基于單片機的智能購物車系統設計

王巖　張建新

【摘 要】本文對傳統的購物車進行進一步改造，把掃描商品這個任務分攤到顧客購物過程中，以單片機為中心，設計出一個可以自助結算，無線傳輸的電路，使得購物車智能化，同時節省了消費者排隊付賬的時間，增加了購物的樂趣，也為商家節省了運營成本，一舉多得。設計一個基于AT89C51單片機的智能購物車結算電路，具有條碼掃描計價和無線數據傳輸的功能。

【關鍵詞】智能；購物車；自助結算

【Abstract】this article to further reform of the traditional shopping cart， scanning the task allocation to customers shopping process， with the single chip processor as the center， can design a self-help settlement， wireless transmission circuit， makes the intelligent shopping cart， saves time of customers line up to pay bills at the same time， increase the fun of shopping， saving operating costs for businesses， fully staffed. To design a smart shopping cart and settlement of circuit based on AT89C51， the pricing and the function of wireless data transmission with bar code scanning.

【Key words】Intelligence； Shopping cart； Self-service and settlement

0 引言

中國是個人口大國，隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，人們的購物需求也逐漸增長，貨物的流通加快，雖然經過近幾年互聯網的發展，超市還是暫時不可取代的，超市的經營模式已經深入人心。下班時間、節假日或超市促銷活動時成為了超市購物的高峰期，此時收銀臺必定會出現排隊長龍，即使所有收銀臺開放也無法明顯緩解付款時的壓力。有些顧客即使購買很少量的商品也需要等上很長時間，怨言不斷。為了解決付款排隊等待時間過長的問題，智能購物車是一個不錯的選擇。

目前智能購物車的研究已經有一些，在《基于STC89C516的超市智能購物車的研發》一文，在購物車上裝設一套單片機設備，顧客設備上查詢商品信息，根據查詢出的商品信息，可以讓顧客更方便的找到自己想要購買的商品[1]。如果顧客決定購買商品，使用設備中配備的條形碼識讀器對商品掃描，同時價格顯示在顯示屏上。顧客購物結束之后，可以通過無線設備將清單發送到收銀臺的電腦上，當顧客決定付款時，直接到收銀臺付款即可。《基于條碼識別技術的智能購物車設計》一文，作者采用Microchip公司的PIC16f877型號的單片機，配有條形掃描儀、液晶觸摸屏、無線數傳模塊、磁卡讀寫器、EAS系統（解碼器）等裝置[2]，軟件設計則采用模塊化設計的思路，包括系統初始化程序、價格查詢程序、軟標簽解碼程序、讀卡結算程序和收發模塊程序。《基于單片機的紅外遙控智能小車的設計》，該文主要從推廣、市場方向分析智能小車應用需要考慮的很多問題[3]。有關于智能購物小車的其他方面的文獻，研究設計的發明成果需與工業的發展和人們生活緊密聯系，最終這些發明成果能否在生活中推廣，需要經過市場的檢驗[4-7]。

1 硬件設計

為了實現智能小車的功能，采用分塊的設計思路，由中央信息處理系統、輸入與顯示系統等組成[8-9]。AT89C51單片是整個系統核心部件，是控制中樞，和數據處理中心。無線通信模塊實現對掃碼后所得數據進行傳輸的功能。顯示屏可以顯示商品信息，供人們瀏覽。作者讓自己的智能小車具有導航、促銷這些人性化的設計。以單片機為中心的購物車控制方案如圖1所示。采用MCU技術，單片機作為主控器，利用帶字庫的12864圖形點陣液晶屏作為顯示電路，采用外部晶振作為時鐘脈沖，通過按鍵可以進行輸入。

AT89C51是能耗低，性能很高的8位單片機，他的只讀存儲器的容量是4k bytes，可以反復擦寫，MCS-51的指令系統可以在AT89C51單片機上運行，內置的8位中央處理器以及flash存儲單元，功能非常強大，可運用在各種控制領域。

在單片機系統里都存在晶振電路，晶振作用在單片機系統的運行中非常大，他結合單片機內部電路產生單片機所需的時鐘頻率，晶振所提供的時鐘頻率越高，則單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。

