胡锦静 左睿 张向向 王宪菊 安成帅

摘 要：针对现有智能购物车系统存在造价过高、市场认可度不高、难以形成市场产业化等问题，重新设计一种新型智能购物车系统。通过压力传感器、条码识别技术、智能显示屏实现集超市商品查询、选购、结算、打印小票等功能于一体的新型智能购物车的设计，有效缓解超市排队付款拥堵等问题，从而降低超市成本，提高顾客的购物体验与幸福指数。

关键词：智能购物车;成本;压力传感器;条码识别;智能显示屏;购物体验

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：2095-1302（2019）10-00-02

0 引 言

随着社会经济的不断增长，人们的消费水平日益提高，超市作为人们日常生活的必去场所日渐繁华。然而，人们在超市购物中排队支付及寻找商品花费的时间较多。为了解决顾客购物过程中排队付款拥堵的问题，设计便携式智能购物车，该购物车集结快速结账、迅速寻找所购买商品等功能，使人们享受快捷温馨的购物体验[1]。

国内市场曾提出基于RFID技术的智能购物车，但是由于电子标签的成本过高，并不适宜在市场上广泛投入使用[2]。2008年，微软公司推出了一种带有电子操作系统的购物车，该购物车不但能够帮助顾客计算出所选购商品的价格，还可在购物过程中向顾客提供商品的相关信息[3]。2011年，韩国SK Telecom公司推出了一种智能推车，顾客可在购物之前准备好购物清单，并在购物时将购物清单导入智能推车，由智能推车引导顾客购物[4]。然而，这些智能购物车仍然具有较多局限性，并不能完全实现自助便捷式购物。

1 总体设计方案

本文设计一个以传统购物车为载体，搭载软硬件系统的新型智能购物车。该购物车完成智能显示屏界面初始化后，自动显示超市近期的打折信息，顾客可通过智能显示屏查找所需商品的位置并生成路线;当顾客将所选商品放入购物车时，智能显示屏显示该商品信息，并计入购物车账单。顾客离开超市时，上位机核实顾客收付款情况，并打印小票供顾客取用[5]。智能购物车整体结构如图1所示。

智能购物车的主要组成部分为：集中央处理器与液晶显示屏于一体的智能显示屏模块、条码扫描系统、压力传感器模块、上位机结算模块。智能显示屏主要显示顾客选择的商品信息及收付款二维码;条码扫描系统主要采集顾客所选商品，并与超市信息库进行匹配，发送至智能显示屏显示;压力传感器模块主要检测顾客所选商品是否正确放入或取出;上位机结算模块主要核实顾客收付款情况，并打印小票。

2 硬件部分

智能购物车硬件原理如图2所示。

2.1 智能显示屏

为了方便顾客了解所选购商品的价格、生产日期等信息，设置可视化LED智能液晶屏模块[6]。该模块分为两部分：一部分位于车把手上方，顾客购买的商品通过条码扫描系统扫描后，商品的价格与数目依次显示在LED液晶屏上，供顾客查看;另一部分位于车身中部，显示顾客结算后消费信息的二维码，供上位机结算系统扫描信息、核对账单。该模块具备良好的扩展功能，可支持条码扫描、自助结算、查看商品信息等各类功能，给人们提供更加智能化、便捷的购物体验。

2.2 条码扫描系统

顾客使用条码扫描系统扫描商品后，条码扫描系统采集商品信息传输至中央处理器，中央处理器将此信息与超市数据库进行匹配，找出与此信息相应的商品，从而在液晶显示屏上呈现该商品信息以供顾客查看。当商品被第一次扫描时，产生一个脉冲信号，中央处理器接收后记为0，记该商品为加入购物车状态;当商品再一次被扫描时，再次产生一个脉冲信号，中央处理器接收后记为1，记该商品为移出购物车状态，依次类推。商品的放入、取出信号主要包含商品质量等[7]，条码扫描系统工作原理如图3所示。

2.3 压力传感器系统

将压力传感器安装在购物车车厢底端，并与报警器连接。当顾客将选好的商品放入购物车时，由于商品质量的不同，购物车底部压力传感器发送至中央处理器不同的电信号，通过A/D模数转换模块将所接收的电信号转换为数字量，并与条码扫描系统采集到的数据进行比较。若两者相等，则智能显示屏将相应的商品加入购物车计件;否则，显示屏不计件。若顾客在未扫码的情况下将物品放入购物车，则压力传感器发送的信号无法与条码扫描系统采集到的数据进行比较，中央处理器连接的警报器报警，提示顾客扫码，以此防止漏扫，从而达到防盗的效果。同理，当顾客放弃选中商品时，也应扫码以将商品移出购物车，达到避免多扫的效果[8]。

2.4 上位机结算处理系统

顾客最后结算后，智能显示屏终端将顾客的消费信息传到超市上位机上，同时购物车车身上的电子显示屏显示具有消费信息的二维码，红外条码系统（在出口处狭长的通道处且与电子显示屏位置水平）扫描的信息与上位机信息相同时，方才允许顾客通过，并在出口处打印小票供用户使用。上位机结算模块主要核实顾客收付款情况，并打印小票。

3 软件系统

软件设计流程如图4所示，智能购物车的软件部分主要包括系统界面初始化程序、购物界面程序、条码识别程序、数据库匹配查询程序等模块[9]。顾客打开智能显示屏主菜单后，主要有折扣内容、查询商品位置及条码扫描系统三个板块。当顾客将商品条形码对准条码扫描系统时，条码扫描器采集顾客所选商品并与超市信息库进行匹配，发送至智能显示屏显示该商品信息。同时，压力传感器系统可高效保护超市的利益不受损害。当顾客需要付款时，点击结算账单即可实现简单快捷的一键式交账[10]。上位机核对购物信息，打印小票。整个购物过程清晰、简单易懂，从而缓解超市购物压力，提高顾客购物幸福感[11]。

4 结 语

本文提出一种新型便携式超市智能购物车，未来还可增加支持人脸识别付款、智能介绍超市产品及必要信息、购物车跟隨消费者移动等功能，使购物变成一种享受，并给超市带来可观收益。

参 考 文 献

[1]杨佳，王英志.基于STM32F103单片机的智能购物车系统设计[J].科技视界，2013（24）：26-27.

[2]陈净娟.从顾客损失角度研究某大型超市的现行结算方式[D].长春：吉林大学，2011.

[3]何珊.微软研发出智能购物车：算账促销二合一[N].新华每日电讯，2008-01-18（007）.

[4]李根，朱其祥.基于RFID技术的智能购物车系统设计[J].赤峰学院学报（自然科学版），2017，33（5）：19-21.

[5]赵银银，栗杰，孙海宁.超市智能结账购物车[J].计算机产品与流通，2017（8）：245.

[6]成雷，郑云天，李月华，等.基于STM32的超市智能购物车[J].电子世界，2017（23）：110-112.

[7]王亚丽，陈雨，宋峻瑶，等.超市智能购物车的设计[J].电子技术与软件工程，2018（3）：62-63.

[8]李璇，邵高鋆，李丽.基于树莓派和条码识别的智能购物车设计[J].电子技术与软件工程，2017（14）：135-136.

[9]吴海昕，吴新垣.人机交互系统软件设计[J].微型机与应用，1999（6）：8-9，40.

[10]沈新荣.一种超市购物系统：CN202205236U[P].2012-04-25.