引 言

隨著社會經(jīng)濟的不斷增長，人們的消費水平日益提高， 超市作為人們?nèi)粘Ｉ畹谋厝鏊諠u繁華。然而，人們在超市購物中排隊支付及尋找商品花費的時間較多。為了解決顧客購物過程中排隊付款擁堵的問題，設計便攜式智能購物車，該購物車集結(jié)快速結(jié)賬、迅速尋找所購買商品等功能， 使人們享受快捷溫馨的購物體驗[1]。

國內(nèi)市場曾提出基于 RFID 技術的智能購物車，但是由于電子標簽的成本過高，并不適宜在市場上廣泛投入使用 [2]。2008 年，微軟公司推出了一種帶有電子操作系統(tǒng)的購物車， 該購物車不但能夠幫助顧客計算出所選購商品的價格，還可在購物過程中向顧客提供商品的相關信息 [3]。2011 年，韓國SK Telecom 公司推出了一種智能推車，顧客可在購物之前準備好購物清單，并在購物時將購物清單導入智能推車，由智能推車引導顧客購物 [4]。然而，這些智能購物車仍然具有較多局限性，并不能完全實現(xiàn)自助便捷式購物。

1 總體設計方案

本文設計一個以傳統(tǒng)購物車為載體，搭載軟硬件系統(tǒng)的新型智能購物車。該購物車完成智能顯示屏界面初始化后，自動顯示超市近期的打折信息，顧客可通過智能顯示屏查找所需商品的位置并生成路線 ；當顧客將所選商品放入購物車時，智能顯示屏顯示該商品信息，并計入購物車賬單。顧客離開超市時，上位機核實顧客收付款情況，并打印小票供顧客取用 [5]。智能購物車整體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。智能購物車的主要組成部分為 ：集中央處理器與液晶顯示屏于一體的智能顯示屏模塊、條碼掃描系統(tǒng)、壓力傳感器 模塊、上位機結(jié)算模塊。智能顯示屏主要顯示顧客選擇的商 品信息及收付款二維碼 ；條碼掃描系統(tǒng)主要采集顧客所選商品，并與超市信息庫進行匹配，發(fā)送至智能顯示屏顯示 ；壓 力傳感器模塊主要檢測顧客所選商品是否正確放入或取出 ； 上位機結(jié)算模塊主要核實顧客收付款情況，并打印小票。

2 硬件部分

智能購物車硬件原理如圖 2 所示。

2.1 智能顯示屏

為了方便顧客了解所選購商品的價格、生產(chǎn)日期等信息，設置可視化 LED 智能液晶屏模塊 [6]。該模塊分為兩部分 ：一部分位于車把手上方，顧客購買的商品通過條碼掃描系統(tǒng)掃描后，商品的價格與數(shù)目依次顯示在 LED 液晶屏上，供顧客查看 ；另一部分位于車身中部，顯示顧客結(jié)算后消費信息的二維碼，供上位機結(jié)算系統(tǒng)掃描信息、核對賬單。該模塊具備良好的擴展功能，可支持條碼掃描、自助結(jié)算、查看商品信息等各類功能，給人們提供更加智能化、便捷的購物體驗。

2.2 條碼掃描系統(tǒng)

顧客使用條碼掃描系統(tǒng)掃描商品后，條碼掃描系統(tǒng)采集商品信息傳輸至中央處理器，中央處理器將此信息與超市數(shù)據(jù)庫進行匹配，找出與此信息相應的商品，從而在液晶顯示屏上呈現(xiàn)該商品信息以供顧客查看。當商品被第一次掃描時， 產(chǎn)生一個脈沖信號，中央處理器接收后記為 0，記該商品為加入購物車狀態(tài) ；當商品再一次被掃描時，再次產(chǎn)生一個脈沖信號，中央處理器接收后記為 1，記該商品為移出購物車狀態(tài)，依次類推。商品的放入、取出信號主要包含商品質(zhì)量等 [7]，條碼掃描系統(tǒng)工作原理如圖 3 所示。

2.3  壓力傳感器系統(tǒng)

將壓力傳感器安裝在購物車車廂底端，并與報警器連接。當顧客將選好的商品放入購物車時，由于商品質(zhì)量的不同， 購物車底部壓力傳感器發(fā)送至中央處理器不同的電信號，通過 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所接收的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并與條碼掃描系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進行比較。若兩者相等，則智能顯示屏將相應的商品加入購物車計件 ；否則，顯示屏不計件。若顧客在未掃碼的情況下將物品放入購物車，則壓力傳感器發(fā)送的信號無法與條碼掃描系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進行比較，中央處理器連接的警報器報警，提示顧客掃碼，以此防止漏掃， 從而達到防盜的效果。同理，當顧客放棄選中商品時，也應掃碼以將商品移出購物車，達到避免多掃的效果 [8]。

2.4 上位機結(jié)算處理系統(tǒng)

顧客最后結(jié)算后，智能顯示屏終端將顧客的消費信息傳到超市上位機上，同時購物車車身上的電子顯示屏顯示具有消費信息的二維碼，紅外條碼系統(tǒng)（在出口處狹長的通道處且與電子顯示屏位置水平）掃描的信息與上位機信息相同時， 方才允許顧客通過，并在出口處打印小票供用戶使用。上位機結(jié)算模塊主要核實顧客收付款情況，并打印小票。

3 軟件系統(tǒng)

軟件設計流程如圖 4 所示，智能購物車的軟件部分主要包括系統(tǒng)界面初始化程序、購物界面程序、條碼識別程序、數(shù)據(jù)庫匹配查詢程序等模塊 [9]。顧客打開智能顯示屏主菜單后，主要有折扣內(nèi)容、查詢商品位置及條碼掃描系統(tǒng)三個板塊。當顧客將商品條形碼對準條碼掃描系統(tǒng)時，條碼掃描器采集顧客所選商品并與超市信息庫進行匹配，發(fā)送至智能顯示屏顯示該商品信息。同時，壓力傳感器系統(tǒng)可高效保護超市的利益不受損害。當顧客需要付款時，點擊結(jié)算賬單即可實現(xiàn)簡單快捷的一鍵式交賬 [10]。上位機核對購物信息，打印小票。整個購物過程清晰、簡單易懂，從而緩解超市購物壓力，提高顧客購物幸福感 [11]。

4 結(jié) 語

本文提出一種新型便攜式超市智能購物車，未來還可增加支持人臉識別付款、智能介紹超市產(chǎn)品及必要信息、購物車跟隨消費者移動等功能，使購物變成一種享受，并給超市帶來可觀收益。