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超市自助购物体系规划原理与完成,软硬件协同

本文档主要内容在于介绍超市自助购物系统的开发背景,设计原理,和具体实现,同时介绍系统使用方法,以期达到完善该系统并推广应用的目的。

第1章导言

本文档首要内容在于介绍超市自助购物体系的开发布景,规划原理,和详细完结,一起介绍体系运用方法,以期到达完善该体系并推广运用的意图。

本文档的读者目标是运用此体系的超市方,一般购物者也可阅览此文档,但不必重视详细技能细节,只需求了解用户运用方法即可。

§1.2项目布景

每次去超市买东西时,收银台前面长长的部队是一个让一切人都忧愁的问题。收银员现已用最快的速度去刷取物品上的条形码,但结账的全体时刻仍旧让顾客等得不耐烦……

RFID射频辨认技能的高速开展,关于上面所述问题的处理供给了可能性。咱们想运用RFID技能的优势,开发一套簇新的超市自助购物体系,大大缩短顾客结款的时刻。

第2章体系结构

§2.1体系结构

§2.2购物车模块操作流程

§2.3收银台模块操作流程

§2.4体系特色

当时的超市结算体系首要依托收银台处扫描产品包装外表的条形码来核算价格。条形码体系的结算速度遭到很大的约束,这现已成为当时超市结算体系被顾客诟病的首要原因。相比之下,依据单片机和RMU系列开发板的超市自助购物体系具有许多共同的优势。

2.4.1 等候时刻短

当时的超市结算体系完全是在收银台处对产品信息进行核算。超市自助购物体系把这段时刻分成了两部分,而且把最耗时刻的部分——一件一件扫描购买的产品,转移到购物车上进行。在购物的一起,完结当时车内产品总价的核算。收银台处只需进行结账环节,不必阅历扫描条形码的绵长进程。

2.4.2 付出方法多样化

超市自助购物体系有两种付出方法,现金付出和会员卡余额付出。现金付出便是当时超市中遍及选用的方法,付出进程比较费事。除此之外,购物者还能够挑选会员卡余额付出。只需会员卡账户余额大于本次消费金额,就能够运用余额付出。

2.4.3 完善的会员卡体系

会员卡在超市自助购物体系中发挥着不行替代的效果。会员卡中包括的信息有:会员卡号,会员卡暗码,会员卡余额,会员卡积分。

选购好物品进行结算时购物车模块会把本次消费金额写到自己的会员卡中,这个进程中需求会员卡暗码。运用会员卡余额付出时也需求会员卡暗码。依据每次消费金额核算出本次消费的积分,累加到会员卡积分中。

2.4.4 体系功耗小

购物车模块选取了低功耗的MSP430单片机和RMU900+开发板(配套小功率天线),完全能够运用5V的充电电池做电源。收银台模块接有沟通电源,供电比较简单。两部分模块在非作业状态下都能够待机,不向外发射电磁波,节约能源。

第3章技能细节(硬件部分)

§3.1描绘各部分技能体系

体系硬件框图如下:

图3.1硬件部分结构

§3.2MSP430 MCU

MCU芯片挑选TI公司的MSP430 F169。MSP430 供给两个UART通讯模块,LCD显现接口, EEPROM扩展接口,共有6组I/O接口,能够最多支撑16个中止源,一起MSP 430 有共同的低功耗形式,能够极大地减小能量耗费。选用官方IAR Embeded Workbench,界面友爱,能够极大简化软件规划及调试验证,进步体系鲁棒性。

MSP430 选用3.3V供电,与RMU 900+供电电压相同,异步串行通讯部分选用URAT1端口,选用外接晶振,频率为8MHz,波特率设置为57600 bps。

体系选用3级中止:初始上电复位中止,初始上电时,体系检测各模块功用;低功耗唤醒中止,当购物完毕后体系进入低功耗形式,新顾客经过按键发生中止,从低功耗形式中唤醒;串口通讯接纳中止,接纳RMU900发送的握手信息及读取到的标签信息。

LCD 显现选用1602液晶显现屏,能够显现2行,每行16个字符(ASI%&&&&&%码字符)。因为开发时刻匆促,LCD功用不行完善。进一步的规划中计划选用12864液晶显现屏或其他大屏幕显现屏。但屏幕过大将会耗费更多电能,在根本规划中,1602液晶能够满意需求。

键盘选用8个独立按键,实践用到3个按键,别离是Wake_up(从低功耗中唤醒按键),Key_start(衔接RMU900+,发动购物),Key_stop(完毕购物,刷会员卡)。其间Wake_up发生中止。

§3.3读写模块及天线

RFID读写模块别离选用恒睿公司的RMU900+和RMU920。RMU900+在购物车上运用,选用电池供电。RMU900+经过开发板上的UART通讯口与MCU通讯。RMU920在收银台终端处固定,选用220V沟通供电,选用USB与终端PC通讯。

购物车上天线选用T3640天线,该天线有用读取间隔约为1m,契合购物车要求。终端处天线选用9dbi圆极化天线,功率较大,读取规模能够到达5m。详细天线参数能够参阅天线Datasheet。

§3.4存储模块

实践电子标签虽然能够读入许多位,但按照读写模块的运用说明,成果测验后咱们发现标签只能够写入数据2个字节。则依据每个标签对应于不同的产品,现在只能做到216=65536件产品,这在产品如此丰厚的今日明显无法满意需求。假如电子标签制造厂商能够将标签做到答应读取8个字节,则能够有216件产品,这个数量足以满意一切需求。

现代物联网不只要求顾客了解产品名称,价格等根本信息,顾客还期望了解产品的产地,出产日期,保质期等相关信息。这些信息在产品出厂时由厂家连同标签号写入数据库,产品进入超市后超市将这些信息写入EEPROM傍边。EEPROM和MCU相连,能够在读到每个ID号时从内存中找出产品信息,经过LCD显现给顾客。

