基于RFID技術的服裝款式流行趨勢預測系統

郭笙城，高菲菲，石丹丹，伊詩雨，葉詩潔，曾孟佳,

（1.湖州師范學院，信息工程學院，湖州313000；2.湖州學院，理工學院，湖州313000）

0 引言

服裝行業對于服裝款式的流行趨勢要有敏銳的嗅覺，設計生產符合當代流行趨勢的服裝可以為服裝生產企業贏得巨大的利潤。如果對于流行趨勢把握不到位，就可能發生服裝銷售困難，服裝生產企業資金流斷裂等經營困難現象。以往預判時尚潮流趨勢的方法都是人為憑經驗進行主觀預測，沒有數據的客觀支撐，預測結果缺乏科學依據，已經很難適應大數據時代服裝生產企業的發展需求。對于消費者來說如果可以預測服裝款式的流行趨勢，那么將會激起消費者的消費欲望，讓服裝生產企業的服裝更好地銷售，也讓消費者買到心儀的服飾。因此，建立基于數據的服裝流行趨勢預測系統對服裝生產企業和消費者來說具有重大意義。

目前，頻射識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）具有識別速度快、可讀取大量信息等優點被廣泛應用于產品溯源、標識識別、數據采集等領域。在防偽方面，丁輝等人將RFID電子標簽粘貼在單件商品（如服裝、食品、藥品等）上，以實現對單件商品的信息管理和對商品生產、包裝、入庫、出庫、銷售、防偽查詢、售后服務等全過程的監控和跟蹤[1]。何飛等人將RFID標簽直接應用于酒的包裝上，利用RFID標簽的防撕揭、防偽造的特點，研制出酒的高防偽標簽[2]。在物品管理方面，劉麗麗利用RFID技術對倉庫管理進行作業流程設計，改進了倉庫貨物的周轉時間長，效率低下，貨架空間資源利用率低等問題[3]。羅來根等人分析了RFID技術在高校圖書館應用的優勢，提出了RFID技術在高校圖書館應用的一些建議，利用RFID技術對圖書進行高效管理[4]。葉偉洲等人將檔案RFID標簽和天線位置準確匹配，實現了檔案的快速盤點、定位查找和錯位提醒，使得檔案管理更加智能快捷[5]。劉蕓等人將RFID技術應用到醫院綜合檔案管理上，大大提升了提升醫院綜合檔案管理的效率與質量[6]。也有學者將RFID技術應用到服裝行業中，提高了服裝分銷物流管理[7]、倉儲管理[8]、生產管理[9]的效率，實現了管理的信息化[10]。

RFID技術在服裝行業的應用證明RFID技術用于數據采集有一定的可行性，本文將設計基于RFID的服裝款式流行趨勢預測系統，將RFID標簽貼到服裝吊牌上[11]，實時收集一些數據，并根據移動平均法進行數據分析，從而預測出未來一段時間的服裝流行款式，再通過移動端App反饋給服裝生產企業和消費者，提高服裝生產企業的銷量也讓消費者買到心儀的服飾。

1 服裝款式流行趨勢預測系統框架設計

服裝款式流行趨勢預測系統主要分為四層，分別是數據采集層、數據庫層、數據處理層和應用層。數據采集層由大量的RFID標簽和RFID讀寫器組成，主要負責數據的采集；數據庫層運用SQL Server數據庫對數據進行存儲；數據處理層主要對數據庫中的數據進行分析處理，通過平均移動法預測出下一季度的流行的服裝款式；應用層是系統的頂層，主要負責人機交互和數據分析結果的呈現，系統框架設計圖如圖1所示。

圖1 系統框架設計圖

（1）數據采集層是由多個的RFID標簽構成，將RFID標簽粘貼在服裝吊牌上，通過讀取服裝上的RFID標簽來得到數據。RFID標簽可以攜帶大量的數據信息，例如服裝名稱、服裝顏色、服裝尺碼、服裝價格等數據。RFID標簽上數據的讀取是靠RFID讀寫器進行，RFID讀寫器讀取到這些信息再向上傳遞給數據處理層。

（2）數據庫層就是用來存儲RFID標簽上的數據的，運用SQL Server數據庫，記錄頻射信號的反饋值，建立數據表將這些信息儲存，然后分析數據。建立數據庫后，可以大大提高應用開發的效率，能夠方便用戶使用并且減輕數據庫系統管理人員維護負擔。

