電子標(biāo)簽是用來(lái)識(shí)別物品的一種新技術(shù)，它是根據(jù)無(wú)線射頻識(shí)別原理(RFID)而生產(chǎn)的,，它與讀寫(xiě)器通過(guò)無(wú)線射頻信號(hào)交換信息,，是未來(lái)識(shí)別技術(shù)的首選產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上,，利用電子標(biāo)簽為每一物品確定唯一識(shí)別EPC碼,，從而構(gòu)成一個(gè)實(shí)現(xiàn)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(biāo)簽可以方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的產(chǎn)品識(shí)別和產(chǎn)品信息采集,，這兩者的有機(jī)結(jié)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(biāo)簽和物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),，列出了基于RFID技術(shù)的超市物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)的基本信息,，對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了分析，并利用電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)了一個(gè)典型的工業(yè)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),，大大提高超市運(yùn)作的快速性和準(zhǔn)確性,，不但提高了工作效率，而且減少了人為差錯(cuò),。
1 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
超市物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)有貨架處的有源RFID標(biāo)簽,、超市范圍內(nèi)的一定數(shù)量的讀卡器和每個(gè)顧客的手持設(shè)備，該設(shè)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(dǎo)顧客到達(dá)所需商品處,。
1.1 RFID企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)
負(fù)責(zé)前端的標(biāo)簽識(shí)別、讀寫(xiě)和信息管理工作,，將讀取的信息通過(guò)計(jì)算機(jī)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(tǒng),。可以在每一類(lèi)商品對(duì)應(yīng)的貨架處安裝有源RFID標(biāo)簽,，標(biāo)簽中包含著商品的信息,，包括商品名稱(chēng)、價(jià)格,、生產(chǎn)廠商以及商品所在處貨架的位置信息,。
1.2 中間件系統(tǒng)
中間件是處在閱讀器和計(jì)算機(jī)Internet之間的一種中間件系統(tǒng)。該中間件可為企業(yè)應(yīng)用提供一系列計(jì)算和數(shù)據(jù)處理功能,。其主要任務(wù)是對(duì)閱讀器讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行捕獲,、過(guò)濾、匯集,、計(jì)算,、數(shù)據(jù)校對(duì)、解調(diào),、數(shù)據(jù)傳送,、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和任務(wù)管理，減少?gòu)拈喿x器傳送的數(shù)據(jù)量,。同時(shí),，中間件還可提供與其他RFID支撐軟件系統(tǒng)進(jìn)行互操作等功能。此外,，中間件還定義了閱讀器和應(yīng)用2個(gè)接口,。中間件如圖1所示。
超市范圍內(nèi)安裝一定數(shù)量的讀卡器就是該中間系統(tǒng)的重要組成部分,，同時(shí)為每一個(gè)進(jìn)入超市選購(gòu)商品的顧客配置一個(gè)手持設(shè)備,，顧客在手持設(shè)備上輸人所需的商品名稱(chēng),，手持設(shè)備與超市中的讀卡器通過(guò)中間件操作系統(tǒng)通信，發(fā)布自己的信息,，讀卡器發(fā)布路由信息到手持設(shè)備引導(dǎo)顧客前往所需購(gòu)買(mǎi)的商品處,。
1.3超市物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)的主要原理
