隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，超市已經(jīng)成為了人們日常生活的一部分。超市中的物品種類(lèi)繁多，人們可以在超市中購買(mǎi)到任意所需商品。然而商品種類(lèi)的增多給人們選購商品帶來(lái)了一定的影響，人們可能會(huì )花大量的時(shí)間在尋找商品上。本方案意在讓顧客在智能超市中感受到物聯(lián)網(wǎng)給人們生活所帶來(lái)的便捷，明白何為物聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)對人們生活的影響。智能超市讓顧客不再為購物找商品和排隊結賬而苦惱。因此，構建超市購物引導系統具有較大實(shí)際意義。電子標簽和物聯(lián)網(wǎng)的出現使得工業(yè)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統得以實(shí)現。電子標簽是用來(lái)識別物品的一種新技術(shù)，它是根據無(wú)線(xiàn)射頻識別原理(RFID)而生產(chǎn)的，它與讀寫(xiě)器通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻信號交換信息，是未來(lái)識別技術(shù)的首選產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)基礎上，利用電子標簽為每一物品確定僅有識別EPC碼，從而構成一個(gè)實(shí)現全球物品信息實(shí)時(shí)共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)“物聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)的提出給獲取產(chǎn)品原始信息并自動(dòng)生成清單提供了一種有效手段，而電子標簽可以方便地實(shí)現自動(dòng)化的產(chǎn)品識別和產(chǎn)品信息采集，這兩者的有機結合可以使人們隨時(shí)隨地在超市中買(mǎi)到任意所需的商品。

本文以電子標簽和物聯(lián)網(wǎng)為基礎，列出了基于RFID技術(shù)的超市物聯(lián)網(wǎng)導購系統的基本信息，對其結構和功能進(jìn)行了分析，并利用電子標簽實(shí)現了一個(gè)典型的工業(yè)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統，大大提高超市運作的快速性和準確性，不但提高了工作效率，而且減少了人為差錯。

1 系統基本結構

超市物聯(lián)網(wǎng)導購系統有貨架處的有源RFID標簽、超市范圍內的一定數量的讀卡器和每個(gè)顧客的手持設備，該設備由顧客輸入產(chǎn)品信息并與超市中的讀卡器進(jìn)行通信，引導顧客到達所需商品處。

1.1 RFID企業(yè)生產(chǎn)系統

負責前端的標簽識別、讀寫(xiě)和信息管理工作，將讀取的信息通過(guò)計算機或直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送給本地物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統?？梢栽诿恳活?lèi)商品對應的貨架處安裝有源RFID標簽，標簽中包含著(zhù)商品的信息，包括商品名稱(chēng)、價(jià)格、生產(chǎn)廠(chǎng)商以及商品所在處貨架的位置信息。

1.2 中間件系統

中間件是處在閱讀器和計算機Internet之間的一種中間件系統。該中間件可為企業(yè)應用提供一系列計算和數據處理功能。其主要任務(wù)是對閱讀器讀取的標簽數據進(jìn)行捕獲、過(guò)濾、匯集、計算、數據校對、解調、數據傳送、數據存儲和任務(wù)管理，減少從閱讀器傳送的數據量。同時(shí)，中間件還可提供與其他RFID支撐軟件系統進(jìn)行互操作等功能。此外，中間件還定義了閱讀器和應用2個(gè)接口。中間件如圖1所示。

超市范圍內安裝一定數量的讀卡器就是該中間系統的重要組成部分，同時(shí)為每一個(gè)進(jìn)入超市選購商品的顧客配置一個(gè)手持設備，顧客在手持設備上輸人所需的商品名稱(chēng)，手持設備與超市中的讀卡器通過(guò)中間件操作系統通信，發(fā)布自己的信息，讀卡器發(fā)布路由信息到手持設備引導顧客前往所需購買(mǎi)的商品處。

