新型便攜式智能購物車設計

胡錦靜 左睿 張向向 王憲菊 安成帥

摘 要：針對現有智能購物車系統存在造價過高、市場認可度不高、難以形成市場產業化等問題，重新設計一種新型智能購物車系統。通過壓力傳感器、條碼識別技術、智能顯示屏實現集超市商品查詢、選購、結算、打印小票等功能于一體的新型智能購物車的設計，有效緩解超市排隊付款擁堵等問題，從而降低超市成本，提高顧客的購物體驗與幸福指數。

關鍵詞：智能購物車;成本;壓力傳感器;條碼識別;智能顯示屏;購物體驗

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2019）10-00-02

0 引 言

隨著社會經濟的不斷增長，人們的消費水平日益提高，超市作為人們日常生活的必去場所日漸繁華。然而，人們在超市購物中排隊支付及尋找商品花費的時間較多。為了解決顧客購物過程中排隊付款擁堵的問題，設計便攜式智能購物車，該購物車集結快速結賬、迅速尋找所購買商品等功能，使人們享受快捷溫馨的購物體驗[1]。

國內市場曾提出基于RFID技術的智能購物車，但是由于電子標簽的成本過高，并不適宜在市場上廣泛投入使用[2]。2008年，微軟公司推出了一種帶有電子操作系統的購物車，該購物車不但能夠幫助顧客計算出所選購商品的價格，還可在購物過程中向顧客提供商品的相關信息[3]。2011年，韓國SK Telecom公司推出了一種智能推車，顧客可在購物之前準備好購物清單，并在購物時將購物清單導入智能推車，由智能推車引導顧客購物[4]。然而，這些智能購物車仍然具有較多局限性，并不能完全實現自助便捷式購物。

1 總體設計方案

本文設計一個以傳統購物車為載體，搭載軟硬件系統的新型智能購物車。該購物車完成智能顯示屏界面初始化后，自動顯示超市近期的打折信息，顧客可通過智能顯示屏查找所需商品的位置并生成路線;當顧客將所選商品放入購物車時，智能顯示屏顯示該商品信息，并計入購物車賬單。顧客離開超市時，上位機核實顧客收付款情況，并打印小票供顧客取用[5]。智能購物車整體結構如圖1所示。

智能購物車的主要組成部分為：集中央處理器與液晶顯示屏于一體的智能顯示屏模塊、條碼掃描系統、壓力傳感器模塊、上位機結算模塊。智能顯示屏主要顯示顧客選擇的商品信息及收付款二維碼;條碼掃描系統主要采集顧客所選商品，并與超市信息庫進行匹配，發送至智能顯示屏顯示;壓力傳感器模塊主要檢測顧客所選商品是否正確放入或取出;上位機結算模塊主要核實顧客收付款情況，并打印小票。

2 硬件部分

智能購物車硬件原理如圖2所示。

2.1 智能顯示屏

為了方便顧客了解所選購商品的價格、生產日期等信息，設置可視化LED智能液晶屏模塊[6]。該模塊分為兩部分：一部分位于車把手上方，顧客購買的商品通過條碼掃描系統掃描后，商品的價格與數目依次顯示在LED液晶屏上，供顧客查看;另一部分位于車身中部，顯示顧客結算后消費信息的二維碼，供上位機結算系統掃描信息、核對賬單。該模塊具備良好的擴展功能，可支持條碼掃描、自助結算、查看商品信息等各類功能，給人們提供更加智能化、便捷的購物體驗。

2.2 條碼掃描系統

顧客使用條碼掃描系統掃描商品后，條碼掃描系統采集商品信息傳輸至中央處理器，中央處理器將此信息與超市數據庫進行匹配，找出與此信息相應的商品，從而在液晶顯示屏上呈現該商品信息以供顧客查看。當商品被第一次掃描時，產生一個脈沖信號，中央處理器接收后記為0，記該商品為加入購物車狀態;當商品再一次被掃描時，再次產生一個脈沖信號，中央處理器接收后記為1，記該商品為移出購物車狀態，依次類推。商品的放入、取出信號主要包含商品質量等[7]，條碼掃描系統工作原理如圖3所示。

