一种超市购物结账装置及自助结账方法 【技术领域】
本发明涉及一种超市结账系统，特别涉及一种基于射频技术的超市购物结账装置及自助结账方法。
背景技术
目前，超市主要是通过对商品上的条形码扫描实现结账。而现有条形码具有一次只能扫描一个，读取距离小，易受损坏，数据易被破坏等缺点。顾客选好商品后要排很长的队，由收银员对条形码进行一个一个地扫描。其排队等候过程浪费了顾客很多的时间，而顾客对一些超市排队的顾忌也会减少超市的销售量。同时，超市需雇佣大量收银员，也增加了超市的运行成本。而RFID(射频识别)标签则具有存储容量大，能做到每个商品有其独特的数据信息，具有防冲撞技术，能同时读多张标签，读取距离大，还可起到防盗的作用。目前RFID应用在制造业、医疗、交通、电子证件和动物识别等许多领域。
【发明内容】
本发明为解决超市结账排队等待和运行成本高的问题，提供了一种基于RFID(射频识别)标签的超市购物结账装置及商品自助结账方法，能够实现高效率自助结账，节约顾客时间，减少超市经营成本。
为了达到上述目的，本发明是采用如下技术方案予以实现的：
一种超市购物结账装置，其特征在于，包括服务器、交换机、一个主PC机和若干个柜台PC机、一个门道PC机构成的后台管理系统。所述服务器通过交换器与各柜台PC机双向连接交换信息，实现对服务器数据库的共享；主PC机供超市管理人员实现对整个结账系统的管理操作；每个柜台PC机均与一个第一读写器，一个触摸屏显示器，一个读卡器，一个打印机相连构成自助结账系统；其中第一读写器双向连接一个标签检测天线，该标签检测天线设置在一个具有回收标签功能的解码箱内；用以通过标签检测天线读取解码箱中商品的PVC标签的信息；所述门道PC机与一个第二读写器和一个报警装置相连构成门道检测系统，其中第二读写器双向连接一个设置在超市出口的门道天线，用以检测通过商品的软标签的信息。
上述方案中，所述解码箱中间靠上部水平设置有宽度略小于解码箱宽度的传送带，该传送带绕前后两个传动轴形成上下矩形封闭传动结构，在该上下矩形封闭传动结构的传送带之间水平设置有本身即为标签检测天线的平板；所述解码箱上面的前部开有标签投口相对箱中传送带移动始端位置，投入的PVC标签随传送带前移被标签检测天线平板读取信息后从传送带移动末端落入解码箱下部被集中回收。
所述第一、第二读写器工作频率为13.56MHz，采用ISO15693的协议。所述报警装置是以MSP430F169单片机为核心的声音报警器。
一种基于以上超市购物结账装置的自助结账方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)超市每件商品都附有两张RFID标签，其中一张是固定在商品上的软标签(很难取下和破坏)，另一张是可取下的PVC标签，该两张标签的唯一标识符UID对应该超市里的同一件商品；
(2)顾客在选择好商品后，将附在商品上的PVC标签取下分散放入解码箱，当顾客点击触摸屏显示器上的“扫描”按钮时，柜台PC机控制第一读写器通过设置在解码箱内的标签检测天线读取顾客放入PVC标签的唯一标识符UID，并从数据库中提取对应商品的信息，包括商品名称、价格等，计算出顾客放入解码箱中所有PVC标签的总价，并通过触摸屏显示器显示此次交易的各类商品的数量、单价、总价，等待顾客确认；
(3)顾客确认后提示顾客插入会员卡，通过读卡器读入会员卡信息，并提示用户输入密码，若密码正确，则修改数据库中顾客信息表中对应顾客的信息，包括扣除金额、增加积分等操作；
(4)在步骤(3)操作完成后，柜台PC机将所交费商品对应的软标签唯一标识符UID放入数据库中已交费商品信息表，并打印本次交易信息；
(5)在步骤(4)自助结账完成后，该顾客放入解码箱中的PVC标签即被解码箱自动回收；
(6)门道PC机控制第二读写器通过门道天线一直读取通过超市出口的商品上的软标签的唯一标识符UID，与数据库中的已交费商品信息表对比，若对应商品已交费，则允许通过，并删除已交费商品信息表中的对应商品信息；否则，由报警装置发出语音报警，实现防盗。
【附图说明】
图1为本发明超市购物结账装置的结构框图。
图2为图1中解码箱的具体结构图。其中图2a为俯视图；图2b为图2a的A-A向剖视图。图中：101、主传动轴；102、变速器；103、电机；104、从传动轴；105、传送带；106、标签检测天线平板；107、标签投口。
