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MA Xu-ping， MA Jin-zhou， HE Cheng，WANG Xiao-bai， LI Chuan-yue
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超市快速智能结算系统的实现
Design of the Supermarket Express Checkout System Based on RFID Technology
MA Xu-ping， MA Jin-zhou， HE Cheng，WANG Xiao-bai， LI Chuan-yue
（School of Computer Science， Beijing Information Science and Technology University， Beijing 100101， China）
： Nowadays， the problem of supermarket checkout is still serious. The Express Checkout system which is based on RFID technology system has been proposed to address this need. The system comprising a data acquisition system， the client system Supermarket Cashier， supermarket Background Intelligent integrated management system. The RFID reader acquisition through bar code data to the Cashier client system over the network， through the acquired data matching， processing， display， enabling customers to quickly know the total price of the shopping cart of goods. By the implementation and testing of the system， analysing test data， it was confirmed that the system can effectively shorten the supermarket checkout time， and provide a fast and better shopping experience to the customers.
现如今，随着人口数量的不断增长，超市在城乡中的数量也日益增多。而超市在给我们提供便利的同时也使得结账等待时间过久、付款方式繁琐的问题显得尤为突出[1]。倘若这类
问题得不到及时的解决，久而久之，就会导致顾客对超市的满意度大幅下降，造成顾客流失。这不但影响了顾客的购物体验，也影响了超市的经济效益。针对以上的现象，我们设计并实现了一个基于RFID技术的超市快速结账系统，该系统能大幅较少顾客结账的等待时间，从而提高顾客满意度，达到顾客、超市经营者均满意的效果。
1 RFID技术
RFID（Radio Frequency Identification）技术，中文称为无线射频识别技术，是新兴发展起来的一项重要的自动识别和自动采集数据技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，是一种非接触式的自动识别技术[2]。RFID的核心是RFID标签（ RFID Tag ），也称电子标签，由芯片与天线组成，芯片中存储有能够识别目标的信息。标签附着在物体上以标识目标对象 [3]。RFID按应用频率的不同分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）及微波（MW），相对应的代表性频率分别为：低频135kHz以下、高频13056MHZ、超高频（860～960）MHz、微波2.4G和5.8G；RFID的能源供给方式分为无源RFID、有源RFID以及半有源RFID，无源RFID读写距离短，价格低；有源RFID可以提供更远的读写距离，但是需要电池供电，成 本要高一些，适用于远距离读写的应用场合。本系统采用的是无源RFID，工作频率为900MHz。
RFID工作原理：当标签进入发射天线工作区域时，标签就会被激活，将自身的信息代码通过内置天线发送到读写器上，读写器获取标签信息代码并解码后，将标签信息送至主机进行处理，如图1所示。
本系统硬件主要由RFID电子标签、天线、读写器以及主机组成，如图2～5所示。
2 RFID&超市快速结算系统设计
基于RFID&超市快速结算系统，其示意图如图6所示。主要由以下单元组成：
1）具有非接触性的高速信息处理的RFID射频识别单元，用于识别超市商品上的标签。
2）具有超市前端数据采集单元，用于动态的采集商品的信息，并将采集到的数据通过有线网络传输到前台收银客户端，再通过有线网络传输至后台服务器端。 3）具有后台数据分析和处理的计算机系统即超市后台智能综合管理系统，系统存储所有超市商品的信息，
主要完成一：将RFID射频识别单元采集来的数据进行处理，并将处理结果传输到前台客户端；二：可对商品信息进行增、删、改、查等操作。
4）具有超市前台收银客户端显示单元，用于接受后台处理完后传送来的数据，显示并打印流水小票。
超市快速智能结算系统主要部署方案如下：
一般超市部署10个结算通道，分别需要40个天线、10个RFID读卡器、10台收银客户端。每4个天线与1个RFID读卡器构成一个购物通道，每一个通道需要一台收银客户端，当RFID读卡器读取到数据后传输至后台服务器，经过对数据的处理与匹配，将得到的有效数据再传至前台客户端，收银员可以清楚看到该购物车内所有货物的价格。后台商品管理员，可以通过后台服务器查看流水单，清点商品，对超市商品进行管理及维护。整个网络都是用内部有线网络，保证数据的完整性、可靠性、安全性。
3系统实现原理
3.1 RFID&前端数据采集系统
RFID&前端数据采集系统是超市快速结账系统的核心部分。当载满贴有RFID标签商品的购物车通过用RFID阅读器构成的购物通道时即启动前端数据采集系统，实现对商品的数据采集，RFID&前端数据采集系统结构如图7所示。
前端数据采集系统中，要在短时间内完成对大批量的数据进行数据采集，保证数据采集的完整性，将利用并发时的采集模式。
在单通道里利用RFID阅读器的并发实现快速结账。当使用一个天线进行扫描时，购物车里的物品不能够一次性扫描完，存在着各种问题，例如水、金属等物质影响天线扫描的范围，从而需要更多的时间去反复扫描。当使用4个天线构成环形，形成立体式扫描，增大扫描范围，加快扫描时间，具体结构如图8所示。
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