電子標簽是用來識別物品的一種新技術(shù),，它是根據(jù)無線射頻識別原理(RFID)而生產(chǎn)的，它與讀寫器通過無線射頻信號交換信息,，是未來識別技術(shù)的首選產(chǎn)品,。物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，利用電子標簽為每一物品確定唯一識別EPC碼,，從而構(gòu)成一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng),，簡稱“物聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)的提出給獲取產(chǎn)品原始信息并自動生成清單提供了一種有效手段,，而電子標簽可以方便地實現(xiàn)自動化的產(chǎn)品識別和產(chǎn)品信息采集,，這兩者的有機結(jié)合可以使人們隨時隨地在超市中買到任意所需的商品。
本文以電子標簽和物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),，列出了基于RFID技術(shù)的超市物聯(lián)網(wǎng)導購系統(tǒng)的基本信息,，對其結(jié)構(gòu)和功能進行了分析，并利用電子標簽實現(xiàn)了一個典型的工業(yè)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),，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(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
超市物聯(lián)網(wǎng)導購系統(tǒng)有貨架處的有源RFID標簽,、超市范圍內(nèi)的一定數(shù)量的讀卡器和每個顧客的手持設(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(tǒng)
負責前端的標簽識別、讀寫和信息管理工作,，將讀取的信息通過計算機或直接通過網(wǎng)絡傳送給本地物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng),。可以在每一類商品對應的貨架處安裝有源RFID標簽,，標簽中包含著商品的信息,，包括商品名稱、價格,、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算機Internet之間的一種中間件系統(tǒng)。該中間件可為企業(yè)應用提供一系列計算和數(shù)據(jù)處理功能,。其主要任務是對閱讀器讀取的標簽數(shù)據(jù)進行捕獲,、過濾、匯集,、計算、數(shù)據(jù)校對,、解調(diào),、數(shù)據(jù)傳送,、數(shù)據(jù)存儲和任務管理，減少從閱讀器傳送的數(shù)據(jù)量,。同時,，中間件還可提供與其他RFID支撐軟件系統(tǒng)進行互操作等功能。此外,，中間件還定義了閱讀器和應用2個接口,。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,，同時為每一個進入超市選購商品的顧客配置一個手持設(shè)備,，顧客在手持設(shè)備上輸人所需的商品名稱，手持設(shè)備與超市中的讀卡器通過中間件操作系統(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)備引導顧客前往所需購買的商品處。
1.3超市物聯(lián)網(wǎng)導購系統(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標簽,，并建立自己的標簽庫。讀卡器之間利用Zigbee協(xié)議進行信息交互,。每個讀卡器相當于物聯(lián)網(wǎng)中的一個節(jié)點,，節(jié)點中存放著自己鄰居節(jié)點的信息。也就是說每個讀卡器都能獲得它的鄰居讀專器中的標簽信息,。
顧客的手持設(shè)備為物聯(lián)網(wǎng)中的移動節(jié)點,，可以和讀卡器進行實時通信[4]。同時,，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)絡為多跳網(wǎng)絡[5],，當讀卡器收到移動節(jié)點發(fā)來的商品信息時，如果商品信息不再自己的標簽庫中,，則將消息轉(zhuǎn)發(fā)給自己的鄰居節(jié)點直到找到目標讀卡器,。讀卡器節(jié)點根據(jù)目標讀卡器節(jié)點的位置不斷將路由指示發(fā)送到手持設(shè)備上并通過LCD顯示給顧客。
當顧客到達目標讀卡器對應的區(qū)域時,，目標讀卡器將商品的標簽信息發(fā)送給顧客,，顧客通過標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
整個智能超市系統(tǒng)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)限進入超市購物,。
