基于單片機(jī)的智能購物車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王巖　張建新

【摘 要】本文對(duì)傳統(tǒng)的購物車進(jìn)行進(jìn)一步改造，把掃描商品這個(gè)任務(wù)分?jǐn)偟筋櫩唾徫镞^程中，以單片機(jī)為中心，設(shè)計(jì)出一個(gè)可以自助結(jié)算，無線傳輸?shù)碾娐罚沟觅徫镘囍悄芑?，同時(shí)節(jié)省了消費(fèi)者排隊(duì)付賬的時(shí)間，增加了購物的樂趣，也為商家節(jié)省了運(yùn)營成本，一舉多得。設(shè)計(jì)一個(gè)基于AT89C51單片機(jī)的智能購物車結(jié)算電路，具有條碼掃描計(jì)價(jià)和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/p>

【關(guān)鍵詞】智能；購物車；自助結(jié)算

【Abstract】this article to further reform of the traditional shopping cart， scanning the task allocation to customers shopping process， with the single chip processor as the center， can design a self-help settlement， wireless transmission circuit， makes the intelligent shopping cart， saves time of customers line up to pay bills at the same time， increase the fun of shopping， saving operating costs for businesses， fully staffed. To design a smart shopping cart and settlement of circuit based on AT89C51， the pricing and the function of wireless data transmission with bar code scanning.

【Key words】Intelligence； Shopping cart； Self-service and settlement

0 引言

中國是個(gè)人口大國，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們的購物需求也逐漸增長，貨物的流通加快，雖然經(jīng)過近幾年互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，超市還是暫時(shí)不可取代的，超市的經(jīng)營模式已經(jīng)深入人心。下班時(shí)間、節(jié)假日或超市促銷活動(dòng)時(shí)成為了超市購物的高峰期，此時(shí)收銀臺(tái)必定會(huì)出現(xiàn)排隊(duì)長龍，即使所有收銀臺(tái)開放也無法明顯緩解付款時(shí)的壓力。有些顧客即使購買很少量的商品也需要等上很長時(shí)間，怨言不斷。為了解決付款排隊(duì)等待時(shí)間過長的問題，智能購物車是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

目前智能購物車的研究已經(jīng)有一些，在《基于STC89C516的超市智能購物車的研發(fā)》一文，在購物車上裝設(shè)一套單片機(jī)設(shè)備，顧客設(shè)備上查詢商品信息，根據(jù)查詢出的商品信息，可以讓顧客更方便的找到自己想要購買的商品[1]。如果顧客決定購買商品，使用設(shè)備中配備的條形碼識(shí)讀器對(duì)商品掃描，同時(shí)價(jià)格顯示在顯示屏上。顧客購物結(jié)束之后，可以通過無線設(shè)備將清單發(fā)送到收銀臺(tái)的電腦上，當(dāng)顧客決定付款時(shí)，直接到收銀臺(tái)付款即可。《基于條碼識(shí)別技術(shù)的智能購物車設(shè)計(jì)》一文，作者采用Microchip公司的PIC16f877型號(hào)的單片機(jī)，配有條形掃描儀、液晶觸摸屏、無線數(shù)傳模塊、磁卡讀寫器、EAS系統(tǒng)（解碼器）等裝置[2]，軟件設(shè)計(jì)則采用模塊化設(shè)計(jì)的思路，包括系統(tǒng)初始化程序、價(jià)格查詢程序、軟標(biāo)簽解碼程序、讀卡結(jié)算程序和收發(fā)模塊程序。《基于單片機(jī)的紅外遙控智能小車的設(shè)計(jì)》，該文主要從推廣、市場(chǎng)方向分析智能小車應(yīng)用需要考慮的很多問題[3]。有關(guān)于智能購物小車的其他方面的文獻(xiàn)，研究設(shè)計(jì)的發(fā)明成果需與工業(yè)的發(fā)展和人們生活緊密聯(lián)系，最終這些發(fā)明成果能否在生活中推廣，需要經(jīng)過市場(chǎng)的檢驗(yàn)[4-7]。

1 硬件設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)智能小車的功能，采用分塊的設(shè)計(jì)思路，由中央信息處理系統(tǒng)、輸入與顯示系統(tǒng)等組成[8-9]。AT89C51單片是整個(gè)系統(tǒng)核心部件，是控制中樞，和數(shù)據(jù)處理中心。無線通信模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)掃碼后所得數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)墓δ?。顯示屏可以顯示商品信息，供人們?yōu)g覽。作者讓自己的智能小車具有導(dǎo)航、促銷這些人性化的設(shè)計(jì)。以單片機(jī)為中心的購物車控制方案如圖1所示。采用MCU技術(shù)，單片機(jī)作為主控器，利用帶字庫的12864圖形點(diǎn)陣液晶屏作為顯示電路，采用外部晶振作為時(shí)鐘脈沖，通過按鍵可以進(jìn)行輸入。

AT89C51是能耗低，性能很高的8位單片機(jī)，他的只讀存儲(chǔ)器的容量是4k bytes，可以反復(fù)擦寫，MCS-51的指令系統(tǒng)可以在AT89C51單片機(jī)上運(yùn)行，內(nèi)置的8位中央處理器以及flash存儲(chǔ)單元，功能非常強(qiáng)大，可運(yùn)用在各種控制領(lǐng)域。

在單片機(jī)系統(tǒng)里都存在晶振電路，晶振作用在單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行中非常大，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，晶振所提供的時(shí)鐘頻率越高，則單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。

