基于物聯網技術的智能超市的設計

趙功名

引言：在超市中運用物聯網技術，使管理人員可以方便快捷的更新商品的售價、促銷信息，查看商品的生產日期和存貨情況；為顧客實現智能導航，并實時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結賬而煩惱，真正實現無人化導購智能超市模式。

一、緒論

隨著社會的發展，超市購物已經成為人們日常生活中的一部分。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間去尋找商品、從同類商品中選擇適合自己的那款，同時在超市結賬時，排隊等待也需要花大量的時間。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常進行商量價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，這也是一項復雜而費時的工程。

在這種現狀下，借助于近年來興起的物聯網技術，運用區域導航裝置和智能導購系統，可以實現智能超市構想，方便超市管理人員的商品管理以及顧客的購物。

二、智能超市設計構想

本設計包括智能導購車、商品電子標簽、后臺數據管理系統、無線定位系統。商品管理人員可以通過后臺數據管理系統把商品信息通過無線傳輸寫入每類商品的電子標簽里面，并可以方便快捷的實時查看、更新、管理電子標簽內容。當顧客推動導購車開始購物時，顧客可以在導購車的顯示屏上輸入自己想尋找的商品，導購車會根據無線定位系統獲取當前所在位置，并智能導航引導顧客前往商品所在區域，顧客在商場行走時，導購車能夠根據無線定位系統獲取當前位置，并將數據存儲模塊中此區域的相應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導購車上的掃描處，即可掃描出此商品的詳細信息并在顯示屏上顯示出來，方便顧客了解商品詳情；當顧客想購買此商品時，將商品放入導購車內，導購車內部的條形碼檢測裝置會檢測到車內的條形碼（由于電子標簽成本較高，故每類商品只有一個樣品貼有電子標簽，用于展示非銷售），從而自動獲取導購車內部的商品清單和價格，在結賬時無需收銀員逐件商品掃碼，節省了顧客排隊等待結賬的時間和收銀員的工作量。

三、智能超市系統設計

1.商品電子標簽

商品電子標簽即RFID射頻標簽，包含內置天線，用于和射頻天線間進行通信。后臺數據管理系統可以運用相應指令通過無線射頻傳輸技術將相應的商品信息寫入到商品電子標簽中，實現商品信息的實時更新。由于電子標簽成本較高，故每種商品只有一件用于陳列展示的樣品貼有電子標簽（可以采用商品仿真模型而非實物），并在顯著位置注明此為樣品，方便顧客找到并進行電子標簽的掃描。當顧客將電子標簽對準導購車掃描口時，導購車內部的數據存儲模塊將相應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

在智能導購車上配置超聲波定位系統，其具有指向性強、能量消耗慢、對人體無害等優點。定位系統主要基于聲波在空氣中傳播速度相對恒定的特性，根據聲波到達的時間長短來確定物體距離。具體實現方法是在超市頂棚固定位置安裝超聲波發送模塊，導購車上的超聲波接收模塊接收到聲波后，根據聲波信號的傳輸時間和內容來計算購物車與頂棚超聲波發射模塊的相對位置，通過三邊測量算法來估算出導購車的區域位置。此定位技術成本低、結構簡單、功能可靠，合適室內物體的定位。

3.后臺數據庫管理系統

后臺數據庫管理系統是工作人員進行信息管理、發布的平臺，是智能超市的核心。當超市購入新商品種類時，給新商品貼上一個電子標簽，工作人員通過后臺數據管理系統錄入此商品的詳細信息，并通過無線射頻傳輸技術寫入到相應的電子標簽里，并可以在物品價格變化或者促銷消息變化時隨時跟新電子標簽內的信息。此外，數據庫管理系統還提供了多種查詢方式，方便管理人員了解商品的生產日期、存貨數量等消息，為進貨、促銷提供一些數據參考。

4.智能導購車

智能導購車是整個智能超市購物的核心，是顧客獲取商品信息、導航信息、促銷信息的窗口。它的設計模塊主要分為：中央控制器、無線定位模塊、數據存儲模塊、電子標簽掃描模塊、智能結算模塊、LCD顯示模塊。

中央控制器是智能導購車的控制中心，可以采用基于ARM Cortex-M3 內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射模塊發出的超聲波，并且把接收到的幾個超聲波信號處理后送給stm32處理器，通過內置算法來估算出導購車當前位置，從而達到定位的效果。

數據存儲模塊可以由SD卡存儲模塊完成，內部存有各類商品的詳細信息以及優惠信息，并且可以通過后臺數據庫管理系統進行數據的更新。

電子標簽掃描模塊用來進行商品電子標簽的掃描，識別出商品類型，并報告中央處理器，使之驅動LCD顯示屏顯示出相應的商品詳情。

智能結算模塊可以完成對購物車內部商品的掃描，智能判斷購物車內部商品的數量、種類、并計算出價格，報告中央處理器，使之驅動LCD顯示屏顯示出貨物清單。

四、結束語

智能超市的設想很美好，充滿物聯網智能化的氣息，但就目前來說，物聯網技術仍處于起步階段，電子標簽、顯示屏等的價格仍然較為昂貴，通過射頻天線實現全部電子標簽的實時更新仍然困難，全自動掃描計價設備的準確率仍難以達到百分之百的精確，這些都是制約智能超市發展的障礙，但是相信只要有創新想法，隨著物聯網相關技術的發展，技術將不會是制約智能超市的發展瓶頸，智能超市市場化終會實現。

參考文獻

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