图3为本发明超市购物自助结账系统流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见附图1、附图2，本发明超市购物结账装置包括服务器，交换机，主PC机，柜台PC机1，柜台PC机2，……柜台PC机N(N为自然数，可根据超市规模大小设置)，门道PC机，触摸屏显示器，第一读写器，读卡器，打印机，第二读写器，报警装置，标签检测天线，门道天线，解码箱。服务器通过交换器与各柜台PC机双向连接，交换信息，实现对数据库的共享。主PC机主要是供超市管理人员实现对整个系统进行管理操作。柜台PC机1，柜台PC机2，……，柜台PC机N是自助结账系统的控制部分，它们分别与一个第一读写器，一个触摸屏显示器，一个读卡器，一个打印机相连；其中第一读写器连接一个标签检测天线以读取解码箱中商品上的标签信息。解码箱中间靠上部水平设置有宽度略小于解码箱宽度的传送带105，该传送带从前向后分别绕主传动轴101、从传动轴104形成上下矩形封闭传动结构，在该上下矩形封闭传动结构的传送带之间水平设置有本身即为标签检测天线的平板；解码箱上面的前部开有标签投口107相对箱中传送带移动始端位置，用来投PVC标签，投入的PVC标签随传送带前移被标签检测天线平板106读取信息后从传送带移动末端落入解码箱下部被集中回收。
传送带105可通过主传动轴101由经过变速器102变速地电机103带动转动，顾客通过触摸屏显示器由柜台PC机对电机103实现控制，点击“开始”按钮后传送带105就开始转动，顾客将PVC标签通过标签投口107投到传送带上被标签检测天线平板106读取信息。待顾客所有标签信息被读取并落入解码箱下部，点击“退出”按钮，传送带就停止转动，然后继续下一位顾客对所放入标签的识别。本发明解码箱结构是为了供顾客交费时更好的将商品标签放入天线的识读范围并且有利于标签自动回收而设计的。为了防止相邻结账系统中与读写器相连的天线信号的相互干扰，各结账装置解码箱的放置需相距一定的距离。
门道检测系统是门道PC机控制第二读写器通过门道天线不断检测通过超市出口的标签的UID并从数据库中已交费商品信息表中查找，若没有对应的商品信息(即该商品没交费)，则通过报警装置发出语音报警。其中报警装置是由MSP430F169单片机为核心实现的的声音报警器。
为防止顾客所选商品由于体积较大或数量较多而不易同时放入解码箱，超市每件商品都粘贴两张RFID标签，其中一张是软标签，一张是PVC标签，这两张标签的UID(唯一标识符)对应该超市里的同一件商品，交费时第一读写器读入PVC标签的UID，交费后将软标签的UID由柜台PC机2写入数据库中已交费商品信息表。其中软标签是贴在商品表面的(不能随意取下)，PVC标签是通过悬挂或粘贴的方式附在商品表面的(可随意取下)，交费完成后回收以减小费用。
下面结合附图3以柜台PC机2控制的结账系统为例对自助结账流程进行详细说明。顾客在选择好物品后，将附在每件商品上的PVC标签取下放入解码箱，由于标签完全重合将会对第一读写器的识别带来比较大的影响，故在放入解码箱时应采用相对分散放入的方式，所以解码箱标签投口107设计成缝隙状可避免顾客一次集中放入标签。通过应用防冲撞技术使得读写器可同时读取多张PVC标签信息，使顾客所选商品的信息能被“一次”读入。当顾客点击触摸屏显示器上的“扫描”按钮时，柜台PC机2控制第一读写器通过解码箱内的标签检测天线板106读取顾客放入解码箱中PVC标签的UID，并从数据库中提取对应商品的信息(价格等)，计算出顾客放入解码箱的所有物品总价，为防止有标签被漏读，第一读写器读入标签信息后通过触摸屏显示器显示此次交易的各类商品的数量、单价、总价，等待顾客确认，顾客确认后，提示顾客插入会员卡，通过读卡器读入会员卡信息，并提示用户输入密码，检测其是否正确，若正确，则检测用户余额是否足够，若足够继续后面的结账流程，即扣除金额、增加积分等。
在以上操作完成后，柜台PC机2将所交费商品对应的软标签UID放入数据库中已交费商品信息表，并打印本次交易信息。以上自助结账完成后，标签已通过传送带105自动落入解码箱底部就可被集中回收。由于这些被回收的PVC标签的UID不会被存入数据库中已交费商品信息表，所以对门道检测系统来说相当于是未交费物品的标签，所以这些标签是不能被带出超市的。门道PC机控制第二读写器通过门道天线一直读取通过超市出口的商品上的软标签的UID，并在数据库中的已交费商品信息表中查找，若能找到检测到的UID(即对应商品已交费)，则允许通过，并删除已交费商品信息表中的对应商品信息，以减少数据库数据量；否则，由报警装置发出语音报警，实现防盗。
由于顾客离开超市时在顾客所购买的商品信息在已交费商品信息表中删除了，所以顾客再次直接携带所买商品进入超市离开时，门道报警装置就会发出报警信号，这可以通过在超市出入口写提示信息提醒顾客不要直接携带刚购买的物品进入超市来解决。
由于金属、液体等将会对第二读写器的读取产生影响，其中对超高频的影响大于高频。另外，超高频对人体的伤害也大于高频，因此，本发明中选用了高频13.56MHz作为工作频率，采用ISO15693协议。但金属、液体等还是会对门道检测系统的正确检测产生影响，可采用传统结账消磁方法与本发明相结合的方法解决以上问题。即将超市里的物品分为两类，一类是使用传统的交费及消磁方法；另一类就是采用本发明基于射频标签的自助结账方法，这时顾客在离开超市时只需通过两个门道检测就行了，一个是传统的门道检测，一个如本发明的软标签UID的门道检测。这样可部分解决超市排队问题，减少超市运行成本。若将本系统应用与衣服、鞋等物品专卖店里，由于这些物品对读写器的识读影响很小，所以本系统可以直接应用，达到预期目的。