“一键购”无人购物系统设计

张凤君 杨光 刘俊伯 于航 徐盼盼 廖凌峰

【摘 要】传统的购物模式具有实时性的优点，但随着时代的发展，其缺点不断显现。当消费者需要的商品不具有大众性时，需要跑很多家商店寻找，浪费了很多的时间;每逢佳节时，购物结账拥堵等问题也令消费者十分苦恼。商家对商品的库存和行情把握不及时，必然会出现货物的滞销、挤压等问题，而淡季时店员无所事事又会加大成本压力。基于以上问题，文章设计了“一键购”无人购物系统，该系统集成新兴的无人系统、云货架、物联网、数据库、JAVA SE等技术，运用了嵌入式系统、数据库等知识，制作了由嵌入式货架、智能仓储系统、库存管理系统、购物信息实时反馈系统构成的能够给每个实体店量身打造的全IT化智能管理系统。

【关键词】“一键购”无人购物系统;硬件设计;软件设计

【中图分类号】TP311.52 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）03-0064-02

1 “一键购”无人购物系统工作原理及总体设计

1.1 工作原理

用户进入商场后打开商场APP进行扫码，APP会记录每个用户的信息，同时与数据库端进行通信，数据库端创建一个用户子数据库。当用户选中货架上的某样商品时，只需拿出手机扫描对应货架区域的二维码，数据库将自动存储该物品的信息，并可同时在APP上查看自己的购物记录，如果不想要，则点击APP上的“取消”按钮，即可取消该物品的购买。用户结束购物时点击APP上的“结账”按钮，APP会自动生成一个总额的支付二维码，自动扫描，等待用户验证密码与选择付款模式。用户点击“结账”后，数据库端向智能仓储系统发送信号，智能仓储系统完成对货物的筛选打包工作，最后用户从提货口取走已经打包好的商品，整个购物过程结束。

1.2 总体设计

为了让消费者节省购物时间，为了给商家提供实时的库存信息，“一键购”无人购物系统必须具有独特的硬件和软件设计。方案如下：用两片单片机做中央控制处理器，将二维码识别模块与购物车结合在一起形成智能仓储系统，另一块中央处理器用于与智能仓储系统间的信息传输和搭建APP端服务器。主结构设计图如图1所示。

2 系统硬件设计

智能电子产品属于自动控制的产品，一般由单片机和外围功能模块来控制。“一键购”无人购物系统使用二维码扫描模块采集智能货架上商品的二维码信息，传输给智能仓储系统的主控处理，经过数据处理判断当前货物信息，然后通过网络上传到库存管理系统进行信息同步，继而为购物信息实时反馈系统提供数据显示。由于此项目需要实时显示用户的购物信息，因此必须使用响应快、精度高、低功耗的传感器。

2.1 主控设备设计

我们选用ST公司出品的STM32F429作为微控制器，其整合180 MHz ARM Cortex-M4内核，提供最大2MB闪存，同时该芯片还降低了停止模式的电流消耗，延长了便携应用的电池寿命。STM32F429让智能设备更流畅，因此被广泛应用于电力电子系统方面。

2.2 智能仓储系统设计

二维码扫描模块采用GM65，功耗低，工作电流小于150 mA，一体化设计，体积小;支持TTL232和USB（中文免驱）接口;支持所有通用一维条码及常用二维码，可直接识别手机屏幕。舵机采用S3010数字舵机，为全树脂齿轮，适用于初级电动/油动车模、电动/油动船模、一般固定翼及小型固定翼模型、中级油动/电动30级直升机。通信模块采用ESP8266模块，该芯片使用了3.3 V的直流电源，支持at命令修改参数的at系列rom，体积小，功耗低，支持透传，丢包现象不严重，而且价格较低。

2.3 嵌入式货架设计

采用“H”形钢搭建嵌入式货架。每个商品区采用1.8寸（约4.572 cm）TFT模块显示屏，通过SPI协议与单片机进行数据通信，用于商品信息的显示。

3 系统软件设计

为了能直观地了解用户的购物情况及商场的库存情况，我们开发了用户信息实时反馈系统和商场库存管理系统。用户信息实时反馈系统搭建在一个APP上，用来实时显示用户的购物信息;商场库存管理系统用来显示商家各种货物的库存数量。

3.1 库存管理系统设计

库存管理系统主要用于库存的管理，以货物存入、销售、查询为主要应用并产生相应的处理操作，保持库存信息与实际数据的一致性，系统可以根据库存量决定哪些货物库存不足、哪些货物库存积压。然后，商家可以根据库存信息整理货物或制订新的销售计划，进而提高商家的经济效益。

在处理库存信息时采用hibernate框架。在使用时，它通过操纵对象，使开发更加对象化，而且hibernate是持久层框架，具有业务功能的单线程对象，这些对象可以是普通的javaBean，并且每个javaBean都有自己对应的hbm.xml的配置文件，开发人员不需要自己编写sql语句，方便了开发流程的设计。

3.2 用户信息实时反馈系统设计

信息实时反馈是用户通过jsp页面对数据库中的信息进行增加、修改、删除、查询等操作之后，再将数据库中的信息返回到jsp页面实时显示给用户的过程。采用的技术是ssh框架（struts2 spring hibernate，分为表现层、中间层（业务逻辑层）和持久层（数据访问层）。三层体系将信息反馈、业务处理、数据操作等分开操作，降低了程序的耦合性。用户不直接与数据库交互，而是通过jsp页面与中间层建立连接，再由中间层与数据库库交互，降低了服务器的压力，提高了效率，并且使用jsp使界面友好，方便用户的操作。

4 结语

系统将用户购物信息保存，再与类似物流仓储管理系统进行直接对接。无人购物系统面向性更广，不仅可以用在超市，还可以给其他小成本的用户提供从软件到硬件的全方面定制服务。防盗识别系统使其防盗能力加强，提高了商户使用的安全性，同时能降低成本。该系统给用户和商家带来了极大的便利，我们相信其必将拥有广阔的市场前景。

参 考 文 献

[1]胡泽华.基于STM32F429的嵌入式显示控制系统设计[J].无线互联科技，2016（8）：63-64，74.

[2]穆向陽，杨晓东.实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅲ在STM32F429IGT6上的移植技术和实现[J].电脑知识与技术，2018，14（6）：204-205，211.

[3]李润生，陈万通，王璐杰.无人超市购物装置设计与研究[J].科学技术创新，2018（16）：83-84.

[责任编辑：钟声贤]