在超市一定的區(qū)域內(nèi)安設(shè)讀卡器，讀取該范圍內(nèi)所有有源RFID標(biāo)簽,，并建立自己的標(biāo)簽庫(kù),。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(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn),，節(jié)點(diǎn)中存放著自己鄰居節(jié)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(biāo)簽信息。
顧客的手持設(shè)備為物聯(lián)網(wǎng)中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn),，可以和讀卡器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信[4],。同時(shí)，顧客手持設(shè)備還間有LCD顯示功能,。該手持設(shè)備具有與RFID標(biāo)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(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為多跳網(wǎng)絡(luò)[5],，當(dāng)讀卡器收到移動(dòng)節(jié)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(biāo)簽庫(kù)中，則將消息轉(zhuǎn)發(fā)給自己的鄰居節(jié)點(diǎn)直到找到目標(biāo)讀卡器,。讀卡器節(jié)點(diǎn)根據(jù)目標(biāo)讀卡器節(jié)點(diǎn)的位置不斷將路由指示發(fā)送到手持設(shè)備上并通過(guò)LCD顯示給顧客。
當(dāng)顧客到達(dá)目標(biāo)讀卡器對(duì)應(yīng)的區(qū)域時(shí),，目標(biāo)讀卡器將商品的標(biāo)簽信息發(fā)送給顧客,，顧客通過(guò)標(biāo)簽信息所示的位置信息找到所需商品。
2 系統(tǒng)主要組成部分及操作流程
2.1 系統(tǒng)主要組成部分
整個(gè)智能超市系統(tǒng)由身份識(shí)別,、搜索導(dǎo)航,、信息讀取、廣告推送,、智能清算5部分組成,。
1)身份識(shí)別。由于超市是全智能無(wú)人管理,，因此,，在社區(qū)內(nèi)只有持有智能“市民卡”的顧客才有權(quán)限進(jìn)入超市購(gòu)物。
2)搜索導(dǎo)航,。顧客在超市的智能購(gòu)物車(chē)上可以搜索和選擇所需要的商品,，超市內(nèi)的導(dǎo)航系統(tǒng)將讀取顧客當(dāng)前位置信息，并引導(dǎo)顧客前往相應(yīng)購(gòu)買(mǎi)區(qū),；
3)信息讀取,。當(dāng)顧客表現(xiàn)出對(duì)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(gòu)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(jié)賬時(shí)無(wú)需像傳統(tǒng)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(fèi)金額,，自動(dòng)從“市民卡”上扣取,。
方案設(shè)計(jì)圖如圖2所示：
2.2 系統(tǒng)的具體操作流程
1)顧客佩戴智能“市民卡”通過(guò)身份驗(yàn)證進(jìn)入超市；無(wú)“市民卡”將無(wú)法進(jìn)入超市,，強(qiáng)行進(jìn)入會(huì)進(jìn)行報(bào)警,；
2)顧客人選一個(gè)智能購(gòu)物車(chē)，利用其配備的手持設(shè)備進(jìn)行商品的瀏覽和選購(gòu),；
3)如果顧客需選購(gòu)商品,，則將顧客臨近商品的信息(包括產(chǎn)品名稱(chēng)、廠商,、價(jià)格)通過(guò)手持設(shè)備展示給顧客,；當(dāng)顧客表現(xiàn)出對(duì)某類(lèi)商品的信息時(shí)，將其相關(guān)信息(含購(gòu)買(mǎi)率等信息)通過(guò)手持設(shè)備展示給顧客,。
4)當(dāng)顧客選定好商品后,，手持設(shè)備將顯示出顧客當(dāng)前所處位置，以及選購(gòu)商品所處位置,，并選擇一條最佳路線引導(dǎo)顧客前往購(gòu)買(mǎi),；
5)顧客購(gòu)買(mǎi)好商品后通過(guò)RFID計(jì)算通道進(jìn)行智能結(jié)算，并自動(dòng)從“市民卡”內(nèi)扣錢(qián),，如市民卡內(nèi)金額不足則予以提示不予放行,，否則直接報(bào)警；
6)沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)商品的顧客從正常出口離開(kāi)超市,，如果購(gòu)買(mǎi)商品卻沒(méi)有通過(guò)結(jié)賬通道則進(jìn)行報(bào)警,。
