基于物联网技术的智能超市的设计

赵功名

引言：在超市中运用物联网技术，使管理人员可以方便快捷的更新商品的售价、促销信息，查看商品的生产日期和存货情况；为顾客实现智能导航，并实时获取所在位置附近商品的促销信息，让顾客不再为寻找商品和排队结账而烦恼，真正实现无人化导购智能超市模式。

一、绪论

随着社会的发展，超市购物已经成为人们日常生活中的一部分。然而，超市占地面积庞大、商品种类繁多，给人们选购商品带来了一定的麻烦，人们可能会花大量的时间去寻找商品、从同类商品中选择适合自己的那款，同时在超市结账时，排队等待也需要花大量的时间。在另一方面，对超市管理人员来说，超市种类繁多的商品需要时常进行商量价格和促销信息的更新，需要定期检查商品是否过期，商品是否缺货，这也是一项复杂而费时的工程。

在这种现状下，借助于近年来兴起的物联网技术，运用区域导航装置和智能导购系统，可以实现智能超市构想，方便超市管理人员的商品管理以及顾客的购物。

二、智能超市设计构想

本设计包括智能导购车、商品电子标签、后台数据管理系统、无线定位系统。商品管理人员可以通过后台数据管理系统把商品信息通过无线传输写入每类商品的电子标签里面，并可以方便快捷的实时查看、更新、管理电子标签内容。当顾客推动导购车开始购物时，顾客可以在导购车的显示屏上输入自己想寻找的商品，导购车会根据无线定位系统获取当前所在位置，并智能导航引导顾客前往商品所在区域，顾客在商场行走时，导购车能够根据无线定位系统获取当前位置，并将数据存储模块中此区域的相应促销消息显示至显示屏，方便顾客查看。在购物过程中，顾客只需要将商品的电子便签对准导购车上的扫描处，即可扫描出此商品的详细信息并在显示屏上显示出来，方便顾客了解商品详情；当顾客想购买此商品时，将商品放入导购车内，导购车内部的条形码检测装置会检测到车内的条形码（由于电子标签成本较高，故每类商品只有一个样品贴有电子标签，用于展示非销售），从而自动获取导购车内部的商品清单和价格，在结账时无需收银员逐件商品扫码，节省了顾客排队等待结账的时间和收银员的工作量。

三、智能超市系统设计

1.商品电子标签

商品电子标签即RFID射频标签，包含内置天线，用于和射频天线间进行通信。后台数据管理系统可以运用相应指令通过无线射频传输技术将相应的商品信息写入到商品电子标签中，实现商品信息的实时更新。由于电子标签成本较高，故每种商品只有一件用于陈列展示的样品贴有电子标签（可以采用商品仿真模型而非实物），并在显著位置注明此为样品，方便顾客找到并进行电子标签的扫描。当顾客将电子标签对准导购车扫描口时，导购车内部的数据存储模块将相应的商品信息显示至显示屏，方便顾客了解商品详情。

2.无线定位系统

在智能导购车上配置超声波定位系统，其具有指向性强、能量消耗慢、对人体无害等优点。定位系统主要基于声波在空气中传播速度相对恒定的特性，根据声波到达的时间长短来确定物体距离。具体实现方法是在超市顶棚固定位置安装超声波发送模块，导购车上的超声波接收模块接收到声波后，根据声波信号的传输时间和内容来计算购物车与顶棚超声波发射模块的相对位置，通过三边测量算法来估算出导购车的区域位置。此定位技术成本低、结构简单、功能可靠，合适室内物体的定位。

3.后台数据库管理系统

后台数据库管理系统是工作人员进行信息管理、发布的平台，是智能超市的核心。当超市购入新商品种类时，给新商品贴上一个电子标签，工作人员通过后台数据管理系统录入此商品的详细信息，并通过无线射频传输技术写入到相应的电子标签里，并可以在物品价格变化或者促销消息变化时随时跟新电子标签内的信息。此外，数据库管理系统还提供了多种查询方式，方便管理人员了解商品的生产日期、存货数量等消息，为进货、促销提供一些数据参考。

4.智能导购车

智能导购车是整个智能超市购物的核心，是顾客获取商品信息、导航信息、促销信息的窗口。它的设计模块主要分为：中央控制器、无线定位模块、数据存储模块、电子标签扫描模块、智能结算模块、LCD显示模块。

中央控制器是智能导购车的控制中心，可以采用基于ARM Cortex-M3 内核的低功耗高效芯片 STM32F103VBT6 为核心。

无线定位模块用来接收顶棚超声波发射模块发出的超声波，并且把接收到的几个超声波信号处理后送给stm32处理器，通过内置算法来估算出导购车当前位置，从而达到定位的效果。

数据存储模块可以由SD卡存储模块完成，内部存有各类商品的详细信息以及优惠信息，并且可以通过后台数据库管理系统进行数据的更新。

电子标签扫描模块用来进行商品电子标签的扫描，识别出商品类型，并报告中央处理器，使之驱动LCD显示屏显示出相应的商品详情。

智能结算模块可以完成对购物车内部商品的扫描，智能判断购物车内部商品的数量、种类、并计算出价格，报告中央处理器，使之驱动LCD显示屏显示出货物清单。

四、结束语

智能超市的设想很美好，充满物联网智能化的气息，但就目前来说，物联网技术仍处于起步阶段，电子标签、显示屏等的价格仍然较为昂贵，通过射频天线实现全部电子标签的实时更新仍然困难，全自动扫描计价设备的准确率仍难以达到百分之百的精确，这些都是制约智能超市发展的障碍，但是相信只要有创新想法，随着物联网相关技术的发展，技术将不会是制约智能超市的发展瓶颈，智能超市市场化终会实现。

参考文献

[1]梁广俊，李贵，发明专利——智能购物车，申请号：201310171909.9.

[2]黄哗华.智能超市导购系统中运用物联网的创新实践.福建电脑，2012.

[3]罗回彬，陈彬，基于RFID的智能超市的设计与实现，数字技术与应用，2011.

[4]李超，智能超市导购系统的设计与实现，科技风，2013.