基于RFID技術(shù)的智能超市構(gòu)架方案

#基于RFID技術(shù)的智能超市構(gòu)架方案2003年6月19日,在美國芝加哥召開的“零售業(yè)系統(tǒng)展覽會”上,全球最大的零售機構(gòu)沃爾瑪宣布將采用一項名為RFID［1］-［3］的技術(shù)，以最終取代目前廣泛使用的條形碼，成為第一個公布正式采用該技術(shù)時間表的企業(yè)。其他零售業(yè)巨頭，如麥德隆、Tesco、卡爾施泰特(Karstadt)也紛紛加入RFID技術(shù)的應(yīng)用行列。一時間,一股研究RFID技術(shù)的熱潮席卷全球，我國于2006年6月9日正式發(fā)布《中國射頻識別(RFID)技術(shù)政策白皮書》，為中國RFID技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了方向。RFID(RadioFrequencyIdentification)射頻識別技術(shù)，是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標(biāo)識別、定位及長期跟蹤管理。從2003年開始實施RFID計劃到現(xiàn)在,這項技術(shù)已經(jīng)給沃爾瑪在庫存管理、銷售管理和售后服務(wù)方面每年節(jié)約了近85億美元的成本,而且其潛在的價值還沒有被完全開發(fā)。其他的零售商巨頭如Tesco、麥德隆、卡爾施泰特等，也緊跟沃爾瑪之后，紛紛開始啟動或者實施RFID計劃,但目前還未宣布正式全面實施這項新技術(shù)。而國內(nèi)的大超市如大潤發(fā)、樂購、蘇果等目前仍然使用條形碼技術(shù)，并且沒有開始計劃實施RFID技術(shù)。他們的CEO對于這項新技術(shù)還不是很了解，大部分持謹(jǐn)慎的態(tài)度。本文在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上給出了一種基于RFID技術(shù)的智能超市實現(xiàn)方案，為我國零售業(yè)實施RFID技術(shù)提供了參考。智能超市試想,我們推著購物車在超市購物,當(dāng)我們找不到想買的商品時,只需在購物車的觸摸屏上輸入商品名稱,顯示屏就會立刻顯示一條能找到那個商品的最優(yōu)路線;我們還可以隨時查看目前所購商品的總價格,甚至每到一個貨架之前就可以瀏覽該商品的相關(guān)信息,而不需要擔(dān)心費力氣去找商品的說明;當(dāng)我們需要結(jié)賬的時候,我們不需要排著長長的隊,等待收銀員一件件的掃描商品、裝袋、收款、開票,我們只需要在結(jié)賬通道等待幾秒的時間,便可以離開了;甚至當(dāng)我們有一天收到超市發(fā)來的一條我們最關(guān)心的商品的優(yōu)惠信息時,我們只需要回復(fù)“要”或者“不要”,商品便被迅速送到家門口。智能超市［4,5］就是一個將RFID技術(shù)應(yīng)用于零售業(yè)的實例，它通過整合RFID技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件開發(fā)技術(shù)和嵌入式開發(fā)技術(shù),在庫存管理、銷售管理、物流配送等方面降低超市成本,提高供貨商對消費端的反應(yīng)效率,并給顧客以更好的用戶體驗,提高顧客的忠誠度和滿意度,真正將供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)為以消費者需求為導(dǎo)向的運作模式,創(chuàng)造了一個以消費者為主導(dǎo)的零售關(guān)系［6］。實現(xiàn)方案個實現(xiàn)方案如圖1所示:首先超市所有的供貨商都必須為每件貨物貼上RFID標(biāo)簽，然后在將貨物送至倉庫之前,在貨物檢測區(qū)域稍作停留,待閱讀器檢測完貨物的類型、名稱和數(shù)量后,貨物入庫。同時閱讀器將入庫商品的信息通過網(wǎng)絡(luò)上傳至中心服務(wù)器,中心服務(wù)器進(jìn)行商品信息的更新。商品入庫以后,可以由檢驗人員對貨物進(jìn)行檢驗,然后再調(diào)整商品信息。商品上了智能貨架以后,顧客就可以推著智能購物車進(jìn)行購物了。智能貨架其實是一些按照特殊要求制作的擺放商品的地方,智能貨架通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到中心服務(wù)器,每個智能貨架上面貼有放置一類貨物類型的標(biāo)簽,比如兒童玩具汽車、洗衣粉等等。