基于STM32F103設計的智能購物系統設計與實現

韓雪 徐李珩

摘 ? 要：為解決傳統超市、商場在購物過程中存在的諸多問題，文章在普通購物車的基礎上，設計以STM32F103為控制核心，附帶液晶顯示屏（可觸摸）、內置攝像頭和與傳感器匹配的核心技術、重量傳感器和無線數據傳輸的智能購物系統。該購物系統與手機APP連接，用戶掃描屏幕上的二維碼進行實名登錄，實現線上線下購物同步，還可對已購買商品進行評價及售后處理等。本智能購物系統還有智能導向、商品信息檢索和展示、商品推薦、自助結賬等功能。

關鍵詞：智能購物系統;可觸摸液晶顯示屏;攝像頭;傳感器;APP連接

隨著社會的發展及人們生活水平的提高，人們對方便、快捷的智能產品有了越來越高的要求。雖然人工智能技術日益成熟，但仍有許多的技術沒有應用到人們的生活之中。例如在超市、商場等大型購物系統中，總有許多因素影響消費者的購買熱情。第一，在大型購物場所，由于地形不熟和商品擺放位置不清楚，往往無法準確地找到自己想要購買的商品。第二，對自己想要購買的商品沒有確定目標，不知道應該選擇哪一種，并且對商品的用戶評價、近期的價格浮動以及促銷活動都不是特別了解。第三，排隊結賬是讓消費者頭疼的問題，特別是在節假日、中午、晚上的購物高峰期造成大量人員滯留，使得購物環境變得異常擁擠，往往會帶來諸多安全隱患，降低購物效率。同時，超市、商場復雜的管理人員體制也在影響經營者的利潤。為了滿足廣大消費者購物時的便利性以及提高超市經營者的利益，團隊研發了基于STM32103設計的智能購物系統，在當今智能行業高歌猛進的時代大背景下，相信該產品必定有卓越的表現[1]。

1 ? ?設備功能及操作流程

1.1 ?導向功能

點擊顯示屏進入導向功能，在搜索處輸入自己想要購買的商品，點擊確認，購物車便啟動。消費者只需跟隨購物車即可到達指定商品的位置，也可以利用設置對購物車進行調速，選擇適合自己的購物模式。

1.2 ?商品信息、商品推薦功能

點擊顯示屏商品，進入商品信息展示及商品推薦功能，再輸入搜索自己購買商品的名稱，點擊確認，顯示屏會出現商品的詳細信息，如生產日期、上市日期、產地、近期的價格浮動、促銷活動以及有關商品的用戶評價。智能購物系統會對商品進行人氣排名，使消費者有更多的選擇，同具有篩選功能，消費者可以根據自己想要的價格區間、銷量進行排序。

1.3 ?自助結賬功能

當消費者購買商品時，內置攝像頭會確認消費者購買的商品，利用傳感器和無線數據傳輸，將購買的商品反饋到顯示屏上，點擊顯示屏結賬實現自助結賬功能。對于稱重的商品，購物車底部有重力傳感器，會對選購的商品進行精確的測量，消費者不用擔心價格算錯。

1.4 ?移動端服務應用軟件介入

顧客可以在下載、使用移動APP后，定制購物計劃、瀏覽商家活動信息、查看消費記錄、收取商家提供的優惠券或會員積分等信息。可以與快遞、外賣等軟件合作，將已購商品送貨上門，使用戶足不出戶就能享受到便捷服務。用戶可以對自己購買的商品進行評價，也可以看到其他消費者對此商品的評價，更有利于消費者購買自己心儀的商品。

2 ? ?硬件設計

智能購物系統以普通購物車為基礎，配有智能系統，結構如圖1所示。

2.1 ?中央信息處理系統（STM32F103）

中央處理系統依賴于中央核心處理器（CPU），由于人工智能需要大量的數據處理以及運算，且不能價格過高（提高制作成本），因此，本團隊將目光放在了STM32系列芯片上[2]。

STM32系列是意法半導體集團基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM。硬件電路結構如圖2所示。

2.2 ?商品識別

該智能購物車的內置攝像頭采用與傳感器匹配的圖像識別技術，可以在收到商品時，自動識別所放入的物品信息，并將信息和價格顯示在屏幕上，只需在挑選完畢后自助支付即可，其重量傳感器會精確稱重需要稱重的商品。

2.3 ?無線數據傳輸

ZigBee模塊是一種物聯網無線數據終端，利用ZigBee網絡為用戶提供無線數據傳輸功能。該智能購物系統采用高性能的工業級ZigBee方案，提供SMT與DIP接口，可直接連接TTL接口設備，實現數據透明傳輸功能;低功耗設計，最低功耗小于1 mA;提供6路I/O口，可實現數字輸入輸出、脈沖輸出，其中有3路I/O口還可實現模擬量采集、脈沖計數等功能。ZigBee組網模式如圖3所示[3]。

3 ? ?軟件設計

消費者在液晶屏上輸入選擇的商品，數據進入中央處理系統，中央處理系統通過WLAN模塊進入后臺數據庫中查找該商品的位置。在消費者找到商品時，可以利用商品信息、商品推薦功能進一步了解商品的詳細信息，如商品近期價格浮動，促銷活動以及其他消費者對此商品的評價，商品信息反饋在觸摸屏上。當商品放入購物車時，攝像頭和傳感器會確認商品的種類以及重量，形成價格清單[4]。在結賬時中央處理器把存儲數據通過無線數據傳輸反饋給后臺超市主機，超市主機產生商品明細價格以及付款碼顯示在觸摸屏上，消費者還可以采用刷信用卡的方式進行結賬。軟件設計流程如圖4所示。

4 ? ?結語

互聯網發展迅速，共享單車等共享經濟似乎一夜之間就火遍了大街小巷。毫無疑問，當前正處于急劇變化的時代，財富的創造速度令人瞠目結舌，一系列變化的根源在于以互聯網為代表的新經濟模式的不斷發展，線上線下的完全融合，是互聯網企業營銷的未來。智能購物系統將線上線下完美結合，對已有的購物模式進行改良、優化，達到吸引消費者的目的，實現企業與消費者雙贏。

[參考文獻]

[1]翟倩倩.超市智能購物車服務終端《Smart Buy》的設計研究[D].北京：北京印刷學院，2017.

[2]張喆.基于STC89C516的超市智能購物車研發[J].自動化技術與應用，2009（6）：94-96.

[3]成雷，鄭云天，李月華.基于STM32的超市智能購物車[J].電子世界，2017（23）：112-114.

[4]王賽男，劉文慶，孫原鵬.基于“互聯網+”的智能購物車交互服務系統設計[J].工業設計，2019（4）：138-139.

Abstract：In order to solve the problems of traditional supermarkets and shopping malls， this paper designs and develops an intelligent shopping system with LCD （touchable）， built-in camera， core technology matching with sensor， weight sensor and wireless data transmission based on the common shopping cart and STM32F103 controller. The shopping system is connected with mobile APP. Users can scan the QR code on the screen for real name login， online shopping， evaluation and after-sales processing of purchased goods. The intelligent shopping system has the function of guidance， commodity information， commodity recommendation and self-service checkout function.

Key words：smart shopping system; touchable liquid crystal display screen; camera; sensor; APP connection