專利名稱：一種超市購物結賬裝置及自助結賬方法
技術領域：
本發明涉及一種超市結賬系統，特別涉及一種基于射頻技術的超市購物結 賬裝置及自助結賬方法。
背景技術：
目前，超市主要是通過對商品上的條形碼掃描實現結賬。而現有條形碼 具有一次只能掃描一個，讀取距離小，易受損壞，數據易被破壞等缺點。顧 客選好商品后要排很長的隊，由收銀員對條形碼進行一個一個地掃描。其排 隊等候過程浪費了顧客很多的時間，而顧客對一些超市排隊的顧忌也會減少 超市的銷售量。同時，超市需雇傭大量收銀員，也增加了超市的運行成本。
而RFID (射頻識別)標簽則具有存儲容量大，能做到每個商品有其獨特的數 據信息，具有防沖撞技術，能同時讀多張標簽，讀取距離大，還可起到防盜 的作用。目前RFID應用在制造業、醫療、交通、電子證件和動物識別等許多 領域。

發明內容
本發明為解決超市結賬排隊等待和運行成本高的問題，提供了一種基于 RFID (射頻識別)標簽的超市購物結賬裝置及商品自助結賬方法，能夠實現 高效率自助結賬，節約顧客時間，減少超市經營成本。
為了達到上述目的，本發明是采用如下技術方案予以實現的 一種超市購物結賬裝置，其特征在于，包括服務器、交換機、 一個主PC 機和若干個柜臺PC機、 一個門道PC機構成的后臺管理系統。所述服務器通 過交換器與各柜臺PC機雙向連接交換信息，實現對服務器數據庫的共享；主 PC機供超市管理人員實現對整個結賬系統的管理操作；每個柜臺PC機均與一個第一讀寫器， 一個觸摸屏顯示器， 一個讀卡器， 一個打印機相連構成自
助結賬系統；其中第一讀寫器雙向連接一個標簽檢測天線，該標簽檢測天線 設置在一個具有回收標簽功能的解碼箱內；用以通過標簽檢測天線讀取解碼 箱中商品的PVC標簽的信息;所述門道PC機與一個第二讀寫器和一個報警裝 置相連構成門道檢測系統，其中第二讀寫器雙向連接一個設置在超市出口的 門道天線，用以檢測通過商品的軟標簽的信息。
上述方案中，所述解碼箱中間靠上部水平設置有寬度略小于解碼箱寬度 的傳送帶，該傳送帶繞前后兩個傳動軸形成上下矩形封閉傳動結構，在該上 下矩形封閉傳動結構的傳送帶之間水平設置有本身即為標簽檢測天線的平 板；所述解碼箱上面的前部開有標簽投口相對箱中傳送帶移動始端位置，投 入的PVC標簽隨傳送帶前移被標簽檢測天線平板讀取信息后從傳送帶移動末 端落入解碼箱下部被集中回收。
所述第一、第二讀寫器工作頻率為13.56MHz，采用IS015693的協議。 所述報警裝置是以MSP430F169單片機為核心的聲音報警器。
一種基于以上超市購物結賬裝置的自助結賬方法，其特征在于，包括下 述步驟
(1) 超市每件商品都附有兩張RFID標簽，其中一張是固定在商品上的 軟標簽(很難取下和破壞)，另一張是可取下的PVC標簽，該兩張標簽的唯一 標識符UID對應該超市里的同一件商品；
(2) 顧客在選擇好商品后，將附在商品上的PVC標簽取下分散放入解碼 箱，當顧客點擊觸摸屏顯示器上的"掃描"按鈕時，柜臺PC機控制第一讀寫 器通過設置在解碼箱內的標簽檢測天線讀取顧客放入PVC標簽的唯一標識符 UID，并從數據庫中提取對應商品的信息，包括商品名稱、價格等，計算出顧 客放入解碼箱中所有PVC標簽的總價，并通過觸摸屏顯示器顯示此次交易的 各類商品的數量、單價、總價，等待顧客確認；
(3) 顧客確認后提示顧客插入會員卡，通過讀卡器讀入會員卡信息，并 提示用戶輸入密碼，若密碼正確，則修改數據庫中顧客信息表中對應顧客的 信息，包括扣除金額、增加積分等操作；(4) 在步驟(3)操作完成后，柜臺PC機將所交費商品對應的軟標簽唯 一標識符UID放入數據庫中已交費商品信息表，并打印本次交易信息；
