基于JAVACV圖像識(shí)別技術(shù)的超市管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：本文基于不同類(lèi)型的超市對(duì)于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的綜合需求，以及通過(guò)不同超市的多樣化管理機(jī)制的調(diào)研，來(lái)針對(duì)超市管理系統(tǒng)進(jìn)行下一步的具體的構(gòu)建和設(shè)計(jì)。我們將以方便管理層管理人員以及方便工作人員進(jìn)行庫(kù)存管理和商品銷(xiāo)售管理為主要目標(biāo)，以達(dá)到員工通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)達(dá)到網(wǎng)上定時(shí)、定地的簽到，庫(kù)存的出庫(kù)以及入庫(kù)的管理，商品的銷(xiāo)售以及關(guān)聯(lián)關(guān)系最優(yōu)預(yù)測(cè)等功能，來(lái)使得人員管理、銷(xiāo)售管理及倉(cāng)庫(kù)管理等工作更加方便。

關(guān)鍵詞：超市管理系統(tǒng)；圖像識(shí)別；JAVACV；大數(shù)據(jù)；預(yù)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Based on the integrated demands of various supermarkets for the present NMS and the investigation into the diversified management mechanism of them，the paper aims at putting forward a further and concrete design and construction for the supermarket management system.In order to facilitate staff management，warehouse management and sales management，the study achieves some functions，including online checking-in management through image identification technology，in-warehouse and out-warehouse management，commodity sales and optimal prediction of incidence relation.The system brings much convenience to personnel management，sales management and warehouse management，etc..

Keywords：the supermarket management system；image identification；JAVACV；bigdata；predication

1 引言（Introduction）

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速進(jìn)展，各個(gè)行業(yè)對(duì)于通過(guò)管理系統(tǒng)[1]來(lái)進(jìn)行管理的需求也日益增加，一個(gè)好的管理系統(tǒng)是非常重要的[1]。在當(dāng)前的社會(huì)中，由于管理系統(tǒng)的方便性以及易操作性，市場(chǎng)上的超市管理系統(tǒng)已經(jīng)普及。在當(dāng)今市場(chǎng)上，大多數(shù)的超市管理系統(tǒng)功能都普遍針對(duì)產(chǎn)品的出庫(kù)、入庫(kù)的操作，并且大都采用的是C/S架構(gòu)。例如目前中國(guó)主要的超市管理軟件主要有金蝶系列管理軟件、金動(dòng)力管理軟件、瑞星的超市管理系統(tǒng)、百財(cái)超市管理系統(tǒng)、精誠(chéng)超市管理系統(tǒng)、科脈超市管理系統(tǒng)等。因?yàn)椋壳叭藗冎攸c(diǎn)只是放在了針對(duì)商品以及庫(kù)存的管理上，在人員的管理方面有所欠缺，故而在人員的管理效率上并不是很理想。本項(xiàng)目將針對(duì)此問(wèn)題展開(kāi)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

2 開(kāi)發(fā)背景（Development background）

超市管理的方法以及所使用的工具自超市出現(xiàn)以來(lái)，一直受到社會(huì)的廣泛關(guān)注，在經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者的研究得出許多針對(duì)超市管理的方法，超市管理系統(tǒng)最主要的有采購(gòu)、銷(xiāo)售和庫(kù)存。

對(duì)于采購(gòu)管理的研究，其重要性于1832年被最早的提出，Charles Babbage指出“負(fù)責(zé)資源的關(guān)鍵職員是負(fù)責(zé)選擇采購(gòu)、接受合格配送的物料人”。20世紀(jì)初，采購(gòu)進(jìn)入了第二個(gè)比較重要的時(shí)期。在20世紀(jì)90年代采購(gòu)概念和采購(gòu)管理得到了極大的發(fā)展。

在銷(xiāo)售管理的研究方面，由于商品是超市的重要組成部分，因而商品的銷(xiāo)售成為了超市管理中一塊非常重要的管理模塊。

相對(duì)于庫(kù)存管理方面來(lái)說(shuō)，在1915年美國(guó)的F.W.哈里斯發(fā)表了關(guān)于經(jīng)濟(jì)訂貨批量模型，開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代庫(kù)存管理理論的研究。1965年，物料需求計(jì)劃（MRP）理論由博士約瑟夫·哈里奇提出。緊接著MRPII由維特于1981年提出。使得銷(xiāo)售經(jīng)營(yíng)的管理等過(guò)程更加的方便可行。隨著管理工作的科學(xué)化，庫(kù)存管理的理論有了很大的發(fā)展，形成了許多庫(kù)存模型，使得管理效果顯著。

