邢晋 邹雨桐 张俊豪

摘要：智能购物车是通过便捷高效的一体化购物小车取代传统购物方式进行服。在购物车底部前端安装一个蓝牙从机，后端安装两个蓝牙从机。顾客通过手机蓝牙主机与自选智能购物车蓝牙从机配对，让购物车跟随手机自动行走。同时，顾客只需要在手机上安装App软件，通过手机直接查看超市商品促销等信息以及促销商品的位置;智能购物车主要部分包括：蓝牙4.0传感器、Wifi信号的传输与接收系统，金属检测系统和驱动系统等组合而成。各个系统相互配合完成所需任务。

关键词：购物车;智能跟踪;无线通讯;蓝牙;

1、简介

消费者去超市购物通常都是手拎购物篮或者手推购物车，尤其在节假日期间人多拥挤，大量的时间花费在拎东西上，这对消费者来说往往是一种痛苦。这种情况对超市商家来说同样是一件亟待解决的事情，因为不愉快的购物体验会导致消费者的抵触，长此以往会造成客流量的下降甚至超市会员的流失。

因此本智能购物车的人性化设计旨在提高用户的使用感受，其中包括购物车载人购物功能，智能小跟班功能，自助买单功能、促销信息推送功能、商品选购引导功能等。可以大大节省购物时间，节省体力，真正让消费者体验到智能化生活下超市购物的便利。智能小跟班功能是本项目的一大亮点，跟随您行走，并为您分忧。当您购买很多商品或大型商品时，购物筐或购物车的重量很沉，智能小跟班在解放您双手的同时，节省人力、给您带来舒适方便的购物体验。智能购物车第二大亮点的载人购物功能，也让您的购物更加省时省力。休闲、短途代步，方便快捷。本产品的动力是电能，所以也是绿色环保的。自助买单是指消费者在超市购物时，可以在手机客户端上对所选商品扫码，扫码后客户端会实时展示商品信息，同时自动生成购物清单。商品选购完毕后选择结算即可通过微信、支付宝、Apple Pay等一键支付。信息推送是指当消费者在有兴趣的商品货架前停留时，会收到所在位置附近的商品促销信息，这种促销信息展示方式远远高效于传统的促销传单。

在大商场消费者经常苦恼于无法快速准确找到自己所需要的商品，这一点对于城市生活的白领阶层表现尤为突出，一方面他们追求高效的购物方式，另一方面担心在网上所购买的商品质量问题，所以一款能够自主引导消费者购物的智能设备变得格外重要，本款智能购物车的设计正好迎合消费者的需求，前途不可限量，在未来也必将越发体现其重要性。

2、系统方案

设计出实际可行的智能购物车应遵循以下几个原则：稳定可靠的结构设计;简洁紧凑的机构布局;相对低的能量消耗;尽可能小的整机重量;尽可能快速响应的稳定性控制;尽可能准确的循迹等（价格及安全方面）;购物车可承受至少100Kg重量;购物车的工作时间要达到12～14个小时，且充电时间要短;购物车要有故障警报功能和紧急制动功能;购物车要准确定位、跟随、避障。

1）、系统结构

（1）系统硬件设计，购物车采用普通钢制购物车改装而来，以保证购物车的耐用性。在机器人底部改装驱动方式，以实现自动跟随及避障功能。

（2）结合购物车的硬件结构，进行软件编程部分的工作。按照购物车的控制特性进行系统主程序的设计，并针对传感器进行相应的编程。

（3）对购物车的定位跟随设计。通过手机蓝牙主机与购物车前端蓝牙从机的配对来判断所处的位置，进行跟随。

（4）购物车售货架避障设计。在购物车底部前端两侧放置的两个金属检测仪，检测商品金属架所处的位置。

2）、模块设计方案

（1）控制模块设计：主要功能是通过对前方检测有无障碍物，从而对机器人进行控制。本创新项目采用DSP2000作为核心控制单元。DSP2000是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。是一种特别适合进行信号处理运算的微处理器，将模拟信号或我们现实生活中的一些信号转化为数字信号来进行处理。此外，本创新项目需要采用高精度A/D转换，使得采集到的电压值十分精确，从而更好的进行控制。

（2）驱动模块设计：交流永磁同步（见图1）电机为主要驱动模块。永磁同步电机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机的可靠性;又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度。并且其体积小，节能控制性能高，低噪声，又容易做成低速直接驱动，对于智能购物车的驱动很适合。

（3）检测、避障模块设计：金属检测仪应用电磁感原理来探测金属。所有金属包括铁和非铁都有很高的探测灵敏度。铁磁类金属进入探测区域将影响探测区域的磁力线分布，进而影响了固定范围的磁通。非铁磁类金属进入探测区域将产生涡流效应，也会使探测区域的磁场分布发生变化。

（4）蓝牙模块

USB协议的产生，让个人电脑的外设如雨后春笋般地涌现。同样，做为智能手机最新开放的低功耗蓝牙（BLE）无线应用技术，也有异曲同工之妙。BLE技术给电子产品桥接智能手机提供了可能。相对WIFI，Bluetooth 2.0等无线技术，有着能耗低，连接迅速，通讯距离更远等优势，让智能手机的外围电子设备有了更开阔的发展前景。

（5）舵机转向模块

控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机转动的方向和速度，从而达到目标停止。

参考文献

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基金项目：省级大学生创新创业训练计划（项目号202110201083）资助项