(5) 在步驟(4)自助結賬完成后，該顧客放入解碼箱中的PVC標簽即 被解碼箱自動回收；
(6) 門道PC機控制第二讀寫器通過門道天線一直讀取通過超市出口的 商品上的軟標簽的唯一標識符UID，與數據庫中的已交費商品信息表對比， 若對應商品己交費，則允許通過，并刪除己交費商品信息表中的對應商品信 息；否則，由報警裝置發出語音報警，實現防盜。


圖1為本發明超市購物結賬裝置的結構框圖。
圖2為圖1中解碼箱的具體結構圖。其中圖2a為俯視圖；圖2b為圖2a
的A-A向剖視圖。圖中101、主傳動軸；102、變速器；103、電機；104、
從傳動軸；105、傳送帶；106、標簽檢測天線平板；107、標簽投口。 圖3為本發明超市購物自助結賬系統流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明。
參見附圖l、附圖2，本發明超市購物結賬裝置包括服務器，交換機，主 PC機，柜臺PC機1，柜臺PC機2，……柜臺PC機N (N為自然數，可根據 超市規模大小設置)，門道PC機，觸摸屏顯示器，第一讀寫器，讀卡器，打 印機，第二讀寫器，報警裝置，標簽檢測天線，門道天線，解碼箱。服務器 通過交換器與各柜臺PC機雙向連接，交換信息，實現對數據庫的共享。主 PC機主要是供超市管理人員實現對整個系統進行管理操作。柜臺PC機1， 柜臺PC機2，……，柜臺PC機N是自助結賬系統的控制部分，它們分別與
一個第一讀寫器， 一個觸摸屏顯示器， 一個讀卡器， 一個打印機相連；其中 第一讀寫器連接一個標簽檢測天線以讀取解碼箱中商品上的標簽信息。解碼
箱中間靠上部水平設置有寬度略小于解碼箱寬度的傳送帶105，該傳送帶從前向后分別繞主傳動軸101、從傳動軸104形成上下矩形封閉傳動結構，在 該上下矩形封閉傳動結構的傳送帶之間水平設置有本身即為標簽檢測天線的 平板；解碼箱上面的前部開有標簽投口 107相對箱中傳送帶移動始端位置， 用來投PVC標簽，投入的PVC標簽隨傳送帶前移被標簽檢測天線平板106讀 取信息后從傳送帶移動末端落入解碼箱下部被集中回收。
傳送帶105可通過主傳動軸101由經過變速器102變速的電機103帶動 轉動,顧客通過觸摸屏顯示器由柜臺PC機對電機103實現控制，點擊"開始" 按鈕后傳送帶105就開始轉動，顧客將PVC標簽通過標簽投口 107投到傳送 帶上被標簽檢測天線平板106讀取信息。待顧客所有標簽信息被讀取并落入 解碼箱下部，點擊"退出"按鈕，傳送帶就停止轉動，然后繼續下一位顧客 對所放入標簽的識別。本發明解碼箱結構是為了供顧客交費時更好的將商品 標簽放入天線的識讀范圍并且有利于標簽自動回收而設計的。為了防止相鄰 結賬系統中與讀寫器相連的天線信號的相互干擾，各結賬裝置解碼箱的放置 需相距一定的距離。
門道檢測系統是門道PC機控制第二讀寫器通過門道天線不斷檢測通過 超市出口的標簽的UID并從數據庫中己交費商品信息表中查找，若沒有對應 的商品信息(即該商品沒交費)，則通過報警裝置發出語音報警。其中報警裝 置是由MSP430F169單片機為核心實現的的聲音報警器。
為防止顧客所選商品由于體積較大或數量較多而不易同時放入解碼箱， 超市每件商品都粘貼兩張RFID標簽，其中一張是軟標簽， 一張是PVC標簽， 這兩張標簽的UID (唯一標識符)對應該超市里的同一件商品，交費時第一 讀寫器讀入PVC標簽的UID，交費后將軟標簽的UID由柜臺PC機2寫入數據 庫中已交費商品信息表。其中軟標簽是貼在商品表面的(不能隨意取下)，PVC 標簽是通過懸掛或粘貼的方式附在商品表面的(可隨意取下)，交費完成后回 收以減小費用。