系統(tǒng)流程圖如圖3所示：
3 系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)模塊原理
超市物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)購(gòu)系統(tǒng)由身份識(shí)別模塊、搜索導(dǎo)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(shí)別模塊
該項(xiàng)功能是建立在共享平臺(tái)應(yīng)用子集功能的基礎(chǔ)上,，利用博覽中心的智能“市民卡”進(jìn)行身份的識(shí)別，該功能只需博覽園配置相應(yīng)的設(shè)備即可,；超市內(nèi)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(yīng)用子集進(jìn)行身份驗(yàn)證。
3.2搜索導(dǎo)航模塊
在現(xiàn)有的超市購(gòu)物車(chē)上配置具有讀卡器功能的手持設(shè)備,，通過(guò)手持設(shè)備可以瀏覽商品的信息,，并且選購(gòu)商品。手持設(shè)備嵌入了RFID讀卡器,，可以實(shí)現(xiàn)1～2 m的讀取距離,。手持設(shè)備及操作界面如圖4所示。圖5為搜索導(dǎo)航操作界面,。
當(dāng)選擇好商品后,，手持設(shè)備將購(gòu)置信息傳給讀卡器節(jié)點(diǎn)，讀卡器節(jié)點(diǎn)讀取其監(jiān)測(cè)環(huán)境中的標(biāo)簽信息,，如果某讀卡器節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)沒(méi)有相關(guān)物品信息,，則傳送信息給其鄰居讀卡器節(jié)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(shè)備,，獲取當(dāng)前位置信息和物品信息，自動(dòng)選擇一條最優(yōu)路徑引導(dǎo)顧客購(gòu)物,。搜索導(dǎo)航流程圖如圖6所示,。
3.3信息讀取模塊
手持設(shè)備可以通過(guò)讀卡器讀取附近商品的信息，通過(guò)手持設(shè)備上的附近商品介紹選項(xiàng)可以瀏覽商品信息,。當(dāng)用戶(hù)表現(xiàn)出對(duì)某種商品的興趣時(shí),，將產(chǎn)品的相關(guān)信息展示給顧客。信息讀取操作界面如圖7所示,。
3.4廣告推送模塊
當(dāng)顧客處于某類(lèi)商品的區(qū)域時(shí),，特價(jià)商品通過(guò)推薦選項(xiàng)將相關(guān)商品的促銷(xiāo)活動(dòng)以及購(gòu)買(mǎi)情況展示給顧客。其讀取界面如圖8所示,，信息讀取和廣告推送流圖。
3.5智能清算模塊
建立RFID收貨通道,，顧客采購(gòu)商品后只須推著購(gòu)物車(chē)通道一道安裝RFID閱讀器的結(jié)賬出口,，系統(tǒng)便會(huì)即刻對(duì)購(gòu)物車(chē)內(nèi)所有貼有RFID標(biāo)簽的貨品進(jìn)行一次性?huà)呙瑁⒆詣?dòng)從顧客的市民卡上扣除相應(yīng)的金額,，打印購(gòu)物清單憑條,。整個(gè)結(jié)賬過(guò)程在短短數(shù)秒內(nèi)即可完成。為了安全起見(jiàn),，我們采用兩次信息收集核對(duì),，在顧客將商品放入購(gòu)物牽時(shí)，記錄商品信息,，并返回終端結(jié)算系統(tǒng),。如果有商品從購(gòu)物車(chē)中拿出,，則將對(duì)應(yīng)信息從終端清除。當(dāng)顧客通過(guò)RFID收貨通道時(shí),，進(jìn)行結(jié)算囂配,，如果兩次終端的清單一致則結(jié)算完成。
4結(jié)論
本文主要結(jié)合RFID技術(shù)提出了一種基于RFID技術(shù)的超市導(dǎo)購(gòu)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,。項(xiàng)目完成聰,，可方使人們贍物，大大提高了工髂效率,，節(jié)省了顧客的等待時(shí)聞,。最后，該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)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(gòu)物者的個(gè)性化服務(wù)，應(yīng)用前景良好,。當(dāng)然,，諸如電子標(biāo)簽的成本問(wèn)題、電子標(biāo)簽與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定,、物聯(lián)網(wǎng)的信息安全等都是影響該系統(tǒng)應(yīng)懲普及的關(guān)鍵因素,，因此，有必要對(duì)這些基礎(chǔ)性問(wèn)題作進(jìn)一步深入的研究,。