“一鍵購”無人購物系統設計

張鳳君 楊光 劉俊伯 于航 徐盼盼 廖凌峰

【摘 要】傳統的購物模式具有實時性的優點，但隨著時代的發展，其缺點不斷顯現。當消費者需要的商品不具有大眾性時，需要跑很多家商店尋找，浪費了很多的時間;每逢佳節時，購物結賬擁堵等問題也令消費者十分苦惱。商家對商品的庫存和行情把握不及時，必然會出現貨物的滯銷、擠壓等問題，而淡季時店員無所事事又會加大成本壓力。基于以上問題，文章設計了“一鍵購”無人購物系統，該系統集成新興的無人系統、云貨架、物聯網、數據庫、JAVA SE等技術，運用了嵌入式系統、數據庫等知識，制作了由嵌入式貨架、智能倉儲系統、庫存管理系統、購物信息實時反饋系統構成的能夠給每個實體店量身打造的全IT化智能管理系統。

【關鍵詞】“一鍵購”無人購物系統;硬件設計;軟件設計

【中圖分類號】TP311.52 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）03-0064-02

1 “一鍵購”無人購物系統工作原理及總體設計

1.1 工作原理

用戶進入商場后打開商場APP進行掃碼，APP會記錄每個用戶的信息，同時與數據庫端進行通信，數據庫端創建一個用戶子數據庫。當用戶選中貨架上的某樣商品時，只需拿出手機掃描對應貨架區域的二維碼，數據庫將自動存儲該物品的信息，并可同時在APP上查看自己的購物記錄，如果不想要，則點擊APP上的“取消”按鈕，即可取消該物品的購買。用戶結束購物時點擊APP上的“結賬”按鈕，APP會自動生成一個總額的支付二維碼，自動掃描，等待用戶驗證密碼與選擇付款模式。用戶點擊“結賬”后，數據庫端向智能倉儲系統發送信號，智能倉儲系統完成對貨物的篩選打包工作，最后用戶從提貨口取走已經打包好的商品，整個購物過程結束。

1.2 總體設計

為了讓消費者節省購物時間，為了給商家提供實時的庫存信息，“一鍵購”無人購物系統必須具有獨特的硬件和軟件設計。方案如下：用兩片單片機做中央控制處理器，將二維碼識別模塊與購物車結合在一起形成智能倉儲系統，另一塊中央處理器用于與智能倉儲系統間的信息傳輸和搭建APP端服務器。主結構設計圖如圖1所示。

2 系統硬件設計

智能電子產品屬于自動控制的產品，一般由單片機和外圍功能模塊來控制。“一鍵購”無人購物系統使用二維碼掃描模塊采集智能貨架上商品的二維碼信息，傳輸給智能倉儲系統的主控處理，經過數據處理判斷當前貨物信息，然后通過網絡上傳到庫存管理系統進行信息同步，繼而為購物信息實時反饋系統提供數據顯示。由于此項目需要實時顯示用戶的購物信息，因此必須使用響應快、精度高、低功耗的傳感器。

2.1 主控設備設計

我們選用ST公司出品的STM32F429作為微控制器，其整合180 MHz ARM Cortex-M4內核，提供最大2MB閃存，同時該芯片還降低了停止模式的電流消耗，延長了便攜應用的電池壽命。STM32F429讓智能設備更流暢，因此被廣泛應用于電力電子系統方面。

2.2 智能倉儲系統設計

二維碼掃描模塊采用GM65，功耗低，工作電流小于150 mA，一體化設計，體積小;支持TTL232和USB（中文免驅）接口;支持所有通用一維條碼及常用二維碼，可直接識別手機屏幕。舵機采用S3010數字舵機，為全樹脂齒輪，適用于初級電動/油動車模、電動/油動船模、一般固定翼及小型固定翼模型、中級油動/電動30級直升機。通信模塊采用ESP8266模塊，該芯片使用了3.3 V的直流電源，支持at命令修改參數的at系列rom，體積小，功耗低，支持透傳，丟包現象不嚴重，而且價格較低。

2.3 嵌入式貨架設計

采用“H”形鋼搭建嵌入式貨架。每個商品區采用1.8寸（約4.572 cm）TFT模塊顯示屏，通過SPI協議與單片機進行數據通信，用于商品信息的顯示。

3 系統軟件設計

為了能直觀地了解用戶的購物情況及商場的庫存情況，我們開發了用戶信息實時反饋系統和商場庫存管理系統。用戶信息實時反饋系統搭建在一個APP上，用來實時顯示用戶的購物信息;商場庫存管理系統用來顯示商家各種貨物的庫存數量。

3.1 庫存管理系統設計

庫存管理系統主要用于庫存的管理，以貨物存入、銷售、查詢為主要應用并產生相應的處理操作，保持庫存信息與實際數據的一致性，系統可以根據庫存量決定哪些貨物庫存不足、哪些貨物庫存積壓。然后，商家可以根據庫存信息整理貨物或制訂新的銷售計劃，進而提高商家的經濟效益。

在處理庫存信息時采用hibernate框架。在使用時，它通過操縱對象，使開發更加對象化，而且hibernate是持久層框架，具有業務功能的單線程對象，這些對象可以是普通的javaBean，并且每個javaBean都有自己對應的hbm.xml的配置文件，開發人員不需要自己編寫sql語句，方便了開發流程的設計。

3.2 用戶信息實時反饋系統設計

信息實時反饋是用戶通過jsp頁面對數據庫中的信息進行增加、修改、刪除、查詢等操作之后，再將數據庫中的信息返回到jsp頁面實時顯示給用戶的過程。采用的技術是ssh框架（struts2 spring hibernate，分為表現層、中間層（業務邏輯層）和持久層（數據訪問層）。三層體系將信息反饋、業務處理、數據操作等分開操作，降低了程序的耦合性。用戶不直接與數據庫交互，而是通過jsp頁面與中間層建立連接，再由中間層與數據庫庫交互，降低了服務器的壓力，提高了效率，并且使用jsp使界面友好，方便用戶的操作。

4 結語

系統將用戶購物信息保存，再與類似物流倉儲管理系統進行直接對接。無人購物系統面向性更廣，不僅可以用在超市，還可以給其他小成本的用戶提供從軟件到硬件的全方面定制服務。防盜識別系統使其防盜能力加強，提高了商戶使用的安全性，同時能降低成本。該系統給用戶和商家帶來了極大的便利，我們相信其必將擁有廣闊的市場前景。

參 考 文 獻

[1]胡澤華.基于STM32F429的嵌入式顯示控制系統設計[J].無線互聯科技，2016（8）：63-64，74.

[2]穆向陽，楊曉東.實時嵌入式操作系統μC/OS-Ⅲ在STM32F429IGT6上的移植技術和實現[J].電腦知識與技術，2018，14（6）：204-205，211.

[3]李潤生，陳萬通，王璐杰.無人超市購物裝置設計與研究[J].科學技術創新，2018（16）：83-84.

[責任編輯：鐘聲賢]