基于UML的無(wú)人超市售貨系統(tǒng)設(shè)計(jì)

吳梅 姚敦紅

摘要：在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的條件下，我國(guó)科學(xué)技術(shù)也隨之得到了進(jìn)一步成熟，人工智能代替了許多勞動(dòng)力。在無(wú)人超市售貨系統(tǒng)的建設(shè)中，主要是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，由人工智能進(jìn)行對(duì)無(wú)人超市的售貨和管理，集理貨、售貨、收銀一體化?？蛻羰褂檬謾C(jī)App進(jìn)行支付，改變了原有的收費(fèi)方式，做到自助購(gòu)貨、及時(shí)支付、實(shí)時(shí)查詢。既節(jié)省了超市的人力，提升了超市的營(yíng)業(yè)利潤(rùn)，同時(shí)也節(jié)省了客戶的等待結(jié)算時(shí)間。

關(guān)鍵詞：無(wú)人超市售貨系統(tǒng);統(tǒng)一建模語(yǔ)言;數(shù)據(jù)庫(kù);JavaScript;自助購(gòu)物

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）26-0072-02

Abstract： Under the condition of rapid economic development， China's science and technology has been further mature， and artificial intelligence has replaced many labor forces. In the construction of the vending system of the unmanned supermarket， mainly on the basis of computer network technology and Internet communication technology， the artificial intelligence is used for the vending and management of the unmanned supermarket， integrating tally， vending and cash collection. Customers use mobile app for payment， which changes the original charging method and enables self-service purchase， timely payment and real-time query. It not only saves the manpower of the supermarket， improves the operating profit of the supermarket， but also saves the waiting settlement time of customers.

Key words： unmanned supermarket sales system; UML; MySQL; JavaScript; self-service shopping

1 引言

5G快速網(wǎng)絡(luò)的使用以及后期5G的普及，無(wú)人超市的前景必定比兩年前更加廣闊，隨著人臉識(shí)別技術(shù)的成熟，大數(shù)據(jù)的廣泛運(yùn)用，無(wú)人超市的科技賦能會(huì)更加明晰。同時(shí)，無(wú)人超市可以鋪設(shè)在很多場(chǎng)地，比如中高端社區(qū)、商務(wù)科技園區(qū)、學(xué)校、創(chuàng)業(yè)園區(qū)、景區(qū)、機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、圖書(shū)館、未來(lái)還會(huì)有中小型社區(qū)等很多地方，目前所存在的無(wú)人超市局限于無(wú)收銀員，但是超市的理貨方面沒(méi)有實(shí)現(xiàn)“無(wú)人”，由此提出了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)超市無(wú)人售貨系統(tǒng)[1]。

2 用例

2.1 開(kāi)發(fā)需求

建立一個(gè)真正“無(wú)人”超市，理貨、售貨、收銀一體化管理。擺脫傳統(tǒng)的超市經(jīng)營(yíng)管理模式。

2.2 設(shè)計(jì)思想

利用UML（統(tǒng)一建模語(yǔ)言）[2]的特性，實(shí)際上就是用一些框框、線條和箭頭來(lái)表述一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)或者流程。UML中，分為結(jié)構(gòu)元素和行為元素兩類。結(jié)構(gòu)元素中用矩形表示類，用圓圈表示接口，用橢圓表示用例，用線條表示關(guān)系，其中。行為元素中用圓角矩形表示狀態(tài)，另外還有順序圖、協(xié)作圖與活動(dòng)圖等，不一而足。該系統(tǒng)從兩個(gè)角度出發(fā)，即顧客和超市。對(duì)顧客而言，便利放在第一位;對(duì)超市而言，如何做到“無(wú)人”卻平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)是首要解決的問(wèn)題。該軟件的開(kāi)發(fā)使無(wú)人售貨變成現(xiàn)實(shí)。

2.3 總體框架

1）顧客下載App掃碼注冊(cè)賬戶開(kāi)啟購(gòu)物車進(jìn)入超市，已有賬號(hào)時(shí)無(wú)須注冊(cè)，打開(kāi)App掃描購(gòu)物車上的二維碼即可自動(dòng)連接數(shù)據(jù)庫(kù)，在超市中自主選擇商品，如同在一般超市中，隨想隨拿，不想要了再放回商品原貨架，顧客用例圖如圖1所示。