开发中因为标签数量有限,相关信息存在MCU的程序存储空间中即可。

§3.5终端PC模块

收银台终端为一PC机,上装置有咱们开发的软件程序。终端和RMU920相连,也能够经过RFID读取产品信息,但读取速度较传统条形码有大幅度进步。PC后台经过局域网LAN与服务器数据库(Server Data Base)相连,能够实时将结算信息传送至服务器。

§3.6服务器模块

服务器模块能够与MCU和终端PC进行通讯,将产品库存信息存至MCU中,并实时更新产品数据库和会员信息数据库。

第4章技能细节(软件部分)

§4.1描绘各部分技能体系

本产品所运用一切软件程序(PC机上)均是依据Microsoft Visual C++ 6.0 的MFC开发的。该软件包括以下功用:1,运用天线读取标签信息;2,运用所读取信息进行辨认,修正,核算等进程;3,将处理过的信息记录在PC机中。

图4.1 软件部分架

§4.2产品读取函数

运用了所给头文件RMU900_API.h中的函数进行了对天线和标签的操作。首要用到了RmuOpenAndConnect函数衔接天线,然后运用RmuReadDataSingle函数进行对产品的读取操作,在程序中进行了去重操作,确保了同一件产品被且仅被读取了一次。

§4.3产品(顾客)辨认函数

首要运用标签中的特别信息位区分此标签为产品仍是顾客,然后在相应的库中寻觅是否存在相应的产品(顾客),假如存在这样的产品(顾客),那么就导入相应产品(顾客)的信息,假如不存在相应的产品(顾客),则再相应的区域报相应的过错。

§4.4信息处理函数

4.4.1 信息显现

因为运用了MFC库,所以只需求将所需显现的信息值赋予相应的文字框的目标,然后改写屏幕,即可完结信息的显现

4.4.2 总金额核算与比较

每次读入信息后,能够得到其相应的价格信息,将一切的金额相加后,即可得到总金额,然后将核算得到的总金额与顾客标签中的读到的总金额相比较,假如共同则显现此次消费的金额,然后能够进行消费操作,假如不共同则进行报错。

4.4.3 付出与积分函数

付出有两种方法,现金付出与会员卡消费,对应了两个不同的按键,假如是现金付出,体系仅是将消费金额对应的积分存入会员卡信息中;假如是会员卡付出,则不只是将消费金额对应的积分存入会员卡信息中,一起也将会员卡的余额减去对应的消费金额,假如余额缺乏,则报错。

§4.5其他函数

4.5.1 清零函数

为便利屡次操作进行核算,体系供给了清零操作,本函数不只将内存中一切相应的变量悉数置零,一起也会铲除显现屏上一切前次遗留下来的信息,如产品信息,总金额信息与过错提示等。

4.5.2 报错函数

本函数旨在处理一些意想不到的过错,每一步遇到问题后都会转向此函数,程序将停止运转,一起将相应(仅有)的过错显现在报错区域。

4.5.3 产品库,顾客库导入函数

本函数运用的是C++ 中的文件读入读出流的常识,运用文件流,对产品库,顾客库(.txt文件)中贮存的信息进行读入和修正。

4.5.4 总出售数量与金额核算函数

为了便利商场办理者对商场进行办理,该软件特别设置了该函数,用来核算一段时刻内商场出售的一切产品的总数量和金额,并将其保存在‘sale.txt’中。

第5章运用远景与开展方向

未来产品运用RFID电子标签替代条形码已成为货品流转开展的必然趋势。运用RFID电子标签,本体系可完结“购物无中止,付出由我选”的自在自主购物。

从购物者视点动身,本体系可消除当时超市收银台前排长队的现象,大大节约了购物者的购物时刻,增加了消费舒适度。一起因为RFID电子标签保存信息较多,购物者能够从产品辨认体系中读取到该产品的整个出产流转进程,能够买到更定心的产品。

从超市视点动身,超市能够大大削减收银员的数量,降低了运营本钱;结算速度的加速一起进步了超市的吞吐量;结算体系与数据中心相连能够使超市随时了解抢手产品及缺少产品信息,运用物联网能够完结产品的及时调运和弥补。

鉴于现在绝大多数超市仍然运用传统的人工结算方法,此体系的开展运用远景极为宽广。咱们信任,假如此体系完结投入商用,必将带来零售业和物流业的一场革新。

第6章改善计划

超市自助购物体系满意了开始的规划要求。可是,仍旧有需求改善的当地,首要有下面几点:

购物车模块由MSP430单片机和RMU900+开发板组成,体积较大,而且单片机和开发板上的许多资源没有运用。在今后的规划中能够把MSP430单片机的主芯片、RMU900+芯片、电源操控模块和液晶显现屏集成在一块电路板上,节约体系本钱,进步体系的稳定性。

当时的RMU系列开发板只能写一个字巨细的数据(16位),对标签的读写操作很限制。今后能够完善RMU开发板的功用,扩大写操作的数据位数,进步对标签存储区的运用,从而能够进步标签数据存储量,让购物者看到产品的更多信息。

当时的收银台模块只能单机运转,不支撑联网操作,不能进行数据的动态更新。在今后的规划中,能够在PC机程序部分完结联网操作,真实满意超市体系对联机作业的需求。在一台收银台PC机结账之后立刻同步更新超市的物品数据库和会员卡数据库。

当时的体系安全性很差,对数据篡改行为没有防护性。今后的规划中能够在写操作和结账进程中更多地运用标签暗码,增强对数据安全的维护,有用防护篡改数据的行为。

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