下面結合附圖3以柜臺PC機2控制的結賬系統為例對自助結賬流程進行 詳細說明。顧客在選擇好物品后，將附在每件商品上的PVC標簽取下放入解 碼箱，由于標簽完全重合將會對第一讀寫器的識別帶來比較大的影響，故在放入解碼箱時應采用相對分散放入的方式，所以解碼箱標簽投口 107設計成 縫隙狀可避免顧客一次集中放入標簽。通過應用防沖撞技術使得讀寫器可同 時讀取多張PVC標簽信息，使顧客所選商品的信息能被"一次"讀入。當顧 客點擊觸摸屏顯示器上的"掃描"按鈕時，柜臺PC機2控制第一讀寫器通過 解碼箱內的標簽檢測天線板106讀取顧客放入解碼箱中PVC標簽的UID，并 從數據庫中提取對應商品的信息(價格等)，計算出顧客放入解碼箱的所有物 品總價，為防止有標簽被漏讀，第一讀寫器讀入標簽信息后通過觸摸屏顯示 器顯示此次交易的各類商品的數量、單價、總價，等待顧客確認，顧客確認 后，提示顧客插入會員卡，通過讀卡器讀入會員卡信息，并提示用戶輸入密 碼，檢測其是否正確，若正確，則檢測用戶余額是否足夠，若足夠繼續后面 的結賬流程，即扣除金額、增加積分等。
在以上操作完成后，柜臺PC機2將所交費商品對應的軟標簽UID放入 數據庫中已交費商品信息表，并打印本次交易信息。以上自助結賬完成后， 標簽己通過傳送帶105自動落入解碼箱底部就可被集中回收。由于這些被回 收的PVC標簽的UID不會被存入數據庫中已交費商品信息表，所以對門道檢 測系統來說相當于是未交費物品的標簽，所以這些標簽是不能被帶出超市的。 門道PC機控制第二讀寫器通過門道天線一直讀取通過超市出口的商品上的 軟標簽的UID，并在數據庫中的已交費商品信息表中查找，若能找到檢測到 的UID (即對應商品已交費)，則允許通過，并刪除已交費商品信息表中的對 應商品信息，以減少數據庫數據量；否則，由報警裝置發出語音報警，實現 防盜。
由于顧客離開超市時在顧客所購買的商品信息在己交費商品信息表中刪 除了，所以顧客再次直接攜帶所買商品進入超市離開時，門道報警裝置就會 發出報警信號，這可以通過在超市出入口寫提示信息提醒顧客不要直接攜帶 剛購買的物品進入超市來解決。
由于金屬、液體等將會對第二讀寫器的讀取產生影響，其中對超高頻的 影響大于高頻。另外，超高頻對人體的傷害也大于高頻，因此，本發明中選 用了高頻13.56MHz作為工作頻率，采用IS015693協議。但金屬、液體等還是會對門道檢測系統的正確檢測產生影響，可采用傳統結賬消磁方法與本發 明相結合的方法解決以上問題。即將超市里的物品分為兩類， 一類是使用傳
統的交費及消磁方法;另一類就是采用本發明基于射頻標簽的自助結賬方法， 這時顧客在離開超市時只需通過兩個門道檢測就行了， 一個是傳統的門道檢 測， 一個如本發明的軟標簽UID的門道檢測。這樣可部分解決超市排隊問題， 減少超市運行成本。若將本系統應用與衣服、鞋等物品專賣店里，由于這些 物品對讀寫器的識讀影響很小，所以本系統可以直接應用，達到預期目的。
權利要求
1、一種超市購物結賬裝置，其特征在于，包括服務器，交換機，一個主PC機和若干個柜臺PC機，一個門道PC機所構成的后臺管理系統，所述服務器通過交換器與各柜臺PC機雙向連接交換信息，實現對服務器數據庫的共享；主PC機供超市管理人員實現對整個結賬系統的管理操作；每個柜臺PC機均與一個第一讀寫器、一個觸摸屏顯示器、一個讀卡器、一個打印機相連構成自助結賬系統；其中第一讀寫器雙向連接一個標簽檢測天線，該標簽檢測天線設置在一個具有回收標簽功能的解碼箱內；用以通過標簽檢測天線讀取解碼箱中商品的PVC標簽的信息；所述門道PC機與一個第二讀寫器、門道天線和一個報警裝置相連構成門道檢測系統，其中第二讀寫器雙向連接設置在超市出口的門道天線，用以檢測通過商品的軟標簽的信息。