（3）數據處理層包含了數據的傳輸、數據的處理。數據傳輸運用TDMA來實現將多個標簽中所包涵的信號到一個閱讀器的通信分路來進行存取。數據處理在本系統中指的就是運用平均移動法預測出下一季度的流行的服裝款式。根據歷史各期服裝的時間序列資料、逐項推移，依次計算包含一定項數的序時平均值，以反映服裝的長期趨勢。

（4）應用層就是移動端的實現方式，在移動端可以對計算出的服裝款式流行趨勢進行查看，數據的呈現本系統是通過設計App來反映給服裝生產企業和消費者的，App的優點就是能使服裝生產企業簡單明了地看到經過處理后的數據，所以App的頁面簡單直觀，可以有多個購買方案的呈現，使服裝生產企業既可以清楚了解服裝款式流行趨勢，也可以根據方案擇優購買，給服裝生產企業多種選擇，為消費者購買心儀的服裝提供了有效的幫助。

2 系統硬件實現及其原理

2.1 總體流程圖

服裝款式流行趨勢預測系統的主要流程是將RFID標簽粘貼在服裝吊牌上，通過RFID讀寫器激活吊牌上的RFID標簽來采集服裝被挑選的數據，再將數據傳輸到數據庫，運用平均移動法對數據庫中的服裝數據進行分析處理，從而得出預測結果，再通過手機App呈現給消費者和服裝生產企業，為消費者和服裝生產企業提供決策支持，總體流程圖如圖2所示。

圖2 總體流程圖

2.2 半有源RFID技術下的數據收集

射頻識別的原理是閱讀器與標簽之間進行非接觸式的數據通信，達到識別目標的目的[12]。本系統所用的半有源RFID電子標簽，是一個集成了有源RFID電子標簽和無源RFID電子標簽的優勢，作為一種特殊的標示物。在平時情況，其處于休眠狀態不工作，不向外界發出RFID信號，只有在其進入低頻激活器的激活信號范圍時，標簽被激活后，才開始工作。所以當有顧客拿起衣物時，產生的信號將標簽激活，激活后用遠距離讀寫器識別讀取信號，并用不同方式傳到SQL Server數據庫[13]，達到數據收集的目的。

2.3 基于時分多址的數據存取

時分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）[14]是一種為實現共享傳輸介質或者網絡的通信技術[15]。因為它允許多個用戶在不同的時間片（時隙）來使用相同的頻率，所以不會有信息重疊或無法識別到的情況。本系統將運用TDMA這個技術來實現將多個標簽中所包含的信號到一個閱讀器的通信分路來進行存取。這樣信息不會變得混亂，每一個信息都可以被閱讀器捕捉到并且可以傳輸到計算機上，讓計算機可以有規律的進行分析和統計。

2.4 移動平均法分析

移動平均法[16]是用一組最近的實際數據值來預測未來一期或幾期內公司產品的需求量、公司產能等的一種常用方法。它的基本思想是：根據時間序列資料、逐項推移，依次計算包含一定項數的序時平均值，以反映長期趨勢的方法。因此，當時間序列的數值由于受周期變動和隨機波動的影響，起伏較大，不易顯示出事件的發展趨勢時，使用移動平均法可以消除這些因素的影響，顯示出時間的發展方向與趨勢（即趨勢線），然后依趨勢線分析預測序列的長期趨勢。該算法的特點是簡單、便于實現，但是該算法有限，移動平均的項數不宜過大。

移動平均法可以分為簡單移動平均和加權移動平均。為了提高預測的準確性，本系統采用加權移動平均法，其原理是：歷史各期服裝的數據信息對預測未來期內的需求量的作用是不一樣的。計算公式為：

其中，F1為預測值；w1為第t1期某服裝的RFID標簽移動數據的權重；w2為第t2期某服裝的RFID標簽移動數據的權重；wn為第tn期某服裝的RFID標簽移動數據的權重，其中w1+w2+…+wn=1；n為預測的時期數；At1是第t1期某服裝的實際值，At2是第t2期某服裝的實際值，An是第tn期某服裝的實際值，即RFID標簽上的實際值（移動次數）。權重可以靈活變動，當數據季節性變化時，權重則也應該是季節性的，如表1某衣服在一月至三月相對四月至六月的實際值較少，在這種情況下，相對應的權重值如表2所示，一月至三月的權重相對四月至六月也相對少一些。根據計算公式計算得出7月份的預測值F1為950。