單片機(jī)內(nèi)部存在一個(gè)高增益、反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。通過這兩個(gè)引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容。這樣就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。振蕩電路脈沖經(jīng)過二分頻后作為系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)，再在二分頻的基礎(chǔ)上三分頻產(chǎn)生ALE信號(hào)，此時(shí)得到的信號(hào)是機(jī)器周期信號(hào)。

在液晶顯示電路的設(shè)計(jì)中，我采用了不帶字庫的AMPIRE128*64圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊作為人機(jī)交互的界面。液晶屏為側(cè)部高亮白色LCD，功耗僅為普通LED的1/5—1/10，功耗比較低，節(jié)能環(huán)保。憑借此電路靈巧的端口模式和簡潔、便捷的操作命令，能夠形成一個(gè)全為中文的人機(jī)交流的界面。供電的電源電壓很低（VDD：+3.0～～+5.5V），并且無需片選信號(hào)，簡化軟件設(shè)計(jì)，在同類型的液晶顯示模塊中可以稱得上是性價(jià)比很高者了。能夠展示4*8行16*16的點(diǎn)陣漢字，同樣能完成圖形的展示。整個(gè)液晶顯示屏分左、右兩個(gè)半屏，每個(gè)半屏有8頁，每頁有8行，這里需要注意的是數(shù)據(jù)是豎行排列。液晶屏顯示一個(gè)漢字要16*16點(diǎn)，需要占用兩頁。全屏有128*64個(gè)點(diǎn)，故可顯示32個(gè)中文漢字。每兩頁顯示一行漢字，可顯示4行漢字，每行8個(gè)漢字。而液晶屏顯示數(shù)據(jù)需要16*8個(gè)點(diǎn)，顯示數(shù)據(jù)可以顯示64個(gè)。

在無線數(shù)據(jù)傳輸電路的設(shè)計(jì)中，我采用的是JZ863型微功率數(shù)傳模塊。JZ863數(shù)傳模塊是高度集成的微功率無線數(shù)傳模塊，運(yùn)用TI高性能射頻芯片。該無線模塊提供8個(gè)頻道，并配備有專業(yè)的設(shè)置軟件，人們 可很方便的進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，模塊傳輸?shù)姆绞绞峭该鞯模瑐鬏敂?shù)據(jù)的大小沒有設(shè)置。模塊體積小，方便使用。無線模塊與PC機(jī)連接示意圖。

2 軟件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)中鍵盤電路用到了八個(gè)P1引腳，液晶顯示器電路用到了P0和部分P2引腳，P3.0和P3.1引腳則與無線收發(fā)模塊相連接，作為數(shù)據(jù)的輸入輸出接口。

主程序流程框圖如圖2所示。

3 仿真與調(diào)試

Proteus軟件是由英國Lab Center Electronics公司出版的一個(gè)EDA工具軟件。Proteus不但有著別的EDA工具軟件的所具有的仿真功能，而且還可以對(duì)單片機(jī)和外圍器件進(jìn)行仿真。在程序編譯方面，Proteus支持Keil和MATLAB等多種編譯器。

4 總結(jié)

國內(nèi)現(xiàn)有超市手推車只實(shí)現(xiàn)容器功能，并且不能完成貨物量的統(tǒng)計(jì)查找功能，造成了大量的人力物力和資源時(shí)間的浪費(fèi)。 本系統(tǒng)將單片機(jī)技術(shù)、信息處理、傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)超市購物車進(jìn)行改進(jìn)。 顧客可以通過觸摸顯示屏在超市入口處設(shè)定需要購買的商品， 系統(tǒng)會(huì)在觸摸顯示屏上顯示最快捷的購物路線； 商家可以在超市的中央控制系統(tǒng)設(shè)定某商品的最新促銷活動(dòng)內(nèi)容，當(dāng)顧客通過此設(shè)定商品時(shí)，觸摸顯示屏?xí)詣?dòng)播報(bào)視頻圖像及語音內(nèi)容；當(dāng)顧客結(jié)帳時(shí)，不需要對(duì)所購商品逐一掃描，而是一鍵式付款。 于此同時(shí)，還可以在系統(tǒng)中顯示或者語音播報(bào)單個(gè)商品的價(jià)格、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家等信息。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張喆.基于STC89C516的超市智能購物車研發(fā)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用.2009，28 （6）：94-96.

[2]劉兵，劉小朋，曾翔亮.基于條碼識(shí)別技術(shù)的智能購物車設(shè)計(jì)[J].森林程，2012，11.

[3]趙海蘭.基于單片機(jī)的紅外遙控智能小車的設(shè)計(jì)[J].無線互聯(lián)科技，2011，03.

[4]鄭波.開發(fā)自助掃描結(jié)賬系統(tǒng)提高超市運(yùn)營效率[J].商場(chǎng)現(xiàn)代化，2008（546）.

[5]蘇晨.智能購物車將簡化顧客購物流程[J].中國防偽報(bào)道，2008（01）.

[6]阿瑟加.美國超市，高科技購物吸引顧客[J].大眾商務(wù)，2010（06）.

[7]李翠芝，申婷婷.超市結(jié)賬方式的系統(tǒng)研究[J].電子商務(wù)，2010（6）.

[8]朱兆優(yōu)，陳堅(jiān)，鄧文娟.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012，7.

[9]張俊謨.單片機(jī)中級(jí)教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]