2)搜索導航。顧客在超市的智能購物車上可以搜索和選擇所需要的商品,，超市內(nèi)的導航系統(tǒng)將讀取顧客當前位置信息,，并引導顧客前往相應購買區(qū)；
3)信息讀取,。當顧客表現(xiàn)出對某類產(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,。智能購物車可以將顧客臨近商品的特價或優(yōu)惠等信息傳遞給顧客,，供顧客挑選商品；
5)智能清算,。結(jié)賬時無需像傳統(tǒng)的條形碼一樣逐漸商品掃描,，直接將整車的商品信息讀取，得到消費金額,，自動從“市民卡”上扣取,。
方案設(shè)計圖如圖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”通過身份驗證進入超市；無“市民卡”將無法進入超市,，強行進入會進行報警,；
2)顧客人選一個智能購物車，利用其配備的手持設(shè)備進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、廠商,、價格)通過手持設(shè)備展示給顧客,；當顧客表現(xiàn)出對某類商品的信息時，將其相關(guān)信息(含購買率等信息)通過手持設(shè)備展示給顧客,。
4)當顧客選定好商品后,，手持設(shè)備將顯示出顧客當前所處位置，以及選購商品所處位置,，并選擇一條最佳路線引導顧客前往購買,；
5)顧客購買好商品后通過RFID計算通道進行智能結(jié)算，并自動從“市民卡”內(nèi)扣錢,，如市民卡內(nèi)金額不足則予以提示不予放行,，否則直接報警；
6)沒有購買商品的顧客從正常出口離開超市，如果購買商品卻沒有通過結(jié)賬通道則進行報警,。
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)導購系統(tǒng)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(chǔ)上,，利用博覽中心的智能“市民卡”進行身份的識別，該功能只需博覽園配置相應的設(shè)備即可,；超市內(nèi)通過安裝“市民卡”讀卡器,，感知身份信息，同時將身份信息發(fā)送到應用子集進行身份驗證,。
3.2搜索導航模塊
在現(xiàn)有的超市購物車上配置具有讀卡器功能的手持設(shè)備,，通過手持設(shè)備可以瀏覽商品的信息，并且選購商品,。手持設(shè)備嵌入了RFID讀卡器,，可以實現(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為搜索導航操作界面,。
當選擇好商品后，手持設(shè)備將購置信息傳給讀卡器節(jié)點,，讀卡器節(jié)點讀取其監(jiān)測環(huán)境中的標簽信息,，如果某讀卡器節(jié)點范圍內(nèi)沒有相關(guān)物品信息，則傳送信息給其鄰居讀卡器節(jié)點,，直到找到相關(guān)物品,。同時將物品的位置信息返回手持設(shè)備，獲取當前位置信息和物品信息,，自動選擇一條最優(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(shè)備可以通過讀卡器讀取附近商品的信息,，通過手持設(shè)備上的附近商品介紹選項可以瀏覽商品信息,。當用戶表現(xiàn)出對某種商品的興趣時，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
當顧客處于某類商品的區(qū)域時，特價商品通過推薦選項將相關(guān)商品的促銷活動以及購買情況展示給顧客,。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，顧客采購商品后只須推著購物車通道一道安裝RFID閱讀器的結(jié)賬出口,，系統(tǒng)便會即刻對購物車內(nèi)所有貼有RFID標簽的貨品進行一次性掃描,，并自動從顧客的市民卡上扣除相應的金額，打印購物清單憑條,。整個結(jié)賬過程在短短數(shù)秒內(nèi)即可完成,。為了安全起見，我們采用兩次信息收集核對,，在顧客將商品放入購物牽時,，記錄商品信息，并返回終端結(jié)算系統(tǒng),。如果有商品從購物車中拿出,，則將對應信息從終端清除。當顧客通過RFID收貨通道時,，進行結(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)的超市導購物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)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(jié)省了顧客的等待時聞,。最后，該系統(tǒng)的實現(xiàn)能使超市更加智能化和人性化,，促進商家售貨,，并能滿足購物者的個性化服務，應用前景良好,。當然,，諸如電子標簽的成本問題、電子標簽與物聯(lián)網(wǎng)應用相關(guān)標準和規(guī)范的制定,、物聯(lián)網(wǎng)的信息安全等都是影響該系統(tǒng)應懲普及的關(guān)鍵因素,，因此，有必要對這些基礎(chǔ)性問題作進一步深入的研究,。