1.3超市物聯(lián)網(wǎng)導購系統的主要原理

在超市一定的區域內安設讀卡器，讀取該范圍內所有有源RFID標簽，并建立自己的標簽庫。讀卡器之間利用Zigbee協(xié)議進(jìn)行信息交互。每個(gè)讀卡器相當于物聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)節點(diǎn)，節點(diǎn)中存放著(zhù)自己鄰居節點(diǎn)的信息。也就是說(shuō)每個(gè)讀卡器都能獲得它的鄰居讀專(zhuān)器中的標簽信息。

顧客的手持設備為物聯(lián)網(wǎng)中的移動(dòng)節點(diǎn)，可以和讀卡器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。同時(shí)，顧客手持設備還間有LCD顯示功能。該手持設備具有與RFID標簽通信的功能，即可以讀取指定商品RFID信息的功能。

該物聯(lián)網(wǎng)系統網(wǎng)絡(luò )為多跳網(wǎng)絡(luò )，當讀卡器收到移動(dòng)節點(diǎn)發(fā)來(lái)的商品信息時(shí)，如果商品信息不再自己的標簽庫中，則將消息轉發(fā)給自己的鄰居節點(diǎn)直到找到目標讀卡器。讀卡器節點(diǎn)根據目標讀卡器節點(diǎn)的位置不斷將路由指示發(fā)送到手持設備上并通過(guò)LCD顯示給顧客。

當顧客到達目標讀卡器對應的區域時(shí)，目標讀卡器將商品的標簽信息發(fā)送給顧客，顧客通過(guò)標簽信息所示的位置信息找到所需商品。

2 系統主要組成部分及操作流程

2.1 系統主要組成部分

整個(gè)智能超市系統由身份識別、搜索導航、信息讀取、廣告推送、智能清算5部分組成。

1)身份識別。由于超市是全智能無(wú)人管理，因此，在社區內只有持有智能“市民卡”的顧客才有權限進(jìn)入超市購物。

2)搜索導航。顧客在超市的智能購物車(chē)上可以搜索和選擇所需要的商品，超市內的導航系統將讀取顧客當前位置信息，并引導顧客前往相應購買(mǎi)區；

3)信息讀取。當顧客表現出對某類(lèi)產(chǎn)品的興趣后，將相關(guān)產(chǎn)品的廣告信息展示給顧客；

4)廣告推送。智能購物車(chē)可以將顧客臨近商品的特價(jià)或優(yōu)惠等信息傳遞給顧客，供顧客挑選商品；

5)智能清算。結賬時(shí)無(wú)需像傳統的條形碼一樣逐漸商品掃描，直接將整車(chē)的商品信息讀取，得到消費金額，自動(dòng)從“市民卡”上扣取。

方案設計圖如圖2所示：

2.2 系統的具體操作流程

1)顧客佩戴智能“市民卡”通過(guò)身份驗證進(jìn)入超市;無(wú)“市民卡”將無(wú)法進(jìn)入超市，強行進(jìn)入會(huì )進(jìn)行報警；

2)顧客人選一個(gè)智能購物車(chē)，利用其配備的手持設備進(jìn)行商品的瀏覽和選購；

3)如果顧客需選購商品，則將顧客臨近商品的信息（包括產(chǎn)品名稱(chēng)、廠(chǎng)商、價(jià)格）通過(guò)手持設備展示給顧客;當顧客表現出對某類(lèi)商品的信息時(shí)，將其相關(guān)信息（含購買(mǎi)率等信息）通過(guò)手持設備展示給顧客。

4)當顧客選定好商品后，手持設備將顯示出顧客當前所處位置，以及選購商品所處位置，并選擇一條路線(xiàn)引導顧客前往購買(mǎi)；

5)顧客購買(mǎi)好商品后通過(guò)RFID計算通道進(jìn)行智能結算，并自動(dòng)從“市民卡”內扣錢(qián)，如市民卡內金額不足則予以提示不予放行，否則直接報警；

