智能导购车

物联网技术 ２０１３年　／　第１０期　

２１ 作品介绍

Dream Guide 智能导购车由室内定位系统、

运动控制系统、人机智能交互系统、二维码商品扫描系统和避障系统等部分构成。本产品以基于无源RFID 的室内定位导航技术为核心，以飞思卡尔公司的XS128单片机为运动控制核心芯片，以Android 平台为人机交互主体，使用平台自带语言识别系统实现顾客与购物车的语音或触屏交互。顾客取得购物车后，语言输入购物清单，选择要购买的商品，Android 平台显示出该商品在商场中所处的位置，并带领顾客前往商品所在位置。行进过程中，搭载在车体前侧的红外测距传感器会探测前方障碍区并进行路线调整。利用红外测距传感器也可实现购物车对顾客的自主跟随，方便顾客自由购物。到达所买商品所在位置后，顾客可利用购物车前侧的条码扫描装置进行自主结账和商品价格优惠信息的查询及与其他商家的同种商品对比，使购物更加便捷。每购买完一个商品，显示屏上会显示购物清单上还没有买的商品，提醒顾客去购买。

本产品在定位功能和操作控制上有很高的精确度和稳定性，人性化的人际交互系统给用户带来真正智能化的购物体验。基于无源RFID 的室内定位系统平台具有良好的可扩展性，具有广阔的发展应用前景。

２ 技术原理

２．１无源ＲＦＩＤ定位

结合被动式RFID 标签作为主要定位媒介，移动的机器人携带有读写器，通过RFID 读写模块与RFID 定位通信系统，

获取机器人位置。根据读写器读到的不同标签信息定位自身位置，利用不同的标签组可以设定不同的路线， 实现机器人的导航。图1所示是其定位系统原理图。

图1 定位系统图

图1中的无源标签被规则地布置在地板上，每个标签内部存储了代表其坐标位置的信息，当携带读写器的机器人在布置有标签网络的区域中运动时，读写器可以读到一定数量的标签。由于读写器很难获得其到这些标签之间的距离，所以读写器需要通过标签的坐标计算出自身坐标，进而实现机器人定位。

２．２　运动控制部分

图2所示是本系统的运动控制部分，该部分包括单片机主控模块、驱动电机、红外探测模块、电子罗盘、WiFi 路由器等。单片机主控模块采用飞思卡尔半导体公司的16位XS128微控制器，完成系统数据处理以及生成对车体的运动控制命令。红外探测模块采用红外测距传感器，当搭载在车

摘 要：基于自主设计的无源RFID 室内定位控制技术可实现购物智能导航，并通过Android 平台实现智能人机交互；也可利用红外测距传感器实现自主跟随及障碍规避，或利用WiFi 接口连接互联网，实现对商品信息的实时查询。文章给出了以无源RFID 为核心的室内定位控制系统智能导购车的设计方法。

关键词：智能导购；无源RFID 室内定位；人机交互；红外避障；WiFi

智 能 导 购 车

国防科学技术大学

张鹏飞，田洪亮，姜浩然，廉弘

２０１３年　／　第１０期 物联网技术

３

45°前进1 m 之后恢复到遇到障碍物之前的运动状态。主控模块接收由便携式操作平台传来的目标点坐标信息，由电子罗盘，即地磁传感器，判断出当前车体朝向，将车体当前方向信息传给单片机主控芯片，结合当前所处位置坐标与目标点坐标，计算出车体需要转动的角度，控制驱动电机实现对车模转向角度的控制。

图2 运动控制部分框图

２．３ 人机交互部分

良好的用户体验能够增加商品的使用效果，提升使用黏度，培养用户习惯。本作品采用触摸与语音操作两种模式，可以供用户自由选择。同时，语音操作针对盲人用户特殊开发，能够较好地解决其实际需求。

在触摸模式下，用户的单击事件得到响应，系统执行对应操作，同时通过扬声器进行播报提醒用户。学模型与字典词典中，完成语音至文本的转换，得到字符序列流。通过文本切割、关键字提取等方式进行语义分析，完成对语音的识别工作，再执行相应的操作。

３ 应用前景

本智能导购车最大的创新之处在于，利用了基于无源RFID 的室内定位技术尽最大可能降低制约智能导购车发展的费用和功耗问题。新增火灾安全通道引导功能，使顾客购物更加放心。

超市的智能购物车将顾客、零售商和生产商联系在一起，将商家的促销发挥到极致。超市智能购物车的试用是未来卖场的发展趋势，必将会在超级卖场得到广泛的应用。

智能购物车的市场定位为大型超市。在各种连锁经营业态中，去年大型超市发展速度最快。中国连锁经营协会发布的《中国连锁零售企业生存状况报告(2010—2011)》显示，进入国内的外资企业，90%以上在经营大型超市。

2008年，全球最大的消费市场调查公司TNS 发布报告称，人们对改变购物模式的要求非常强烈：全球65％的消费者相信，到2015 年之前他们可以享受智能购物车的服务，并相信届时智能购物车将取代普通购物车。TNS 的零售和购物者调查全球负责人Barry Lemmon 说：“对消费者而言，消费的视觉和感觉体验将带来一场颠覆的改变。”

使用云服务，“棱镜”丑闻是前车之鉴。

不过让人注意的是，还有约一半不使用云计算的企业表示，他们不使用云计算是因为本身不需要，与“棱镜”丑闻无关。这个调查结果表明，大多数德国中小企业并未将云计算技术的使用与否与“棱镜”丑闻的爆发联系起来。

监听丑闻不是云计算发展的终点

28%已使用云计算服务的受访企业表示，他们已经认识到了监听丑闻对云计算使用的影响，正在采取措施保证数据安全。

企业采取的措施包括分析数据的重要性，较为重要的数据本地保存；与可靠的云服务供应商合作，使用混合云服务，综合私有云服务和公共云服务的优势；最重要的是采取端对端安全措施，重点保护信息而不是系统或者网络。采取以上措施的目的是实现风险、成本以及云计算带来的增值之间的最大平衡。

完全拒绝使用云计算服务，不免有些因噎废食，更何况企业的内部网络也不是百分之百的安全。在数据传输方式丰富多样的情况下（例如移动网络），

内部网络的监听变得更加容易。受“棱镜”丑闻影响最大的应该是美国的云服务供应商。决定客户是否购买云解决方案的一个重要因素就是供应商的信誉是否良好。“棱镜”丑闻爆发之后，美国云服务供应商的形象将会受到长期的影响。不过，这对德国云服务供应商来说是个在欧洲云服务市场站稳脚跟的机会：德国制造的云服务—— 即计算中心位于德国—— 以及端对端的保密机制可以加强企业客户的信心，促成与服务商的长期合作。

云计算服务几个广为人知的优势，包括SaaS (Software-as-a-service ，软件即服务)、IaaS (Infrastructure-as-a-Service ， 基础设施即服务)和PaaS (Platform-as-a-Service ， 平台即服务)，并不会被“棱镜门”所改变，未来也依然是IT 领域的重要组成部分。

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