2.3 壓力傳感器系統

將壓力傳感器安裝在購物車車廂底端，并與報警器連接。當顧客將選好的商品放入購物車時，由于商品質量的不同，購物車底部壓力傳感器發送至中央處理器不同的電信號，通過A/D模數轉換模塊將所接收的電信號轉換為數字量，并與條碼掃描系統采集到的數據進行比較。若兩者相等，則智能顯示屏將相應的商品加入購物車計件;否則，顯示屏不計件。若顧客在未掃碼的情況下將物品放入購物車，則壓力傳感器發送的信號無法與條碼掃描系統采集到的數據進行比較，中央處理器連接的警報器報警，提示顧客掃碼，以此防止漏掃，從而達到防盜的效果。同理，當顧客放棄選中商品時，也應掃碼以將商品移出購物車，達到避免多掃的效果[8]。

2.4 上位機結算處理系統

顧客最后結算后，智能顯示屏終端將顧客的消費信息傳到超市上位機上，同時購物車車身上的電子顯示屏顯示具有消費信息的二維碼，紅外條碼系統（在出口處狹長的通道處且與電子顯示屏位置水平）掃描的信息與上位機信息相同時，方才允許顧客通過，并在出口處打印小票供用戶使用。上位機結算模塊主要核實顧客收付款情況，并打印小票。

3 軟件系統

軟件設計流程如圖4所示，智能購物車的軟件部分主要包括系統界面初始化程序、購物界面程序、條碼識別程序、數據庫匹配查詢程序等模塊[9]。顧客打開智能顯示屏主菜單后，主要有折扣內容、查詢商品位置及條碼掃描系統三個板塊。當顧客將商品條形碼對準條碼掃描系統時，條碼掃描器采集顧客所選商品并與超市信息庫進行匹配，發送至智能顯示屏顯示該商品信息。同時，壓力傳感器系統可高效保護超市的利益不受損害。當顧客需要付款時，點擊結算賬單即可實現簡單快捷的一鍵式交賬[10]。上位機核對購物信息，打印小票。整個購物過程清晰、簡單易懂，從而緩解超市購物壓力，提高顧客購物幸福感[11]。

4 結 語

本文提出一種新型便攜式超市智能購物車，未來還可增加支持人臉識別付款、智能介紹超市產品及必要信息、購物車跟隨消費者移動等功能，使購物變成一種享受，并給超市帶來可觀收益。

參 考 文 獻

[1]楊佳，王英志.基于STM32F103單片機的智能購物車系統設計[J].科技視界，2013（24）：26-27.

[2]陳凈娟.從顧客損失角度研究某大型超市的現行結算方式[D].長春：吉林大學，2011.

[3]何珊.微軟研發出智能購物車：算賬促銷二合一[N].新華每日電訊，2008-01-18（007）.

[4]李根，朱其祥.基于RFID技術的智能購物車系統設計[J].赤峰學院學報（自然科學版），2017，33（5）：19-21.

[5]趙銀銀，栗杰，孫海寧.超市智能結賬購物車[J].計算機產品與流通，2017（8）：245.

[6]成雷，鄭云天，李月華，等.基于STM32的超市智能購物車[J].電子世界，2017（23）：110-112.

[7]王亞麗，陳雨，宋峻瑤，等.超市智能購物車的設計[J].電子技術與軟件工程，2018（3）：62-63.

[8]李璇，邵高鋆，李麗.基于樹莓派和條碼識別的智能購物車設計[J].電子技術與軟件工程，2017（14）：135-136.

[9]吳海昕，吳新垣.人機交互系統軟件設計[J].微型機與應用，1999（6）：8-9，40.

[10]沈新榮.一種超市購物系統：CN202205236U[P].2012-04-25.