基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧超市系統(tǒng)設計

李韜

【摘 要】大型超市商品種類數(shù)量眾多，管理中存在過程繁瑣，易出錯，易丟失和購物時效低等問題。結(jié)合RFID和ZigBee等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對智慧超市系統(tǒng)設計，實現(xiàn)商品快速結(jié)賬，商品防盜，智能推薦功能，從而節(jié)省超市管理成本，提升顧客消費滿意度。

【關(guān)鍵詞】智慧超市；RFID應用；ZigBee技術(shù)；功能設計

中圖分類號： TP391.44 文獻標識碼： A 文章編號：2095-2457（2018）05-0179-002

【Abstract】There are a large number of commodity types in large-scale supermarkets， and there are many problems in management， such as complicated processes， error-prone， easy-to-lose， and time-consuming shopping. Combining RFID and ZigBee and other Internet of Things technologies to design a smart supermarket system to achieve fast goods checkout， merchandise anti-theft， and smart recommendation functions， thereby saving supermarket management costs and improving customer satisfaction.

【Key words】Smart supermarket； RFID application； ZigBee technology； Functional design

0 引言

隨著人們消費水平的提高，對商品的選擇更加挑剔，因此超市需要更好管理來滿足消費者。超市商品種類繁多，數(shù)量龐大，產(chǎn)品信息不透明，使得統(tǒng)計商品銷售情況難，消費者也不容易找到心儀的商品，時間成本高；結(jié)賬時經(jīng)常排隊，消費體驗差；同時，也帶來商品防損的難題。根據(jù)超市管理存在問題，設計一套實時性強，可靠性高的智慧超市系統(tǒng)，幫助超市降低運營成本，提升消費者購物體驗。該系統(tǒng)使用ZigBee和RFID技術(shù)進行商品信息核實，交易結(jié)算，同時還將通過集成系統(tǒng)根據(jù)用戶購買歷史給出購買建議。此外該系統(tǒng)還包含防盜功能。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 ZigBee模塊

ZigBee基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，擁有近距離、低復雜度、自組織、低功耗、高數(shù)據(jù)速率的特點。ZigBee傳輸距離50-300M，速率250kbps，功耗5mA，網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)最大可達65000個。利用ZigBee實現(xiàn)購物車與服務器之間的通信，可以在保證數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)那疤嵯?，減少電池功耗，從而提高了設備的電池壽命。

1.2 微處理器

出于對主控性能、經(jīng)濟性因素的考慮，系統(tǒng)使用STM32F103系列作為主控芯片，接收處理模塊發(fā)送的名稱、價格、數(shù)量、貨架位置等商品信息，并將信息在觸控屏上可視化。

1.3 液晶觸控屏

購物車上使用5.5寸電容觸控屏，可以顯示字符、數(shù)字和圖形。消費者可以透過觸控屏搜索自己想要的商品，可以查詢價格、位置等信息，還可推薦商品推薦，有助于消費者購買產(chǎn)品。

1.4 存儲模塊

系統(tǒng)存儲使用EEPROM，防止斷電造成的數(shù)據(jù)丟失，保證系統(tǒng)安全。EEPROM中存儲包括商品圖片、價格、成分、商場虛擬地圖等文件，由微處理器將所需文件顯示在電容觸控屏上，引導消費者的購買方向。

1.5 RFID閱讀器

考慮成本原因，超市中的每一個產(chǎn)品都將提供一個RFID無源標簽，以識別其商品信息。每個購物車都安裝有RFID閱讀器來識別放入購物車的商品，商品信息透過Zigbee傳輸給后臺數(shù)據(jù)庫，存儲消費者個人消費信息。

2 功能設計

2.1 智慧結(jié)算

消費者推著智能購物車進行購物，車內(nèi)裝有RFID閱讀器，當顧客將想要的商品放入車內(nèi)，閱讀器自動讀取RFID標簽獲取所選商品的信息，并存儲進EEPROM，后臺數(shù)據(jù)庫會將每一個商品的信息按品牌名稱、ID、價格、生產(chǎn)日期進行整理匯總，通過ZigBee模塊將信息傳送給服務器記錄，并在液晶顯示屏上現(xiàn)實所買商品及消費金額，自動完成商品結(jié)算。

