在技术对比上,其与传统的条形码扫描有一定的重合。条形码技术是在售卖的商品上贴上带编码的条形码,在这基础上,利用专用的光学扫描阅读器提取条形码信息的技术。而RFID则采用RFID电磁阅读器和电子标签,电子标签本质上是一种简单的集成电路,用电磁信号将信息或数据从RFID标签上传输到RFID阅读器。RFID技术的阅读范围较大,而且无需光学的对准操作,可以实现大区域和多物体的同时读取。
2.3.工作流程
Figure2.RFIDsystemframework
2.4.供电方式
在供电方式上,本文智能购物车的供电系统采用无源供电系统。无源供电系统的电子标签没有电源模块,电子标签将阅读器发出的能量进行转化,以此进行内部供电。与有源系统相比,无源系统具有体积小和成本低廉等优点,在超市的应用场景下,出于成本和效率考虑优先配备无源供电系统。
3.RFID防标签碰撞算法
3.1.存在问题
当智能购物车里只有一件商品(标签)处于对应阅读器识别范围内,则可直接进行读取。当一台智能购物车的阅读器识别多件(商品)标签,在信号频率一致、信道共用的情况下,多个电子标签信号进入阅读器可能会出现相互干扰的现象,进一步降低了系统的信道利用率。为了尽可能避免标签信号互扰,本文系统写入防标签碰撞算法。
3.2.防碰撞算法
目前的防碰撞算法主要分为ALOHA和二进制数算法。出于成本与算法复杂难度等因素考虑,超市更优先考虑使用确定性算法中的锁位式双前缀探针防碰撞算法[5]。它是基于双前缀探针算法提取碰撞位,仅传输碰撞位信息,提高了算法效率,系统吞吐率在90%左右。
3.3.算法流程
a)智能购物车的阅读器初始化查询堆栈为空,让其识别范围内的全部电子标签做出应答;
b)智能购物车的阅读器根据电子标签响应来确定所处状态:如果一个电子标签成功识别,则跳转到步骤e);如果有多个电子标签响应,则标签碰撞,跳转到步骤c);若没有电子标签响应,则跳转到步骤e);
c)发送锁位指令,碰撞位置“1”,未发生碰撞位置“0”至阅读器,将对应“1”的bit组成新序列号传输至阅读器;
d)根据碰撞位是否连续,给出新查询码并将其写入查询堆栈中;
e)成功识别标签后,判断堆栈是否为空。若不为空,读取栈首查询码,并发送给标签,返回步骤;
b)否则,识别过程结束;
Figure3.Flowchart
4.智能购物车模块设计
Figure4.Smartshoppingcartmodeldiagram
4.1.读取区设计
Figure5.Readareamodeldiagram
4.2.显示屏设计
Figure6.Displaymodeldiagram
4.3.底盘设计
Figure7.Chassismodeldiagram
5.智能购物车实现功能
5.1.智能导购
消费者可以在智能购物车的显示屏查看并搜索商品,并且查询功能上升级成了更人性化的服务查询功能,通过强大的语音对话模块,为超市导购服务提供了更多的趣味性和便捷性。消费者可以通过智能购物车的语音或屏幕进行商品查询及各种操作,更为方便快捷,将购物车赋予导购功能,更容易吸引消费者的注意力[7]。
5.2.自主结算
在实际操作方面,当商品进入读取区标签识别范围内,其内置阅读器将实时扫描带有RFID标签的商品,提取最新的商品数据,并且可通过小程序或扫描器实现自主结算,减少排队等待人工结算的环节,提高生活效率和购物体验,帮助超市商家提升运营效率,降低对应的人员成本。
5.3.自动跟随
5.4.安全防盗
Figure8.RFIDtagfunctionflowchart
6.结论
基金项目
大学生创新创业训练计划校级项目DC2020016;广东省科技创新战略专项资助项目pdjh2021b0634;大学生创新创业训练计划省级项目s202113684025s。