张凤君　刘俊伯　于航　徐盼盼　廖凌峰　陈梦月

【摘要】在超市结账，特别是大型超市里最头疼的问题就是排队结账，尤其是在节假日期间，排队半个小时、一个小时都是十分常见的现象。虽然各种移动支付模式如雨后春笋般快速涌现，但对于用户“购物难”这个问题并没有得到明显的缓解。针对以上问题，我们小组提出了一种由电子货架，数据库仓储系统，购物信息在线显示系统构成的新型无人购物系统。

【关键词】一键购 无人购物 系统设计

一、“一键购”无人购物系统工作原理及总体设计

（一）工作原理

顾客初次进入商场需下载购物APP，打开APP登录进入购物模式，顾客可以在电子货架上查看各种商品，如有自己心仪的商品，直接用APP扫描电子货柜上对应物品的二维码，就可以将二维码的信息传递给数据库仓储系统，并实时的显示在手机APP上。当顾客购物完成后，只需要点一下手机APP上的“付款”按键，经用户确认付款信息后，APP将与银行系统进行对接，实施用户付款操作。同时数据库仓储系统的机械臂会自动的对顾客已选的商品进行挑选和打包，最后将购物袋递给顾客，整个购物流程结束。

（二）总体设计

我们的“一键购”无人购物系统由电子货架，数据库仓储系统，购物信息在线显示系统组成。

电子货架方面采用K60+HMI串口屏组合，K60100MHZ的主频将为系统提高更快的反应速度;HMI串口屏开发方便快速有效。

数据库仓储系统采用STM32F429作为仓储系统的主控，用于将用户的购物信息保存下来，并驱动机械臂进行对货物的挑选和打包。

购物信息在线显示系统由java语言编写，用于实时反馈顾客的购物信息。总体结构如图1所示。

二、局部结构设计方案

（一）主控设备设计

主控方面我们选取恩智浦公司出品的MK60DN512ZVLQ10，其100MHZ的主频可为系统提供更快反应速度;其自带的IEEE 1588 以太网更方便各个系统之间的组网;全速和高速USB大大加快了主控获取数据的速度。

（二）电子货架系统设计

电子货架采用钢制材料搭建。商品区每个窗口采用2.8寸HMI串口屏，通过USART协议与数据库仓储系统进行通信。串口屏将由数据库仓储系统自动生成的二维码实时的显示在屏幕上，以便用户购物时进行商品的选取。

（三）数据库仓储系统设计

舵机采用S-D5数字舵机，此款舵机为低压定制舵机，工作电压只能在5.5V以下，有堵转保护功能，堵转3秒后会降电压，来保证机械臂不会被损坏。

通信方面采用Zigbee技术，主要用于距离短、功耗低且传输速度不高的各种电子设备之间的通信，非常适合该系统的组建。

本系统采用了ssh框架，在编写代码的时候，提高了代码的复用性，减少了代码的冗余，便于后期的维护。

通过struts2框架实了对表现层的控制，在jsp页面实时的显示相应的数据，并且通过拦截器和过滤器实现了商家登录和用户付款的验证以及拦截各种功能的路径，执行相应的方法。通过与后台的spring和hibernate的交互，将数据显示在jsp页面上。

通过spring框架实现了对各种业务的处理，对商家实现了对货物的处理，增加新商品和修改商品的各种信息，删除过期商品并且还可以查看每月的利润等功能;对顾客实现了通过扫码将商品信息加入购物车，从购物车中删除不想要的商品，并且实时的显示购物的总价格。

通过hibernate框架实现了持久化，接收需要作出变换的参数与javaBean结合，通过对对象的操作与hql语句的结合，对数据作出相应的改变，并且将改变的数据返回。

用户点击APP上“结账”按钮后，由后台数据库向仓储系统传入用户所购买的商品编码，并由嵌入式设备开始自动挑选和打包。图2为数据库仓储系统设计。

（四）购物信息在线显示系统设计

界面显示部分重点采用Html中Table表格提供给用户以简洁明了的方式对商品进行选择，提供用户超市商品的样式，名字，单价等等，并支持手动输入购买数量。提供底部显示总购买金额，并结合后台数据库显示其购买历史记录，方便用户核对钱款的用途和购买过的商品数量。界面优化部分采用CSS技术，对整体页面布局和字体进行优化。

四、创新点与特色

巧妙的解决了用户购物后排队结账的问题，同时其新颖的购物模式对网购行业产生着巨大的冲击，在网购之战打的如火如荼时，一遍又一遍曝光的假货、粗制滥造品，无一不使消费者的信任出现危机，同时，也在一定程度上扼制了网购、电商方式的发展。其问题在于消费者与商品之间并非如传统购物方式一般使二者之间零距离，对于任意商品的生产日期、保质日期、具体品质有直观的感受和把握，依赖于快递物流行业的商品传输模式也使得其退換十分麻烦，相比之下，我们的“一键购”无人购物系统对市场有着更大的冲击力。

五、结语

通过对市场的调研，发现实体店购物的痛点，并且利用手机app的这波浪潮，我们完成了“一键购”无人购物系统，一定程度上解决了用户的痛点，并运用所学的技能解决了这一问题，提高了团队的能力。通过手机app的方式，给用户带来了方便，为商家带来了利益，这是我们的发展方向;我们相信，该系统必将拥有强大的市场前景。

参考文献：

[1]胡泽华. 基于STM32F429的嵌入式显示控制系统设计[J].无线互联科技，2016（08）：63-64+74.

[2]穆向阳，杨晓东.实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅲ在STM32F429IGT6上的移植技术和实现[J].电脑知识与技术，2018，14（06）：204-205+211.

[3]李润生，陈万通，王璐杰. 无人超市购物装置设计与研究[J].科学技术创新，2018（16）：83-84

作者简介：张凤君（1978.8-），男，吉林省吉林市人，讲师，硕士研究生，研究方向：计算机应用技术。刘俊伯（1997.11-），男，吉林人，本科，单位：北华大学计算机科学技术学院。