智能超市構(gòu)架如何運(yùn)用上RFID技術(shù)

2003年6月19日，在美國(guó)芝加哥召開(kāi)的“零售業(yè)系統(tǒng)展覽會(huì)”上，全球最大的零售機(jī)構(gòu)沃爾瑪宣布將采用一項(xiàng)名為RFID的技術(shù)，以最終取代目前廣泛使用的條形碼，成為第一個(gè)公布正式采用該技術(shù)時(shí)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(shí)間，一股研究RFID技術(shù)的熱潮席卷全球，我國(guó)于2006年6月9日正式發(fā)布《中國(guó)射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)政策白皮書(shū)》，為中國(guó)RFID技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了方向。

RFID射頻識(shí)別技術(shù)，是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，可支持快速讀寫(xiě)、非可視識(shí)別、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位及長(zhǎng)期跟蹤管理。

從2003年開(kāi)始實(shí)施RFID計(jì)劃到現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)給沃爾瑪在庫(kù)存管理、銷(xiāo)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(jià)值還沒(méi)有被完全開(kāi)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(kāi)始啟動(dòng)或者實(shí)施RFID計(jì)劃，但目前還未宣布正式全面實(shí)施這項(xiàng)新技術(shù)。而國(guó)內(nèi)的大超市如大潤(rùn)發(fā)、樂(lè)購(gòu)、蘇果等目前仍然使用條形碼技術(shù)，并且沒(méi)有開(kāi)始計(jì)劃實(shí)施RFID技術(shù)。他們的CEO對(duì)于這項(xiàng)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(shí)現(xiàn)方案，為我國(guó)零售業(yè)實(shí)施RFID技術(shù)提供了參考。

1、智能超市

試想，我們推著購(gòu)物車(chē)在超市購(gòu)物，當(dāng)我們找不到想買(mǎi)的商品時(shí)，只需在購(gòu)物車(chē)的觸摸屏上輸入商品名稱，顯示屏就會(huì)立刻顯示一條能找到那個(gè)商品的最優(yōu)路線;我們還可以隨時(shí)查看目前所購(gòu)商品的總價(jià)格，甚至每到一個(gè)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(fèi)力氣去找商品的說(shuō)明;當(dāng)我們需要結(jié)賬的時(shí)候，我們不需要排著長(zhǎng)長(zhǎng)的隊(duì)，等待收銀員一件件的掃描商品、裝袋、收款、開(kāi)票，我們只需要在結(jié)賬通道等待幾秒的時(shí)間，便可以離開(kāi)了;甚至當(dāng)我們有一天收到超市發(fā)來(lái)的一條我們最關(guān)心的商品的優(yōu)惠信息時(shí)，我們只需要回復(fù)“要”或者“不要”，商品便被迅速送到家門(mén)口。

智能超市就是一個(gè)將RFID技術(shù)應(yīng)用于零售業(yè)的實(shí)例，它通過(guò)整合RFID技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)和嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)，在庫(kù)存管理、銷(xiāo)售管理、物流配送等方面降低超市成本，提高供貨商對(duì)消費(fèi)端的反應(yīng)效率，并給顧客以更好的用戶體驗(yàn)，提高顧客的忠誠(chéng)度和滿意度，真正將供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)為以消費(fèi)者需求為導(dǎo)向的運(yùn)作模式，創(chuàng)造了一個(gè)以消費(fèi)者為主導(dǎo)的零售關(guān)系。

2、實(shí)現(xiàn)方案

整個(gè)實(shí)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(cāng)庫(kù)之前，在貨物檢測(cè)區(qū)域稍作停留，待閱讀器檢測(cè)完貨物的類型、名稱和數(shù)量后，貨物入庫(kù)。同時(shí)閱讀器將入庫(kù)商品的信息通過(guò)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(kù)以后，可以由檢驗(yàn)人員對(duì)貨物進(jìn)行檢驗(yàn)，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(gòu)物車(chē)進(jìn)行購(gòu)物了。智能貨架其實(shí)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(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到中心服務(wù)器，每個(gè)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(chē)、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(dòng)向閱讀器報(bào)告位置;而商品上的標(biāo)簽是無(wú)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(guò)都符合UHF GEN 2標(biāo)準(zhǔn)。