6)沒(méi)有購買(mǎi)商品的顧客從正常出口離開(kāi)超市，如果購買(mǎi)商品卻沒(méi)有通過(guò)結賬通道則進(jìn)行報警。

系統流程圖如圖3所示：

3 系統的相關(guān)技術(shù)模塊原理

超市物聯(lián)網(wǎng)導購系統由身份識別模塊、搜索導航模塊、信息讀取模塊、廣告推送模塊、智能清算模塊組成。

3.1身份識別模塊

該項功能是建立在共享平臺應用子集功能的基礎上，利用博覽中心的智能“市民卡”進(jìn)行身份的識別，該功能只需博覽園配置相應的設備即可;超市內通過(guò)安裝“市民卡”讀卡器，感知身份信息，同時(shí)將身份信息發(fā)送到應用子集進(jìn)行身份驗證。

3.2搜索導航模塊

在現有的超市購物車(chē)上配置具有讀卡器功能的手持設備，通過(guò)手持設備可以瀏覽商品的信息，并且選購商品。手持設備嵌入了RFID讀卡器，可以實(shí)現1～2 m的讀取距離。

當選擇好商品后，手持設備將購置信息傳給讀卡器節點(diǎn)，讀卡器節點(diǎn)讀取其監測環(huán)境中的標簽信息，如果某讀卡器節點(diǎn)范圍內沒(méi)有相關(guān)物品信息，則傳送信息給其鄰居讀卡器節點(diǎn)，直到找到相關(guān)物品。同時(shí)將物品的位置信息返回手持設備，獲取當前位置信息和物品信息，自動(dòng)選擇一條最優(yōu)路徑引導顧客購物。搜索導航流程圖如圖6所示。

3.3信息讀取模塊

手持設備可以通過(guò)讀卡器讀取附近商品的信息，通過(guò)手持設備上的附近商品介紹選項可以瀏覽商品信息。當用戶(hù)表現出對某種商品的興趣時(shí)，將產(chǎn)品的相關(guān)信息展示給顧客。

3.4廣告推送模塊

當顧客處于某類(lèi)商品的區域時(shí)，特價(jià)商品通過(guò)推薦選項將相關(guān)商品的促銷(xiāo)活動(dòng)以及購買(mǎi)情況展示給顧客。

3.5智能清算模塊

建立RFID收貨通道，顧客采購商品后只須推著(zhù)購物車(chē)通道一道安裝RFID閱讀器的結賬出口，系統便會(huì )即刻對購物車(chē)內所有貼有RFID標簽的貨品進(jìn)行一次性?huà)呙?，并自?dòng)從顧客的市民卡上扣除相應的金額，打印購物清單憑條。整個(gè)結賬過(guò)程在短短數秒內即可完成。為了安全起見(jiàn)，我們采用兩次信息收集核對，在顧客將商品放入購物牽時(shí)，記錄商品信息，并返回終端結算系統。如果有商品從購物車(chē)中拿出，則將對應信息從終端清除。當顧客通過(guò)RFID收貨通道時(shí)，進(jìn)行結算囂配，如果兩次終端的清單一致則結算完成。

4結論

本文主要結合RFID技術(shù)提出了一種基于RFID技術(shù)的超市導購物聯(lián)網(wǎng)系統設計方案。項目完成聰，可方使人們贍物，大大提高了工髂效率，節省了顧客的等待時(shí)聞。最后，該系統的實(shí)現能使超市更加智能化和人性化，促進(jìn)商家售貨，并能滿(mǎn)足購物者的個(gè)性化服務(wù)，應用前景良好。當然，諸如電子標簽的成本問(wèn)題、電子標簽與物聯(lián)網(wǎng)應用相關(guān)標準和規范的制定、物聯(lián)網(wǎng)的信息安全等都是影響該系統應懲普及的關(guān)鍵因素，因此，有必要對這些基礎性問(wèn)題作進(jìn)一步深入的研究。