表1 某服裝歷史數據

表2 權重設置

3 系統軟件實現

3.1 移動端App主要功能

將抽象的算法數據轉化成簡單易懂的結果，通過App界面，直接將計算結果呈現給想要掌握服裝款式流行趨勢的服裝生產企業和消費者[17]，讓消費者在挑選服裝時有參考，也給服裝生產企業以及各大商鋪提供有效決策支持。其中帶有NFC識別的手機可以直接對RFID標簽進行識別，可以省去讀寫器的讀寫標簽的操作，簡化了人們操作，使簡單易學能輕易上手；識別RFID標簽后就會有相應的數據，有需要可以自行查看相關數據。

3.2 移動端App主要界面

移動端App分為預測頁面、動態頁面、消息頁面和我的頁面。預測頁面就是將RFID標簽采集到的數據進行處理分析最終匯總，將服裝流行款式呈現給用戶；動態頁面中可以登錄移動端App發表最近動態；消息頁面中可以進行最基本的社交；在我的頁面中包含了用戶的所有數據，如好友、關注、粉絲、訪客以及客服入口等，移動端App主要頁面如圖3所示。

圖3 移動端App主要界面

3.2.1 預測頁面

預測服裝流行款式[18]是本系統最主要的功能，移動端數據來源由RFID標簽實時傳送。當后臺通過平均移動法計算出預計流行的服裝款式后，將相應的服裝款式的圖片等信息展現在屏幕上，這樣就可以簡單易懂地呈現給用戶。除此之外，在預測頁中會顯示有各式各樣當季的流行款式，比如有外套、毛衣、褲子、裙子、T恤等相應的預測流行款式，用戶點擊圖片即可進入到詳情頁，詳情頁中可以看到對應服裝款式的相關信息，為了能夠方便顧客購買，還可以查找最近的地址。由于現如今是信息時代，還會為忙碌的上班族提供網上淘寶的鏈接，此系統將與淘寶合作并提供大眾線上購買的渠道，以此達到便民便利的目的。

3.2.2 動態頁面

除了最基本能夠預測服裝款式流行趨勢的功能之外，用戶還可以在該系統中發表自己想要分享的動態，同時好友可以看見所發出的動態，每當購買了一件預測中的一件服裝時，用戶可以上傳一些圖片或視頻等給其他用戶一個參考意見，在其動態下其他用戶也可以發表一些評論，提出相應的觀點。如果用戶在系統中發布動態，其他用戶在看到之后，除了可以參考該用戶所購買的服裝，還能對該用戶的近期狀況有相應的一些了解。反之，當其他用戶發布動態的時候，該用戶也能夠看到所發布的內容。其他用戶在動態頁面中發布的動態更能體現出當下流行的服裝款式，給用戶做一個參考。店家則可以發布一些動態，可以吸引更多的用戶前來選購。

3.2.3 消息頁面

在消息頁面中，用戶可以與其他用戶進行互動，分享最新買的服裝，此信息也能夠被記錄在系統當中，系統可以根據該用戶存儲的消息，猜測該用戶喜歡的服裝類型，并向該用戶推送可能喜歡的服裝。消息頁面的主要功能是實現用戶之間互相交流，也可以詢問商家服裝的具體信息。

3.2.4 我的頁面

在我的界面中，包含了許許多多的小功能，店家可以設置自己的店鋪所在位置，方便顧客找地址；用戶可以關注相關的店家、知名博主等；還有邀請好友、設置、我的客服等一些必備功能，讓使用App的用戶可以有最佳的使用感和安全感。在我的頁面中還有一個的功能就是在手機自帶識別NFC的功能下左上角的那個相機可以用來掃RFID標簽，可以直接對相關的某件服裝進行查看數據。

4 結語

傳統的服裝款式預測系統通常只是根據商家的進貨與賣貨的數據或者通過其他問卷調查等方式途徑進行數據分析，不僅浪費人力物力財力還會具有較大誤差，從而到時預測有偏差；而將RFID技術應用于本系統的實時數據采集上，通過自動化數據采集和處理手段，大大降低了這些成本，有效提高了市場效率。對物品可以理解為掛服裝的衣架的擺動以及翻轉的頻率以數字化的形式保存和處理所采集的數據，基于RFID識別讀取速度快的特點，使預測結果滿足用戶的需求，使服裝款式流行趨勢預測結果更加準確并且可以根據服裝上RFID標簽擺動和翻轉的實時變化。因此，該項目基于RFID技術的服裝款式流行趨勢預測系統將會成為當下服裝行業及人們對服裝款式流行全趨勢預測的有利工具。