根據(jù)諸多學(xué)者的研究，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，軟件開(kāi)發(fā)人員設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)出了許許多多的超市管理系統(tǒng)。例如，劉汝潔于2012年開(kāi)發(fā)的收銀管理系統(tǒng)就對(duì)超市收銀管理帶來(lái)了很大的便利。吳效珩于2012年通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究?jī)?yōu)化了計(jì)算機(jī)對(duì)超市庫(kù)存的管理，編寫(xiě)了超市后臺(tái)管理系統(tǒng)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，超市管理軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量也越來(lái)越高，性能也隨著越來(lái)越好。

但是各種類(lèi)型的超市所應(yīng)用的管理系統(tǒng)功能都較為單一，主要是針對(duì)銷(xiāo)售管理與庫(kù)存管理的。對(duì)于一個(gè)整體來(lái)說(shuō)其運(yùn)作必定是一個(gè)團(tuán)體，我認(rèn)為人員管理在系統(tǒng)中也應(yīng)該是不可或缺的，因?yàn)橐圆煌姆绞浇M織使用管理控制系統(tǒng)，將提高公司或者企業(yè)的對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)和威脅的有效性管理[2]。

為此，我們項(xiàng)目將在此處使用B/S架構(gòu)，摒棄C/S架構(gòu)使得系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難、維護(hù)難以及操作繁瑣的不適用性等缺點(diǎn)。同時(shí)加入圖像識(shí)別技術(shù)使得人員的管理操作的準(zhǔn)確性增加，來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目的編寫(xiě)。因?yàn)榘沧肯到y(tǒng)作為一個(gè)市場(chǎng)占有率超過(guò)50%的手機(jī)平臺(tái)，使得移動(dòng)設(shè)備上軟件的快捷應(yīng)用成為可能[3]，我們也將實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端在安卓系統(tǒng)中的應(yīng)用，進(jìn)而使得本系統(tǒng)使用體驗(yàn)起來(lái)更加的全面，管理起來(lái)更加的方便。

3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（Design and implementation

of the system）

3.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)我們使用JSP語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使用jdk1.8來(lái)進(jìn)行編譯，使用MySql來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存取；系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，PC端我們使用的是MyEclipse10，移動(dòng)端使用的Android Studio，采用XML語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行界面的布局設(shè)計(jì)，嵌入sdk將移動(dòng)端與PC端進(jìn)行連接。

3.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

（1）整體模塊描述

系統(tǒng)由BS架構(gòu)和移動(dòng)端組成，系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中主要包括網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)、員工操作生成數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理，以及數(shù)據(jù)處理結(jié)果顯示等。模塊主要分為人員管理模塊、銷(xiāo)售管理模塊、庫(kù)存管理模塊，以及進(jìn)貨管理模塊。

人員管理模塊管理功能主要包括：職工信息管理、人員簽到信息管理。

銷(xiāo)售管理模塊管理功能主要包括：銷(xiāo)售信息的查詢(xún)、銷(xiāo)售信息的維護(hù)、銷(xiāo)售信息的盤(pán)點(diǎn)，以及銷(xiāo)售產(chǎn)品之間的最有搭配預(yù)測(cè)和推薦。

庫(kù)存管理模塊管理功能主要包括：庫(kù)存信息查詢(xún)、庫(kù)存信息維護(hù)。

進(jìn)貨管理模塊管理功能主要包括：供貨商信息管理、供貨信息查詢(xún)、供貨信息維護(hù)。

以上多樣的功能皆通過(guò)職員登錄以后才能進(jìn)行瀏覽與操作。

系統(tǒng)功能模塊圖如圖1所示。

在人員管理模塊可以查看超市人員的信息，以及瀏覽超市總體的簽到信息；銷(xiāo)售管理模塊可以查詢(xún)銷(xiāo)售的信息，進(jìn)行銷(xiāo)售信息的修改與刪除，結(jié)算最后銷(xiāo)售商品的賬目以及根據(jù)銷(xiāo)售單進(jìn)行商品與商品之間的最優(yōu)搭配預(yù)測(cè)；再進(jìn)貨管理模塊可以查看供貨商的對(duì)應(yīng)信息，進(jìn)行進(jìn)貨信息的查詢(xún)與維護(hù)；在庫(kù)存管理模塊可以進(jìn)行庫(kù)存信息的查詢(xún)與維護(hù)等操作。

