“一鍵購”無人購物系統(tǒng)設計

張鳳君 楊光 劉俊伯 于航 徐盼盼 廖凌峰

【摘 要】傳統(tǒng)的購物模式具有實時性的優(yōu)點，但隨著時代的發(fā)展，其缺點不斷顯現(xiàn)。當消費者需要的商品不具有大眾性時，需要跑很多家商店尋找，浪費了很多的時間;每逢佳節(jié)時，購物結(jié)賬擁堵等問題也令消費者十分苦惱。商家對商品的庫存和行情把握不及時，必然會出現(xiàn)貨物的滯銷、擠壓等問題，而淡季時店員無所事事又會加大成本壓力?；谝陨蠁栴}，文章設計了“一鍵購”無人購物系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成新興的無人系統(tǒng)、云貨架、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、JAVA SE等技術，運用了嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等知識，制作了由嵌入式貨架、智能倉儲系統(tǒng)、庫存管理系統(tǒng)、購物信息實時反饋系統(tǒng)構成的能夠給每個實體店量身打造的全IT化智能管理系統(tǒng)。

【關鍵詞】“一鍵購”無人購物系統(tǒng);硬件設計;軟件設計

【中圖分類號】TP311.52 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）03-0064-02

1 “一鍵購”無人購物系統(tǒng)工作原理及總體設計

1.1 工作原理

用戶進入商場后打開商場APP進行掃碼，APP會記錄每個用戶的信息，同時與數(shù)據(jù)庫端進行通信，數(shù)據(jù)庫端創(chuàng)建一個用戶子數(shù)據(jù)庫。當用戶選中貨架上的某樣商品時，只需拿出手機掃描對應貨架區(qū)域的二維碼，數(shù)據(jù)庫將自動存儲該物品的信息，并可同時在APP上查看自己的購物記錄，如果不想要，則點擊APP上的“取消”按鈕，即可取消該物品的購買。用戶結(jié)束購物時點擊APP上的“結(jié)賬”按鈕，APP會自動生成一個總額的支付二維碼，自動掃描，等待用戶驗證密碼與選擇付款模式。用戶點擊“結(jié)賬”后，數(shù)據(jù)庫端向智能倉儲系統(tǒng)發(fā)送信號，智能倉儲系統(tǒng)完成對貨物的篩選打包工作，最后用戶從提貨口取走已經(jīng)打包好的商品，整個購物過程結(jié)束。

1.2 總體設計

為了讓消費者節(jié)省購物時間，為了給商家提供實時的庫存信息，“一鍵購”無人購物系統(tǒng)必須具有獨特的硬件和軟件設計。方案如下：用兩片單片機做中央控制處理器，將二維碼識別模塊與購物車結(jié)合在一起形成智能倉儲系統(tǒng)，另一塊中央處理器用于與智能倉儲系統(tǒng)間的信息傳輸和搭建APP端服務器。主結(jié)構設計圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設計

智能電子產(chǎn)品屬于自動控制的產(chǎn)品，一般由單片機和外圍功能模塊來控制?！耙绘I購”無人購物系統(tǒng)使用二維碼掃描模塊采集智能貨架上商品的二維碼信息，傳輸給智能倉儲系統(tǒng)的主控處理，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理判斷當前貨物信息，然后通過網(wǎng)絡上傳到庫存管理系統(tǒng)進行信息同步，繼而為購物信息實時反饋系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)顯示。由于此項目需要實時顯示用戶的購物信息，因此必須使用響應快、精度高、低功耗的傳感器。

2.1 主控設備設計

我們選用ST公司出品的STM32F429作為微控制器，其整合180 MHz ARM Cortex-M4內(nèi)核，提供最大2MB閃存，同時該芯片還降低了停止模式的電流消耗，延長了便攜應用的電池壽命。STM32F429讓智能設備更流暢，因此被廣泛應用于電力電子系統(tǒng)方面。