單片機內部存在一個高增益、反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容。這樣就構成一個穩定的自激振蕩器。振蕩電路脈沖經過二分頻后作為系統的時鐘信號，再在二分頻的基礎上三分頻產生ALE信號，此時得到的信號是機器周期信號。

在液晶顯示電路的設計中，我采用了不帶字庫的AMPIRE128*64圖形點陣液晶顯示模塊作為人機交互的界面。液晶屏為側部高亮白色LCD，功耗僅為普通LED的1/5—1/10，功耗比較低，節能環保。憑借此電路靈巧的端口模式和簡潔、便捷的操作命令，能夠形成一個全為中文的人機交流的界面。供電的電源電壓很低（VDD：+3.0～～+5.5V），并且無需片選信號，簡化軟件設計，在同類型的液晶顯示模塊中可以稱得上是性價比很高者了。能夠展示4*8行16*16的點陣漢字，同樣能完成圖形的展示。整個液晶顯示屏分左、右兩個半屏，每個半屏有8頁，每頁有8行，這里需要注意的是數據是豎行排列。液晶屏顯示一個漢字要16*16點，需要占用兩頁。全屏有128*64個點，故可顯示32個中文漢字。每兩頁顯示一行漢字，可顯示4行漢字，每行8個漢字。而液晶屏顯示數據需要16*8個點，顯示數據可以顯示64個。

在無線數據傳輸電路的設計中，我采用的是JZ863型微功率數傳模塊。JZ863數傳模塊是高度集成的微功率無線數傳模塊，運用TI高性能射頻芯片。該無線模塊提供8個頻道，并配備有專業的設置軟件，人們 可很方便的進行參數設定，模塊傳輸的方式是透明的，傳輸數據的大小沒有設置。模塊體積小，方便使用。無線模塊與PC機連接示意圖。

2 軟件設計

設計中鍵盤電路用到了八個P1引腳，液晶顯示器電路用到了P0和部分P2引腳，P3.0和P3.1引腳則與無線收發模塊相連接，作為數據的輸入輸出接口。

主程序流程框圖如圖2所示。

3 仿真與調試

Proteus軟件是由英國Lab Center Electronics公司出版的一個EDA工具軟件。Proteus不但有著別的EDA工具軟件的所具有的仿真功能，而且還可以對單片機和外圍器件進行仿真。在程序編譯方面，Proteus支持Keil和MATLAB等多種編譯器。

4 總結

國內現有超市手推車只實現容器功能，并且不能完成貨物量的統計查找功能，造成了大量的人力物力和資源時間的浪費。 本系統將單片機技術、信息處理、傳感器技術、無線通信技術，對傳統超市購物車進行改進。 顧客可以通過觸摸顯示屏在超市入口處設定需要購買的商品， 系統會在觸摸顯示屏上顯示最快捷的購物路線； 商家可以在超市的中央控制系統設定某商品的最新促銷活動內容，當顧客通過此設定商品時，觸摸顯示屏會自動播報視頻圖像及語音內容；當顧客結帳時，不需要對所購商品逐一掃描，而是一鍵式付款。 于此同時，還可以在系統中顯示或者語音播報單個商品的價格、生產日期、生產廠家等信息。

【參考文獻】

[1]張喆.基于STC89C516的超市智能購物車研發[J].自動化技術與應用.2009，28 （6）：94-96.

[2]劉兵，劉小朋，曾翔亮.基于條碼識別技術的智能購物車設計[J].森林程，2012，11.

[3]趙海蘭.基于單片機的紅外遙控智能小車的設計[J].無線互聯科技，2011，03.

[4]鄭波.開發自助掃描結賬系統提高超市運營效率[J].商場現代化，2008（546）.

[5]蘇晨.智能購物車將簡化顧客購物流程[J].中國防偽報道，2008（01）.

[6]阿瑟加.美國超市，高科技購物吸引顧客[J].大眾商務，2010（06）.

[7]李翠芝，申婷婷.超市結賬方式的系統研究[J].電子商務，2010（6）.

[8]朱兆優，陳堅，鄧文娟.單片機原理與應用[M].北京：電子工業出版社，2012，7.

[9]張俊謨.單片機中級教程[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006.

[責任編輯：朱麗娜]