（2）數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)

在登錄PC端或者移動(dòng)端后，根據(jù)賬戶(hù)級(jí)別進(jìn)入相應(yīng)的操作界面。根據(jù)管理員進(jìn)行點(diǎn)擊不同的功能模塊按鈕進(jìn)入相應(yīng)的功能界面進(jìn)行操作。數(shù)據(jù)處理流程圖如圖2所示。

3.3 功能的實(shí)現(xiàn)

（1）使用流程

系統(tǒng)使用流程如圖3所示。系統(tǒng)進(jìn)入主界面以后，點(diǎn)擊登錄進(jìn)入登錄界面，輸入賬戶(hù)與密碼，驗(yàn)證賬戶(hù)名和密碼通過(guò)后，根據(jù)賬戶(hù)級(jí)別進(jìn)入相應(yīng)的功能界面，點(diǎn)擊不同的功能模塊按鈕，將進(jìn)入相應(yīng)的功能界面進(jìn)行操作。

（2）B/S模式

B/S模式是一種當(dāng)前方便且流行的一種運(yùn)作模式，隨著當(dāng)今軟件系統(tǒng)的改進(jìn)與更新越來(lái)越頻繁，B/S架構(gòu)模式的產(chǎn)品就體現(xiàn)出了其明顯的更為方便的特性，其節(jié)省了管理人員的在某些方面時(shí)間上的所不必要的損失，提高了工作人員的工作效率與工作量，其在軟件升級(jí)和維護(hù)方面會(huì)越來(lái)越容易，而且B/S模式的系統(tǒng)使用起來(lái)也將會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單，這對(duì)于無(wú)論公司、工作人員還是用戶(hù)來(lái)說(shuō)人力、物力、時(shí)間、費(fèi)用的節(jié)省是顯而易見(jiàn)的。

（3）數(shù)據(jù)處理預(yù)測(cè)商品最優(yōu)關(guān)系搭配模塊

在當(dāng)今大數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測(cè)已經(jīng)逐漸成為熱潮并且逐步占據(jù)著當(dāng)前的世界市場(chǎng)，因此順應(yīng)潮流，當(dāng)前數(shù)據(jù)處理預(yù)測(cè)商品最優(yōu)關(guān)系搭配模塊是本系統(tǒng)的核心模塊之一，該模塊設(shè)計(jì)的技術(shù)有使用JSP+Servlet技術(shù)去進(jìn)行前臺(tái)數(shù)據(jù)接收與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，在接收前臺(tái)Web數(shù)據(jù)后通過(guò)服務(wù)器的Servlet類(lèi)中的HttpServlet對(duì)象提交給服務(wù)器端處理進(jìn)行邏輯運(yùn)算，通過(guò)HttpServlet對(duì)象將數(shù)據(jù)傳遞給預(yù)測(cè)算法，在算法通過(guò)特定邏輯的計(jì)算之后生成邏輯結(jié)果數(shù)據(jù)，之后通過(guò)JAVA中的Connection類(lèi)對(duì)象連接數(shù)據(jù)庫(kù)，PreparedStatement類(lèi)載入數(shù)據(jù)庫(kù)將數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí)，使用HttpServlet類(lèi)對(duì)象通過(guò)request請(qǐng)求將數(shù)據(jù)推送至前臺(tái)web端顯示。操作請(qǐng)求結(jié)束后，將使用Connection、PreparedStatement和Result類(lèi)對(duì)象調(diào)用close（）方法釋放內(nèi)存資源。由此，來(lái)得出什么種類(lèi)與什么種類(lèi)商品之間搭配放起來(lái)為最優(yōu)關(guān)系選擇，來(lái)潛移默化的提高商品的銷(xiāo)量。

