基于STM32F103设计的智能购物系统设计与实现
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摘 要：为解决传统超市、商场在购物过程中存在的诸多问题，文章在普通购物车的基础上，设计以STM32F103为控制核心，附带液晶显示屏（可触摸）、内置摄像头和与传感器匹配的核心技术、重量传感器和无线数据传输的智能购物系统。该购物系统与手机APP连接，用户扫描屏幕上的二维码进行实名登录，实现线上线下购物同步，还可对已购买商品进行评价及售后处理等。本智能购物系统还有智能导向、商品信息检索和展示、商品推荐、自助结账等功能。
关键词：智能购物系统;可触摸液晶显示屏;摄像头;传感器;APP连接
随着社会的发展及人们生活水平的提高，人们对方便、快捷的智能产品有了越来越高的要求。虽然人工智能技术日益成熟，但仍有许多的技术没有应用到人们的生活之中。例如在超市、商场等大型购物系统中，总有许多因素影响消费者的购买热情。第一，在大型购物场所，由于地形不熟和商品摆放位置不清楚，往往无法准确地找到自己想要购买的商品。第二，对自己想要购买的商品没有确定目标，不知道应该选择哪一种，并且对商品的用户评价、近期的价格浮动以及促销活动都不是特别了解。第三，排队结账是让消费者头疼的问题，特别是在节假日、中午、晚上的购物高峰期造成大量人员滞留，使得购物环境变得异常拥挤，往往會带来诸多安全隐患，降低购物效率。同时，超市、商场复杂的管理人员体制也在影响经营者的利润。为了满足广大消费者购物时的便利性以及提高超市经营者的利益，团队研发了基于STM32103设计的智能购物系统，在当今智能行业高歌猛进的时代大背景下，相信该产品必定有卓越的表现[1]。
1 设备功能及操作流程
1.1 导向功能
点击显示屏进入导向功能，在搜索处输入自己想要购买的商品，点击确认，购物车便启动。消费者只需跟随购物车即可到达指定商品的位置，也可以利用设置对购物车进行调速，选择适合自己的购物模式。
1.2 商品信息、商品推荐功能
点击显示屏商品，进入商品信息展示及商品推荐功能，再输入搜索自己购买商品的名称，点击确认，显示屏会出现商品的详细信息，如生产日期、上市日期、产地、近期的价格浮动、促销活动以及有关商品的用户评价。智能购物系统会对商品进行人气排名，使消费者有更多的选择，同具有筛选功能，消费者可以根据自己想要的价格区间、销量进行排序。
1.3 自助结账功能
当消费者购买商品时，内置摄像头会确认消费者购买的商品，利用传感器和无线数据传输，将购买的商品反馈到显示屏上，点击显示屏结账实现自助结账功能。对于称重的商品，购物车底部有重力传感器，会对选购的商品进行精确的测量，消费者不用担心价格算错。
1.4 移动端服务应用软件介入
顾客可以在下载、使用移动APP后，定制购物计划、浏览商家活动信息、查看消费记录、收取商家提供的优惠券或会员积分等信息。可以与快递、外卖等软件合作，将已购商品送货上门，使用户足不出户就能享受到便捷服务。用户可以对自己购买的商品进行评价，也可以看到其他消费者对此商品的评价，更有利于消费者购买自己心仪的商品。
2 硬件设计
智能购物系统以普通购物车为基础，配有智能系统，结构如图1所示。
2.1 中央信息处理系统（STM32F103）
中央处理系统依赖于中央核心处理器（CPU），由于人工智能需要大量的数据处理以及运算，且不能价格过高（提高制作成本），因此，本团队将目光放在了STM32系列芯片上[2]。
STM32系列是意法半导体集团基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM。硬件电路结构如图2所示。
2.2 商品识别
该智能购物车的内置摄像头采用与传感器匹配的图像识别技术，可以在收到商品时，自动识别所放入的物品信息，并将信息和价格显示在屏幕上，只需在挑选完毕后自助支付即可，其重量传感器会精确称重需要称重的商品。
2.3 无线数据传输
ZigBee模块是一种物联网无线数据终端，利用ZigBee网络为用户提供无线数据传输功能。该智能购物系统采用高性能的工业级ZigBee方案，提供SMT与DIP接口，可直接连接TTL接口设备，实现数据透明传输功能;低功耗设计，最低功耗小于1 mA;提供6路I/O口，可实现数字输入输出、脉冲输出，其中有3路I/O口还可实现模拟量采集、脉冲计数等功能。ZigBee组网模式如图3所示[3]。
3 软件设计
消费者在液晶屏上输入选择的商品，数据进入中央处理系统，中央处理系统通过WLAN模块进入后台数据库中查找该商品的位置。在消费者找到商品时，可以利用商品信息、商品推荐功能进一步了解商品的详细信息，如商品近期价格浮动，促销活动以及其他消费者对此商品的评价，商品信息反馈在触摸屏上。当商品放入购物车时，摄像头和传感器会确认商品的种类以及重量，形成价格清单[4]。在结账时中央处理器把存储数据通过无线数据传输反馈给后台超市主机，超市主机产生商品明细价格以及付款码显示在触摸屏上，消费者还可以采用刷信用卡的方式进行结账。软件设计流程如图4所示。
4 结语
互联网发展迅速，共享单车等共享经济似乎一夜之间就火遍了大街小巷。毫无疑问，当前正处于急剧变化的时代，财富的创造速度令人瞠目结舌，一系列变化的根源在于以互联网为代表的新经济模式的不断发展，线上线下的完全融合，是互联网企业营销的未来。智能购物系统将线上线下完美结合，对已有的购物模式进行改良、优化，达到吸引消费者的目的，实现企业与消费者双赢。 [參考文献]
[1]翟倩倩.超市智能购物车服务终端《Smart Buy》的设计研究[D].北京：北京印刷学院，2017.
[2]张喆.基于STC89C516的超市智能购物车研发[J].自动化技术与应用，2009（6）：94-96.
[3]成雷，郑云天，李月华.基于STM32的超市智能购物车[J].电子世界，2017（23）：112-114.
[4]王赛男，刘文庆，孙原鹏.基于“互联网+”的智能购物车交互服务系统设计[J].工业设计，2019（4）：138-139.
Abstract：In order to solve the problems of traditional supermarkets and shopping malls， this paper designs and develops an intelligent shopping system with LCD （touchable）， built-in camera， core technology matching with sensor， weight sensor and wireless data transmission based on the common shopping cart and STM32F103 controller. The shopping system is connected with mobile APP. Users can scan the QR code on the screen for real name login， online shopping， evaluation and after-sales processing of purchased goods. The intelligent shopping system has the function of guidance， commodity information， commodity recommendation and self-service checkout function.
Key words：smart shopping system; touchable liquid crystal display screen; camera; sensor; APP connection
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