智能購物車是綜合利用計算機網(wǎng)絡、射頻識別技術、數(shù)據(jù)庫技術、單片機于一體的設備具有先進性、便于管理性、經(jīng)濟性、普適性?；贜FC?(Near Field Communication，近場通信)技術的智能購物車，能夠大幅縮短結賬排隊時間，實現(xiàn)“無感支付”。NFC是一種非接觸式自動識別技術，當NFC 標簽靠近閱讀器的工作范圍之后，通過線圈獲得感應電流，感應電流經(jīng)過升壓電路作為電源，將儲存器寄存的信息發(fā)送給閱讀器，閱讀器再根據(jù)接收的信息進行解碼處理。這樣大大減少人員成本，同時方便了超市管理，提高顧客的購物體驗。

1購物車工作原理(Working principle of shopping cart）

1.1基本原理和技術

智能購物車就是物聯(lián)網(wǎng)應用的一個實例，智能購物車綜合運用嵌入式開發(fā)，數(shù)據(jù)庫技術無線網(wǎng)絡通信，以及射頻識別技術。單片機在購物車上作為信息處理的模塊，同時兼?zhèn)渚W(wǎng)絡傳輸功能。實現(xiàn)購物數(shù)據(jù)實時傳輸，方便超市工作管理，也可以利用實時數(shù)據(jù)來實現(xiàn)智能超市的感知，包括優(yōu)化庫存，調(diào)整供應鏈等。

智能購物車最大的特點就是使用了樹莓派和NFC技術。樹莓派是一種基于Arm架構的微型電腦，具備標準的馮·諾伊曼結構。內(nèi)置CPU和內(nèi)存，需要連接 Micro SD卡作為外存同時具有連接IEEE 802.11標準協(xié)議的無線網(wǎng)絡模塊。支持Java、CPython等編程語言，可以使用 SPI驅(qū)動。利用樹莓派，可以很快地完成對硬件驅(qū)動的開發(fā)，對超市數(shù)據(jù)庫的連接，而不需要專門學習單片機的編程語言。

NFC 技術即射頻識別技術，通過非接觸的方式實現(xiàn)雙向通信，NFC發(fā)起設備提供射頻場，NFC目標設備運用負載調(diào)制技術，可以和調(diào)整至與發(fā)起設備一樣的傳遞速率進行數(shù)據(jù)傳輸。目前 NFC廣泛用于公交卡、身份證，以及物流系統(tǒng)和手機中。通過 NFC 可以對資源進行快速定位，信息傳輸。

NFC與 RFID 區(qū)別：NFC 是由 RFID 發(fā)展而來，NFC工作頻率僅在 13.56MHz，而RFID工作頻段分為低頻，高頻和特高頻，頻率從120kHz至5.8GHz，執(zhí)行不同的ISO/IEC18000標準都有不同的工作頻率。NFC 可以內(nèi)置安全芯片，有效防范黑客讀取破解。

1.2工作原理

供貨商將所有的商品都需要貼上 NFC不干膠貼，超市只需要在收貨的時候，用掃描器掃描NFC 標簽，就可以完成入庫的操作。同時會將商品數(shù)據(jù)采集到超市的數(shù)據(jù)庫，超市可以繼續(xù)錄入完善商品的信息。當所有商品信息都上傳至中心服務器之后，就可以使用智能購物車進行購物了。智能購物車是在傳統(tǒng)購物車的基礎上進行改造，擁有樹莓派+NFC 閱讀器組成的系統(tǒng)。顧客的智能手機與智能購物車通過超市 WLAN 或購物車藍牙，以及 NFC 連接的方式，與智能購物車進行配對。樹莓派接入超市的 WLAN，NFC 閱讀器讀取商品上面NFC標簽的內(nèi)容，返回給樹莓派數(shù)據(jù)，樹莓派對數(shù)據(jù)只對數(shù)據(jù)進行合法性校驗，比如奇偶校驗、校驗和等NFC標簽使用EPC(Electronic Product Code，電子產(chǎn)品編碼)，并且使用鎖位式雙前綴探針防碰撞算法，可以減少冗余信息傳輸，提高算法搜索效率。為了降低中心服務器的工作負荷，樹莓派將使用異步傳輸?shù)姆绞絹砼c超市服務器進行數(shù)據(jù)交換。此時顧客的智能手機將出現(xiàn)購物車中所存在的商品信息。

2工作流程(Workflow)

將購物車推至結算區(qū)域，當樹莓派接收到結算區(qū)域的安全網(wǎng)絡時，進入結算程序。NFC閱讀器反復讀取數(shù)次存在于購物車的商品上的 NFC 標簽，將商品信息發(fā)送到超市服務器，超市服務器與支付網(wǎng)關連接，進行安全認證，對顧客賬戶進行扣款。

3程序?qū)崿F(xiàn)(Program realization)

3.1程序架構

整個軟件分為三個部分，由超市服務器系統(tǒng)，智能購物車系統(tǒng)，支付網(wǎng)關組成。其中，上位機是樹莓派、超市服務器和智能手機，樹莓派主要使用Python語言進行軟件開發(fā)，超市服務器使用PostgreSQL數(shù)據(jù)庫，下位機是RFID-RC522A讀卡器。

3.2調(diào)試讀卡器與樹莓派連接

將樹莓派的系統(tǒng)讀寫到 MicroSD卡，并且在根目錄下新建SSH目錄，配置好WIFI連接然后使用數(shù)據(jù)線與樹莓派連接，使用5V/2A 直流電供電，插上即可開機。

在終端里輸入 sudo raspi-config，然后再彈出頁面選擇Interfacing Options->SPI->確認。

出處 軟件工程

原標題 基于NFC的智能購物車設計

作者 韋雨軒 陳祥苗 尹浩翔 賈興東 吳靜

參考資料

https://www.hooketech.com/smart-shopping-cart.html文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-775980.html

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