智能購(gòu)物車(chē)是一個(gè)在傳統(tǒng)購(gòu)物車(chē)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，集閱讀器模塊、無(wú)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(guò)觸摸屏設(shè)定需要購(gòu)買(mǎi)的商品的信息，并且可以隨時(shí)看到購(gòu)物車(chē)內(nèi)商品的總價(jià)格，如果到達(dá)顧客預(yù)先設(shè)定的商品，智能購(gòu)物車(chē)會(huì)發(fā)出很悅耳的提示聲。購(gòu)物車(chē)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(huì)顯示一條找到該商品的指示線路。當(dāng)顧客購(gòu)買(mǎi)完貨物出去結(jié)賬時(shí)，不需要再排著長(zhǎng)隊(duì)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(shí)間，用戶可以便可以通過(guò)支付現(xiàn)金、刷信用卡或者超市專用的購(gòu)物卡結(jié)賬離開(kāi)。

當(dāng)顧客在超市中購(gòu)買(mǎi)了一段時(shí)間以后，中心智能配送系統(tǒng)將通過(guò)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(gè)月需要在超市買(mǎi)5升裝的金龍魚(yú)谷物調(diào)和油，那么可能經(jīng)過(guò)半年以后，中心智能配送系統(tǒng)會(huì)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(yú)谷物調(diào)和油進(jìn)行促銷(xiāo)活動(dòng)，價(jià)格***元/桶，您需要嗎？如果需要請(qǐng)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(shí)間內(nèi)，油就會(huì)有人送到家門(mén)口。油的費(fèi)用是從話費(fèi)中扣取的，運(yùn)費(fèi)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(gòu)買(mǎi)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。

3、幾點(diǎn)說(shuō)明

3.1 關(guān)于安全問(wèn)題

RFID的安全問(wèn)題歷來(lái)都是眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)，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(gè)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(guò)使用基于橢圓密碼體制的簽密算法可以解決這個(gè)問(wèn)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。

3.2 關(guān)于智能貨架

每個(gè)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(dòng)向過(guò)往的智能購(gòu)物車(chē)發(fā)送本貨架的商品信息。智能貨架能增加智能購(gòu)物車(chē)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(qiáng)的防磁和抗干擾能力。

3.3 關(guān)于智能購(gòu)物車(chē)

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(gòu)物車(chē)上，形成造型優(yōu)美，操作方便的智能購(gòu)物車(chē)。顧客可在顯示屏上輸入需要購(gòu)買(mǎi)的商品的名稱，顯示屏可以顯示一條前往購(gòu)買(mǎi)該商品的最優(yōu)路線。當(dāng)客戶需要結(jié)賬時(shí)，購(gòu)物車(chē)可以顯示當(dāng)前購(gòu)買(mǎi)的商品的價(jià)格及所有商品的總價(jià)格。

3.4 自助結(jié)帳POS終端

由于系統(tǒng)可以從智能購(gòu)物車(chē)中讀取商品的總價(jià)格，因此自助結(jié)帳POS終端可在很短的時(shí)間內(nèi)完成結(jié)賬任務(wù)，并且可以同時(shí)對(duì)多個(gè)智能購(gòu)物車(chē)內(nèi)的商品進(jìn)行結(jié)賬工作，而不會(huì)與其他POS終端或閱讀器設(shè)備發(fā)生干擾而計(jì)算錯(cuò)誤。

4、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(diǎn)之一，通過(guò)實(shí)施智能超市計(jì)劃，提升顧客體驗(yàn)，及時(shí)掌握商品流轉(zhuǎn)的信息可以節(jié)約成本，大大提高銷(xiāo)售利潤(rùn)。本文給出了一個(gè)可構(gòu)建智能超市的解決方案，在技術(shù)方面對(duì)RFID系統(tǒng)的配置、智能貨架和智能購(gòu)物車(chē)的要求進(jìn)行了說(shuō)明，并且已經(jīng)在超市的部分商品進(jìn)行了試驗(yàn)，取得了良好的效果。然而從更多的角度考慮，該方案還需要進(jìn)一步完善，有待于更多學(xué)者參與其中。

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