需要進行確定,若是要求定位的精度高,則需要2～3 臺終端對一臺購物車進行定位。

2 系統(tǒng)終端硬件設計方案

本系統(tǒng)終端的硬件設計方案可以依據(jù)實際情況進行調(diào)整。

2.1 終端處理器

Cortex-A9 核心板采用四核心處理器Samsung Exynos4412,其基于ARM Quad Cortex-A9,運行主頻1.5 GHz;內(nèi)置Mali-400 MP 高性能圖形引擎,最高可支持1080p/30fps 硬件解碼,視頻流暢播放。

STM32 是32 位微控制器,基于Arm?Cortex?-M處理器,采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的CPU、RAM、ROM、多種I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)。

2.2 LCD 液晶屏

顯示屏使用7 寸LCD 彩色觸摸屏,其包含并行24位RGB 接口,IIC 電容觸摸控制,800×480 像素,45pinFCC 排線與I/O 擴展板,專用LCD 接口對接,支持Cortex-A9 核心板。

2.3 條碼掃描器

條碼掃描器作為商品條碼信息輸入設備,可以使用CCD 掃描器或槍式激光掃描器,采用有線或無線的方式與Cortex-A9 核心板通信,使用USB 接口,核心板中使用QT 技術開發(fā)其操作程序。

2.4 無線射頻識別

無線射頻識別部分的射頻讀卡器采用支持超高頻UHF 的R200 系列模塊[2],使用先進的標簽碰撞處理算法,具有高識讀率,識讀距離可調(diào),功耗低等優(yōu)勢。電子標簽采用超高頻915 MHz 無源、不干膠柔性標簽,芯片為Alien-H9。

2.5 WiFi 模塊

WiFi 模塊使用ATK-ESP8266 模塊[3],其具有UART 異步串行通信接口,內(nèi)置TCP/IP 協(xié)議棧和IEEE802.11 協(xié)議棧,工作電壓為3.3 V 或5 V,ATKESP8266 模塊能夠快速創(chuàng)建串口與WiFi 之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆桨?主要利用網(wǎng)絡的方式傳輸數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)軟件設計方案

系統(tǒng)軟件設計分為兩個部分,即上位機的服務端軟件和兩種終端的下位機軟件。服務器中部署的數(shù)據(jù)庫使用MySQL 數(shù)據(jù)庫。

3.1 服務端軟件

服務端軟件可以使用Python 開發(fā),采用B/S 架構,其功能主要體現(xiàn)在信息的管理,包括商品信息管理、購物車信息管理、顧客選購商品的信息管理、超市營銷活動信息管理等。

(1)商品信息管理:該項功能的管理內(nèi)容包括商品的種類、數(shù)量、產(chǎn)地、供貨商、價格、原料、商品位置等。商品位置指的是商品在超市賣場中的擺放位置,可以由超市商品區(qū)域、位置區(qū)域、貨架編號等信息組成。商品位置可用于顧客尋找商品時,對商品進行定位。

(2)購物車信息管理:購物車信息主要包含購物車的編號、位置等,其位置信息是由讀卡器識讀電子標簽而確定的。

(3)顧客選購商品的信息管理:該功能管理的是顧客選購商品及結算時產(chǎn)生的信息。當顧客掃描商品上的條碼時,購物車終端便會從服務器端查詢出該商品的具體信息,包括商品名稱、單價等,同時服務器中會記錄下顧客選購商品的名稱、單價、數(shù)量或重量、價格等信息。在結算時,顧客的結算信息也會在服務器中保存下來。

(4)超市營銷活動信息管理:為了促進顧客消費,超市可以依據(jù)需要開展營銷活動。營銷活動的設計、價格的調(diào)整、營銷的價格策略、消費策略,以及活動的宣傳內(nèi)容等,都可以在本項功能中完成。

3.2 下位機軟件

購物車終端采用QT 技術設計,運行環(huán)境使用嵌入式Linux 系統(tǒng),主要功能已經(jīng)在前文說明;射頻終端的控制程序使用C 語言開發(fā),購物車終端軟件功能有以下幾方面。

(1)商品信息查詢:顧客可以通過掃碼的方式查詢商品信息,也可以通過商品名稱的關鍵字,查詢想要了解的相關商品信息。

(2)商品對比:此項功能為顧客進行商品信息對比提供了便利,同時可以進行圖片對比,對比的信息包括成分、含量、價格、產(chǎn)地、生產(chǎn)商等。實際具體對比信息依據(jù)商品的類別不同,可以進行調(diào)整。

(3)購物車定位與導航:該功能將從服務器端獲取整個超市賣場的區(qū)域分布圖信息,以圖像的形式呈現(xiàn),同時將讀卡器對購物車識別出來的位置,也在該圖像中顯示出來,并且在終端中僅顯示本購物車的位置信息;顧客依據(jù)商品名稱關鍵字查詢出該商品的貨架編號,并在圖像中將其位置標識出來。顧客可依據(jù)圖像中的方向指引[4],導航至商品位置。

(4)超市營銷活動宣傳:獲取營銷活動的宣傳廣告,展示為顧客提供的消費策略或消費組合。

(5)商品結算:當顧客將要選購的商品進行掃描后,便可以從服務器中獲取商品的詳細信息,若不想選購該商品,可刪除該條記錄。在最后結算時,列出選購商品的名稱、價格、數(shù)量、合計等信息,同時會將優(yōu)惠或折扣計算在實際付款當中,顧客可以通過掃碼支付。

4 結語

本文將物聯(lián)網(wǎng)技術應用于超市購物中,并結合軟件技術和數(shù)據(jù)庫技術,構成了一個智能化的輔助購物與結算系統(tǒng)。系統(tǒng)功能豐富、有效地滿足了顧客和大型超市的需求,為顧客帶來了全新的購物體驗。今后可以將多種技術以及現(xiàn)有超市應用的軟件系統(tǒng)進行整合,構建一個全方位的、服務多樣化的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。