2）選擇結(jié)算方式：現(xiàn)金結(jié)算，手機(jī)結(jié)算。與一般超市一致，有兩個(gè)收款方式，避免了網(wǎng)上余額不足的尷尬，結(jié)算用例圖如圖2所示。

2.3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（一）

1）在進(jìn)入超市購(gòu)物前，先在上手機(jī)上下載相應(yīng)的App，然后填寫(xiě)個(gè)人信息。身份綁定面向客戶端的身份綁定功能完成了用戶登錄和身份識(shí)別，設(shè)計(jì)思路是用手機(jī)的國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼IMEI（InternationalMobileEquipmentIdentity）[3]，校驗(yàn)個(gè)人信息是否正確，若正確說(shuō)明注冊(cè)成功，否則提示失敗重新綁定。

2）超市門口有人臉識(shí)別系統(tǒng)，掃碼開(kāi)啟智能購(gòu)物車[4]它將伴隨你度過(guò)這愉快的購(gòu)物時(shí)間。當(dāng)購(gòu)物車的電子鎖被打開(kāi)時(shí)，自動(dòng)連接超市后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。購(gòu)物車上裝有條形碼掃描儀，當(dāng)你放入一件商品時(shí)，它就會(huì)根據(jù)條碼在智能平板上顯示商品的名稱和單價(jià)。高精度電子秤進(jìn)一步保證了商品的準(zhǔn)確性，后臺(tái)實(shí)時(shí)更新客戶加入商品的重量和數(shù)量，當(dāng)客戶從購(gòu)物車中拿出一件不想要的商品時(shí)，購(gòu)物車會(huì)實(shí)時(shí)更新車中的商品數(shù)量以及自動(dòng)求和商品價(jià)格，購(gòu)物車中的數(shù)據(jù)同時(shí)同步到個(gè)人手機(jī)App和購(gòu)物車智能平板顯示屏上，同步顯示商品信息和結(jié)算價(jià)格。如果商品不符，客戶可手動(dòng)操作購(gòu)物車智能平板調(diào)整商品數(shù)量。調(diào)整完畢，系統(tǒng)對(duì)比購(gòu)物車中高精度電子秤顯示的重量，如果在誤差允許范圍內(nèi)沒(méi)有問(wèn)題，則允許修改，否則重新確認(rèn)商品。

3）對(duì)于手機(jī)網(wǎng)上余額不足而無(wú)法用手機(jī)完成支付的顧客，專門設(shè)有自助收款機(jī)[5]，顧客自行將商品二維碼放入掃描窗口，由AI機(jī)器人將商品掃描，掃描完之后商品放入一旁的傳遞帶，由傳遞帶傳到專用購(gòu)物袋中，當(dāng)顧客點(diǎn)擊顯示屏的確認(rèn)窗口，傳遞帶上檢測(cè)的重量與電子購(gòu)物車上的重量傳感器不一致時(shí)，電子屏幕提示還有商品未進(jìn)行掃描。一致時(shí)則顯示結(jié)算頁(yè)面。在傳遞帶之后的自助結(jié)款機(jī)前放入紙幣，結(jié)款機(jī)會(huì)自助找零，付款完畢，打印出訂單發(fā)票，顧客才能拿到剛剛所購(gòu)商品。但是這里有一個(gè)問(wèn)題，假若掃描完之后顧客對(duì)自己選購(gòu)商品不滿意又到了結(jié)算頁(yè)面該如何處理？可選擇在此增加一個(gè)回退按鈕便可解決。

4）結(jié)算完畢支付成功后，購(gòu)物車上的電子鎖關(guān)閉（Close狀態(tài)），清除購(gòu)物車的數(shù)據(jù)。打印發(fā)票。當(dāng)消費(fèi)者購(gòu)物結(jié)算完畢離開(kāi)超市時(shí)，超市門口有兩道紅外線安全門，經(jīng)過(guò)第一道門時(shí)掃描客戶身上有無(wú)疑似未結(jié)賬商品。第二道門則是同步該顧客已離開(kāi)超市的數(shù)據(jù)。當(dāng)超市人不多時(shí)也可以由超市工作人員對(duì)購(gòu)物車上的商品進(jìn)行抽查復(fù)檢，即對(duì)照發(fā)票商品與購(gòu)物袋商品是否相符。當(dāng)超市很多的時(shí)候進(jìn)行這一步顯然是不切實(shí)際的，也違背了建立無(wú)人超市的初衷。如果商品不符，語(yǔ)音報(bào)警器[6]響起。