（4）運(yùn)用JAVACV的圖像識(shí)別

如今圖像識(shí)別技術(shù)也已然是當(dāng)今世界的熱門(mén)潮流之一，因此，在綜合其他超市管理系統(tǒng)的基本功能之上，我們也運(yùn)用熱門(mén)技術(shù)。

我們運(yùn)用JAVACV圖像人臉識(shí)別技術(shù)，使用Haarcascade庫(kù)用于檢測(cè)面部特征，這將提高系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間效率[4]，在攝像頭捕獲照片后在主成分空間分析與人臉圖像進(jìn)行比對(duì)[5]，從而實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別。圖像識(shí)別是以圖像的主要特征為基礎(chǔ)的[6]。每個(gè)圖像都有它的特征，在圖像識(shí)別過(guò)程中，系統(tǒng)必須排除輸入的多余信息，抽出關(guān)鍵的信息[6]。將PCA于LDA方法相結(jié)合進(jìn)行性別鑒別的方法[7]，并且也根據(jù)圖片的相似性，來(lái)進(jìn)行圖片的分析與識(shí)別[8]。從而使得識(shí)別更加的方便、快捷。在運(yùn)用以上方法與技術(shù)我們的管理系統(tǒng)加入了在線(xiàn)簽到的功能。

如果用戶(hù)簽到登錄方式用的是PC端的話(huà)，因?yàn)镻C端無(wú)法使用GPS定位功能，我們將要求其拍一張有著本單位特有的標(biāo)志物的圖片來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)簽到考勤，如若用手機(jī)端簽到，則信息錄入將有著具體的時(shí)間以及地點(diǎn)。這將大大降低平時(shí)普通考勤使用的手簽或者按指紋方式所用的時(shí)間，以及提高了考勤的準(zhǔn)確率和真實(shí)率。

3.4 測(cè)試實(shí)例

工作單位中的人員輸入賬戶(hù)與密碼登錄系統(tǒng)。如圖4所示。

4 結(jié)論（Conclusion）

本文以解決在超市管理系統(tǒng)中提升人員管理的效率以及提高工作人員到工作單位后的簽到效率和簽到的準(zhǔn)確率、真實(shí)率為目的，設(shè)計(jì)了一款基于JAVACV圖像識(shí)別的系統(tǒng)。系統(tǒng)完成商品管理、庫(kù)存管理、銷(xiāo)售管理以及運(yùn)用圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)人員在線(xiàn)簽到和人員信息管理等功能。后臺(tái)算法進(jìn)行商品數(shù)據(jù)關(guān)系的分析，進(jìn)行商品間的最優(yōu)關(guān)系的搭配以及后期預(yù)測(cè)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理分析后實(shí)現(xiàn)“啤酒尿布”的功能。相信超市的人員簽到及人員信息管理的問(wèn)題將得到有效的解決。

參考文獻(xiàn)（References）

[1] SN Zealand.Quality Management Systems：Requirements[J].Total Quality Management，2008，263（6803）：160.

[2] Dianelaure Arjalies，Julia Mundy.The Use of Management Control Systems to Manage CSR Strategy：A Levers of Control Perspective[J].Management Accounting Research，2013（24）：284-300.

[3] Sudipta Ghosh，S.R.Tandan.Shielding Android Application Against Reverse Engineering[J].International Journal of Engineering Research & Technology，2013（6）：2635-2643.

[4] Birendra NathTripathy，Abinash Dash.Prototype Drowsiness Detection System[D].2012.

[5] 蔣理.基于JAVACV的人臉識(shí)別登錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].黑龍江信息科技，2014（21）：187.

[6] 于麗穎.圖像識(shí)別方法技術(shù)分析與應(yīng)用——第24屆全國(guó)煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議暨第6屆中國(guó)煤礦信息化與自動(dòng)化高層論壇論文集[C].江蘇：中煤科工集團(tuán)常州自動(dòng)化研究院，2014.

[7] M.P.Dubuisson-Jolly & A.Gupta.Color and Texture Fusion：Application to Image Segmentation and GIS Updating[J].Image and Vision Computing，2012（18）：823-831.

[8] 臧睦君.圖像場(chǎng)景識(shí)別的特征研究[D].吉林大學(xué)，2015.

作者簡(jiǎn)介：

車(chē)文韜（1993-），男，本科生.研究領(lǐng)域：算法設(shè)計(jì)，圖像識(shí)

別，軟件工程.