2.2 智能防盜

由于顧客在選擇商品時，會經(jīng)常更換商品，由此可能會在購買過程中出現(xiàn)實際購買商品和數(shù)據(jù)庫中信息不符的情況；同時也存在個別消費者將商品放入衣物的偷盜行為。消費者選擇好商品后，需連人帶車進入出口處一個裝有RFID閱讀器的防盜門。該防盜門再次讀取購物車內(nèi)的商品數(shù)量，價格，與數(shù)據(jù)庫中的信息進行比對，若一致則立刻在消費者網(wǎng)銀中支付，若和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的信息不一致則會更新數(shù)據(jù)，觸控屏提示消費者核對商品信息，確認后即可支付。

2.3 智慧推薦

進入超市時，消費者使用手機登錄超市會員系統(tǒng)，并和使用智慧購物車進行信息綁定。智能購物車將在所選商品之間建立相似度關(guān)系矩陣，對每個顧客的消費習慣進行大數(shù)據(jù)分析。通過分析個人消費記錄，根據(jù)和你一樣購買該商品的人的的消費選擇，對消費者推送可能需要的商品。同時，后臺數(shù)據(jù)庫根據(jù)個人消費習慣，會針對性的推薦超市打折商品，這種促銷光靠能促進消費者購物，增加超市利潤。顧客列好購物清單后，液晶屏上顯示商品的相關(guān)信息，還可以進行同類商品的對比，方便顧客選擇適合自己的商品。

3 系統(tǒng)設計

3.1 系統(tǒng)要素

（1）商店或商場的每一件產(chǎn)品都有RFID標簽。

（2）每個購物車都有一個RFID讀寫器和ZigBee接收器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取和發(fā)送。

（3）有一個中央服務器系統(tǒng)。

（4）付款后，購物車購物清單必須重置。將有在線支付程序進行計費。

（5）如果產(chǎn)品被刪除，它也必須從賬單中刪除。

（6）在出口門上必須有RFID讀取器以防防盜。

（7）顯示產(chǎn)品信息、保質(zhì)期和商品推薦。

3.2 防盜結(jié)算算法

通過把購物車讀取的商品信息和防盜門內(nèi)RFID讀取的商品進行比較核對，若信息一致，則立刻結(jié)算；若實際商品多于數(shù)據(jù)庫中數(shù)量，進行增運算，反之進行刪減運算。

Algorithm （Id， Set）

//Scan_list：：List of Currently Scan Item

//Bill_list：：Bill id List

//Find_Newid：：Compare two list and find

//new id

//Fetch Data：：Get Data from Server

//Delete：：Delete item

Set=1；

Repeat While set=1

{

Scan（）；

Scan_list（）；

If （Scan_list==Bill_List）then

Dont Do Anything

Exit（）；

Else if （Scan_list>Bill_list）then

Find_Newid（）；

Fetch_Data（）；

Display（）；

Add_Bill（）；

Update（）；

Else if （Scan_list

Find_Newid（）；

Delete（）；

Update（）；}

3.3 系統(tǒng)運作網(wǎng)絡

使用貝葉斯網(wǎng)絡建立智慧超市運作模型，展示每個節(jié)點的運作流程。

在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中，Q0，Q1，…，Q8表示多個狀態(tài)。Q0是初始狀態(tài)，Q5最終狀態(tài)。所有狀態(tài)的相關(guān)信息，如表格所示。用戶接受一個產(chǎn)品并放入購物車，接著每一次轉(zhuǎn)換都按照用戶當時的決定進行。

4 結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，不斷成熟的思維不停刷新著我們對智能生活的期望。本文設計的智慧超市通過應用RFID和ZigBee技術(shù)，對傳統(tǒng)的超市進行改革，通過增加超市信息化程度，使得超市購物系統(tǒng)變得更容易，線下購物體驗更加舒適，同時為超市防盜提供有效的應對措施。相隨著物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，技術(shù)不斷革新，相信智慧超市會很快進入我們的生活。

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