2.3.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（二）

這一部分是針對(duì)人工智能對(duì)超市的管理相關(guān)事項(xiàng)，主要涉及AI機(jī)器人領(lǐng)域的研究。

1）每個(gè)貨架都裝有傳感器[7]，并且有獨(dú)立的識(shí)別碼（二維碼），當(dāng)貨架上的商品少于貨架容量的三分之二時(shí)，傳感器感應(yīng)到商品缺少，會(huì)發(fā)出信號(hào)，這時(shí)人工智能AI接收信號(hào)，來(lái)到貨架前掃描二維碼，確認(rèn)所缺少的商品。為了節(jié)省資源，一個(gè)AI機(jī)器人可接受掃描五個(gè)貨架商品。接收到所缺少商品的信息，AI機(jī)器人會(huì)到倉(cāng)庫(kù)找到指定商品，補(bǔ)齊貨架商品。

2）關(guān)于超市衛(wèi)生，對(duì)于一個(gè)無(wú)人超市來(lái)講，掃地機(jī)器人[8]可完美勝任地面衛(wèi)生這個(gè)工作，設(shè)定每半小時(shí)巡邏一遍。首先對(duì)于一些衛(wèi)生死角，掃地機(jī)器人可以靈活打掃，再有就是它的續(xù)航能力很強(qiáng)。

3）第三點(diǎn)是關(guān)于超市安全問(wèn)題，沒(méi)人可以保證每個(gè)人的素質(zhì)都是良好的，對(duì)于一個(gè)沒(méi)有人看守的超市，可能會(huì)發(fā)生顧客在里面隨意拆開(kāi)商品包裝再而丟棄，拒絕付款等問(wèn)題，這時(shí)監(jiān)控AI[9]可以選擇鎖定此人，密切觀察此人動(dòng)態(tài)，嚴(yán)重可選擇撥打110報(bào)警電話。但考慮到AI無(wú)法判斷一個(gè)人的行為是否達(dá)到需要警察協(xié)助的高度，例如：顧客在選購(gòu)商品時(shí)不小心將貨架某個(gè)商品觸碰掉落，這時(shí)候巡邏AI機(jī)器人無(wú)法有效判斷這是一個(gè)什么行為，此時(shí)AI設(shè)置界面中有兩個(gè)選項(xiàng)，0危險(xiǎn)狀態(tài)（DANGER）：選擇撥打報(bào)警，此人為故意損壞;1安全狀態(tài)（SAVE）：不小心觸碰，進(jìn)行p操作;p操作：檢測(cè)地面，將地面遺落商品放回倉(cāng)庫(kù)相應(yīng)位置。這時(shí)AI無(wú)法進(jìn)行選擇，如何解決這個(gè)問(wèn)題，這是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。

3 結(jié)論

無(wú)人超市完全可以從另一個(gè)思路來(lái)實(shí)現(xiàn)。超市的經(jīng)營(yíng)策略是薄利多銷，追求成本低、盜損率低，員工的減少可以讓成本降低，對(duì)盜損率的容忍率也可以有一定幅度提升。目前大多超市只在白天營(yíng)業(yè)，對(duì)一些專門夜間上班的人群沒(méi)有針對(duì)性，而無(wú)人售貨系統(tǒng)可以輕松做到24小時(shí)營(yíng)業(yè)，營(yíng)業(yè)額同比增加30%，同時(shí)增加無(wú)人超市售貨系統(tǒng)的管理功能，做到貨架商品少于貨架容量三分之二時(shí)，理貨機(jī)器人自動(dòng)檢測(cè)缺少商品，并且在不影響顧客購(gòu)物的同時(shí)補(bǔ)貨，節(jié)省人力物力。

人工智能代替人力是大勢(shì)所趨，人性不用去試驗(yàn)，在技術(shù)面前，只會(huì)按照制度和設(shè)備程式，適應(yīng)性地做自己的行為。在已出現(xiàn)的無(wú)人超市中僅局限于減少收銀員，無(wú)人超市售貨系統(tǒng)的誕生，可能是一個(gè)試驗(yàn)品，也可能是邁進(jìn)新時(shí)代的一步。

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