這類標(biāo)簽和貼在商品上的標(biāo)簽是有區(qū)別的,它們都是有源標(biāo)簽,可以主動向閱讀器報告位置;而商品上的標(biāo)簽是無源的,它們只能在有效范圍內(nèi)被閱讀器讀取。兩種標(biāo)簽的成本有很大的差別,不過都符合UHFGEN2標(biāo)準(zhǔn)。智能購物車是一個在傳統(tǒng)購物車基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),集閱讀器模塊、無線通信模塊、觸摸屏及ARM芯片為一體的嵌入式系統(tǒng)。顧客可以通過觸摸屏設(shè)定需要購買的商品的信息,并且可以隨時看到購物車內(nèi)商品的總價格,如果到達(dá)顧客預(yù)先設(shè)定的商品,智能購物車會發(fā)出很悅耳的提示聲。購物車上配置超市的電子地圖,如果顧客需要查詢某一商品的具體位置,可以在觸摸屏上查詢,那么電子地圖上將會顯示一條找到該商品的指示線路。當(dāng)顧客購買完貨物出去結(jié)賬時,不需要再排著長隊等候收銀員掃描,結(jié)賬,只需要在結(jié)賬區(qū)域等待幾秒鐘的時間,用戶可以便可以通過支付現(xiàn)金、刷信用卡或者超市專用的購物卡結(jié)賬離開。當(dāng)顧客在超市中購買了一段時間以后,中心智能配送系統(tǒng)將通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)產(chǎn)生比較有用的信息,并提示顧客。比如某一顧客在每隔1個月需要在超市買5升裝的金龍魚谷物調(diào)和油,那么可能經(jīng)過半年以后,中心智能配送系統(tǒng)會發(fā)送一條短消息:“尊敬的***顧客您好:***超市現(xiàn)有5升裝的金龍魚谷物調(diào)和油進(jìn)行促銷活動,價格***元/桶,您需要嗎?如果需要請輸入Y,并在后面加上你需要的數(shù)量,如1,2?！边@樣顧客只需要回復(fù)“Y”或者“Y,3”,那么在很短的時間內(nèi)，油就會有人送到家門口。油的費用是從話費中扣取的，運費由超市承擔(dān)。此外,顧客還可以根據(jù)自己的喜好設(shè)置自己經(jīng)常去超市需要購買的商品,比如:酸奶、面包、水果等等,同樣中心智能配送系統(tǒng)也可以采取與前面送油的例子相似的操作為顧客送貨。幾點說明關(guān)于安全問題RFID的安全問題歷來都是眾多學(xué)者關(guān)注的焦點,由于標(biāo)簽成本所限,標(biāo)簽本身很難具備能夠足以保證安全的能力。非法用戶可以利用合法的閱讀器或者自構(gòu)一個閱讀器,直接與標(biāo)簽進(jìn)行通信。這樣就可以很容易地獲取標(biāo)簽內(nèi)所存數(shù)據(jù)。通過使用基于橢圓密碼體制的簽密算法可以解決這個問題,關(guān)于這部分內(nèi)容可參閱本文作者的另一篇論文:一種基于ECC的簽密算法在RFID系統(tǒng)的應(yīng)用研究［7］。關(guān)于智能貨架每個智能貨架上都設(shè)置天線，每類商品的旁邊貼有有源RFID標(biāo)簽，可以主動向過往的智能購物車發(fā)送本貨架的商品信息。智能貨架能增加智能購物車讀取商品的準(zhǔn)確率,減少誤讀、漏讀的幾率。此外,還應(yīng)具有較強的防磁和抗干擾能力。關(guān)于智能購物車可將閱讀器、ARM芯片、觸摸屏構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)固定在傳統(tǒng)購物車上，形成造型優(yōu)美,操作方便的智能購物車。顧客可在顯示屏上輸入需要購買的商品的名稱,顯示屏可以顯示一條前往購買該商品的最優(yōu)路線。當(dāng)客戶需要結(jié)賬時,購物車可以顯示當(dāng)前購買的商品的價格及所有商品的總價格。自助結(jié)帳POS終端由于系統(tǒng)可以從智能購物車中讀取商品的總價格，因此自助結(jié)帳POS終端可在很短的時間內(nèi)完成結(jié)賬任務(wù),并且可以同時對多個智能購物車內(nèi)的商品進(jìn)行結(jié)賬工作,而不會與其他POS終端或閱讀器設(shè)備發(fā)生干擾而計算錯誤。結(jié)論如何將RFID技術(shù)應(yīng)用于超市，構(gòu)建智能型超市是目前零售業(yè)巨頭正在關(guān)注的熱點之一,通過實施智能超市計劃,提升顧客體驗,及時