2、 如權利要求1所述的超市購物結賬裝置，其特征在于，所述解碼箱中 間靠上部水平設置有寬度略小于解碼箱寬度的傳送帶，該傳送帶繞前后兩個 傳動軸形成上下矩形封閉傳動結構，在該上下矩形封閉傳動結構的傳送帶之 間水平設置有本身即為標簽檢測天線的平板；所述解碼箱上面的前部開有標 簽投口，相對箱中傳送帶移動始端位置，投入的PVC標簽隨傳送帶前移被標簽 檢測天線平板讀取信息后從傳送帶移動末端落入解碼箱下部被集中回收。
3、 如權利要求1所述的超市購物結賬裝置，其特征在于，所述第一讀寫 器、第二讀寫器的工作頻率為13. 56MHz，采用IS015693的協議。
4、 如權利要求1所述的超市購物結賬裝置，其特征在于，所述報警裝置 是以MSP430F169單片機為核心的聲音報警器。
5、 一種自助結賬方法，基于權利要求1的超市購物結賬裝置，其特征在 于，包括下述步驟(1) 超市每件商品都附有兩張RFID標簽，其中一張是固定在商品上的 軟標簽，另一張是可取下的PVC標簽，該兩張標簽的唯一標識符UID對應超 市里的同一件商品；(2) 顧客在選擇好商品后，將附在商品上的PVC標簽取下并分散放入解 碼箱，當顧客點擊觸摸屏顯示器上的"掃描"按鈕時，柜臺PC機控制第一讀寫器通過設置在解碼箱內的標簽檢測天線讀取顧客放入PVC標簽的唯一標識 符UID，并從數據庫中提取包括商品名稱、價格的對應商品的信息，計算出 顧客放入解碼箱中所有PVC標簽的總價，并通過觸摸屏顯示器顯示此次交易 的各類商品的數量、單價、總價，等待顧客確認；(3) 顧客確認后提示顧客插入會員卡，通過讀卡器讀取會員卡信息，并 將會員卡信息送入柜臺PC機對數據庫中與會員卡信息對應的顧客信息進行 確認，并進行包括扣除金額、增加積分的操作；(4) 在步驟(3)操作完成后，柜臺PC機將所交費商品對應的軟標簽唯 一標識符UID放入數據庫中已交費商品信息表，并打印本次交易信息；(5) 在步驟(4)自助結賬完成后，該顧客放入解碼箱中的PVC標簽即 被解碼箱自動回收；(6) 門道PC機控制第二讀寫器通過門道天線一直讀取通過超市出口的 商品上的軟標簽的唯一標識符UID，并與數據庫中的已交費商品信息表對比， 若對應商品已交費，則允許通過，并刪除已交費商品信息表中的對應商品信 息；否則，由報警裝置發出語音報警，實現防盜。
6、如權利要求5所述的自助結賬方法，其特征在于，所述解碼箱中間靠 上部水平設置有寬度略小于解碼箱寬度的傳送帶，該傳送帶繞前后兩個傳動 軸形成上下矩形封閉傳動結構，在該上下矩形封閉傳動結構的傳送帶之間水 平設置有本身即為標簽檢測天線的平板；所述解碼箱上面的前部開有標簽投 口，相對箱中傳送帶移動始端位置，投入的PVC標簽隨傳送帶前移被標簽檢 測天線平板讀取信息后從傳送帶移動末端落入解碼箱下部被集中回收。
全文摘要
本發明公開了一種超市購物結賬裝置及自助結賬方法，包括后臺管理系統、自助結賬系統、門道檢測系統。后臺管理系統包括服務器、交換機、主PC機，完成對整個系統的管理。自助結賬系統包括柜臺PC機、第一讀寫器、標簽檢測天線、解碼箱、觸摸屏顯示器、讀卡器、打印機。顧客通過觸摸屏顯示器進行操作，第一讀寫器通過標簽檢測天線讀取貼在物品上的PVC標簽；讀卡器讀取會員卡信息。門道檢測系統包括第二讀寫器、門道天線、報警裝置。第二讀寫器通過門道天線一直檢測通過門道的軟標簽，門道PC機將檢測到的軟標簽UID與數據庫中已交費商品信息表比較，實現報警功能。
文檔編號G07G1/12GK101625784SQ20091002334
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月16日 優先權日2009年7月16日
發明者意 周, 周秦武, 猛 宋, 麗 彭, 剛 楊, 意 黎 申請人:西安交通大學