新型智能購物車

邢晉 鄒雨桐 張俊豪

摘要：智能購物車是通過便捷高效的一體化購物小車取代傳統購物方式進行服。在購物車底部前端安裝一個藍牙從機，后端安裝兩個藍牙從機。顧客通過手機藍牙主機與自選智能購物車藍牙從機配對，讓購物車跟隨手機自動行走。同時，顧客只需要在手機上安裝App軟件，通過手機直接查看超市商品促銷等信息以及促銷商品的位置;智能購物車主要部分包括：藍牙4.0傳感器、Wifi信號的傳輸與接收系統，金屬檢測系統和驅動系統等組合而成。各個系統相互配合完成所需任務。

關鍵詞：購物車;智能跟蹤;無線通訊;藍牙;

1、簡介

消費者去超市購物通常都是手拎購物籃或者手推購物車，尤其在節假日期間人多擁擠，大量的時間花費在拎東西上，這對消費者來說往往是一種痛苦。這種情況對超市商家來說同樣是一件亟待解決的事情，因為不愉快的購物體驗會導致消費者的抵觸，長此以往會造成客流量的下降甚至超市會員的流失。

因此本智能購物車的人性化設計旨在提高用戶的使用感受，其中包括購物車載人購物功能，智能小跟班功能，自助買單功能、促銷信息推送功能、商品選購引導功能等。可以大大節省購物時間，節省體力，真正讓消費者體驗到智能化生活下超市購物的便利。智能小跟班功能是本項目的一大亮點，跟隨您行走，并為您分憂。當您購買很多商品或大型商品時，購物筐或購物車的重量很沉，智能小跟班在解放您雙手的同時，節省人力、給您帶來舒適方便的購物體驗。智能購物車第二大亮點的載人購物功能，也讓您的購物更加省時省力。休閑、短途代步，方便快捷。本產品的動力是電能，所以也是綠色環保的。自助買單是指消費者在超市購物時，可以在手機客戶端上對所選商品掃碼，掃碼后客戶端會實時展示商品信息，同時自動生成購物清單。商品選購完畢后選擇結算即可通過微信、支付寶、Apple Pay等一鍵支付。信息推送是指當消費者在有興趣的商品貨架前停留時，會收到所在位置附近的商品促銷信息，這種促銷信息展示方式遠遠高效于傳統的促銷傳單。

在大商場消費者經常苦惱于無法快速準確找到自己所需要的商品，這一點對于城市生活的白領階層表現尤為突出，一方面他們追求高效的購物方式，另一方面擔心在網上所購買的商品質量問題，所以一款能夠自主引導消費者購物的智能設備變得格外重要，本款智能購物車的設計正好迎合消費者的需求，前途不可限量，在未來也必將越發體現其重要性。

2、系統方案

設計出實際可行的智能購物車應遵循以下幾個原則：穩定可靠的結構設計;簡潔緊湊的機構布局;相對低的能量消耗;盡可能小的整機重量;盡可能快速響應的穩定性控制;盡可能準確的循跡等（價格及安全方面）;購物車可承受至少100Kg重量;購物車的工作時間要達到12～14個小時，且充電時間要短;購物車要有故障警報功能和緊急制動功能;購物車要準確定位、跟隨、避障。

1）、系統結構

（1）系統硬件設計，購物車采用普通鋼制購物車改裝而來，以保證購物車的耐用性。在機器人底部改裝驅動方式，以實現自動跟隨及避障功能。

（2）結合購物車的硬件結構，進行軟件編程部分的工作。按照購物車的控制特性進行系統主程序的設計，并針對傳感器進行相應的編程。

（3）對購物車的定位跟隨設計。通過手機藍牙主機與購物車前端藍牙從機的配對來判斷所處的位置，進行跟隨。

（4）購物車售貨架避障設計。在購物車底部前端兩側放置的兩個金屬檢測儀，檢測商品金屬架所處的位置。

2）、模塊設計方案

（1）控制模塊設計：主要功能是通過對前方檢測有無障礙物，從而對機器人進行控制。本創新項目采用DSP2000作為核心控制單元。DSP2000是一種具有特殊結構的微處理器。DSP芯片的內部采用程序和數據分開的哈佛結構，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流線操作，提供特殊的DSP指令，可以用來快速地實現各種數字信號處理算法。是一種特別適合進行信號處理運算的微處理器，將模擬信號或我們現實生活中的一些信號轉化為數字信號來進行處理。此外，本創新項目需要采用高精度A/D轉換，使得采集到的電壓值十分精確，從而更好的進行控制。

（2）驅動模塊設計：交流永磁同步（見圖1）電機為主要驅動模塊。永磁同步電機以永磁體提供勵磁，使電動機結構較為簡單，降低了加工和裝配費用，且省去了容易出問題的集電環和電刷，提高了電動機的可靠性;又因無需勵磁電流，沒有勵磁損耗，提高了電動機的效率和功率密度。并且其體積小，節能控制性能高，低噪聲，又容易做成低速直接驅動，對于智能購物車的驅動很適合。

（3）檢測、避障模塊設計：金屬檢測儀應用電磁感原理來探測金屬。所有金屬包括鐵和非鐵都有很高的探測靈敏度。鐵磁類金屬進入探測區域將影響探測區域的磁力線分布，進而影響了固定范圍的磁通。非鐵磁類金屬進入探測區域將產生渦流效應，也會使探測區域的磁場分布發生變化。

（4）藍牙模塊

USB協議的產生，讓個人電腦的外設如雨后春筍般地涌現。同樣，做為智能手機最新開放的低功耗藍牙（BLE）無線應用技術，也有異曲同工之妙。BLE技術給電子產品橋接智能手機提供了可能。相對WIFI，Bluetooth 2.0等無線技術，有著能耗低，連接迅速，通訊距離更遠等優勢，讓智能手機的外圍電子設備有了更開闊的發展前景。

（5）舵機轉向模塊

控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機轉動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的，舵盤轉動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進行反饋，然后控制電路板根據所在位置決定電機轉動的方向和速度，從而達到目標停止。

參考文獻

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基金項目：省級大學生創新創業訓練計劃（項目號202110201083）資助項