2.2 智能倉儲系統(tǒng)設計

二維碼掃描模塊采用GM65，功耗低，工作電流小于150 mA，一體化設計，體積小;支持TTL232和USB（中文免驅(qū)）接口;支持所有通用一維條碼及常用二維碼，可直接識別手機屏幕。舵機采用S3010數(shù)字舵機，為全樹脂齒輪，適用于初級電動/油動車模、電動/油動船模、一般固定翼及小型固定翼模型、中級油動/電動30級直升機。通信模塊采用ESP8266模塊，該芯片使用了3.3 V的直流電源，支持at命令修改參數(shù)的at系列rom，體積小，功耗低，支持透傳，丟包現(xiàn)象不嚴重，而且價格較低。

2.3 嵌入式貨架設計

采用“H”形鋼搭建嵌入式貨架。每個商品區(qū)采用1.8寸（約4.572 cm）TFT模塊顯示屏，通過SPI協(xié)議與單片機進行數(shù)據(jù)通信，用于商品信息的顯示。

3 系統(tǒng)軟件設計

為了能直觀地了解用戶的購物情況及商場的庫存情況，我們開發(fā)了用戶信息實時反饋系統(tǒng)和商場庫存管理系統(tǒng)。用戶信息實時反饋系統(tǒng)搭建在一個APP上，用來實時顯示用戶的購物信息;商場庫存管理系統(tǒng)用來顯示商家各種貨物的庫存數(shù)量。

3.1 庫存管理系統(tǒng)設計

庫存管理系統(tǒng)主要用于庫存的管理，以貨物存入、銷售、查詢?yōu)橹饕獞貌a(chǎn)生相應的處理操作，保持庫存信息與實際數(shù)據(jù)的一致性，系統(tǒng)可以根據(jù)庫存量決定哪些貨物庫存不足、哪些貨物庫存積壓。然后，商家可以根據(jù)庫存信息整理貨物或制訂新的銷售計劃，進而提高商家的經(jīng)濟效益。

在處理庫存信息時采用hibernate框架。在使用時，它通過操縱對象，使開發(fā)更加對象化，而且hibernate是持久層框架，具有業(yè)務功能的單線程對象，這些對象可以是普通的javaBean，并且每個javaBean都有自己對應的hbm.xml的配置文件，開發(fā)人員不需要自己編寫sql語句，方便了開發(fā)流程的設計。

3.2 用戶信息實時反饋系統(tǒng)設計

信息實時反饋是用戶通過jsp頁面對數(shù)據(jù)庫中的信息進行增加、修改、刪除、查詢等操作之后，再將數(shù)據(jù)庫中的信息返回到jsp頁面實時顯示給用戶的過程。采用的技術是ssh框架（struts2 spring hibernate，分為表現(xiàn)層、中間層（業(yè)務邏輯層）和持久層（數(shù)據(jù)訪問層）。三層體系將信息反饋、業(yè)務處理、數(shù)據(jù)操作等分開操作，降低了程序的耦合性。用戶不直接與數(shù)據(jù)庫交互，而是通過jsp頁面與中間層建立連接，再由中間層與數(shù)據(jù)庫庫交互，降低了服務器的壓力，提高了效率，并且使用jsp使界面友好，方便用戶的操作。

4 結(jié)語

系統(tǒng)將用戶購物信息保存，再與類似物流倉儲管理系統(tǒng)進行直接對接。無人購物系統(tǒng)面向性更廣，不僅可以用在超市，還可以給其他小成本的用戶提供從軟件到硬件的全方面定制服務。防盜識別系統(tǒng)使其防盜能力加強，提高了商戶使用的安全性，同時能降低成本。該系統(tǒng)給用戶和商家?guī)砹藰O大的便利，我們相信其必將擁有廣闊的市場前景。

參 考 文 獻

[1]胡澤華.基于STM32F429的嵌入式顯示控制系統(tǒng)設計[J].無線互聯(lián)科技，2016（8）：63-64，74.

[2]穆向陽，楊曉東.實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅲ在STM32F429IGT6上的移植技術和實現(xiàn)[J].電腦知識與技術，2018，14（6）：204-205，211.

[3]李潤生，陳萬通，王璐杰.無人超市購物裝置設計與研究[J].科學技術創(chuàng)新，2018（16）：83-84.

[責任編輯：鐘聲賢]