1、厦门大学软件学院 第 1 页 共 66 页 现代化超市电子购物定位系统 摘 要 本作品以现代超市为背景，旨在解决目前超市中存在的查询商品不便、排长队 结账 、超市定位困难、服务和信息滞后等问题，采用嵌入式系统、射频识别（ RFID）、 数据库等技术，实现了现代化超市电子购物系统。 系统由移动购物终端和服务器组成，具有友好的用户图形界面，能够实现商品的自动识别与详细信息显示、购物清单管理、商品位置查询、顾客定位与商品定位、自动 结账 、会员身份识别与管理、超市 2D 布局展示等功能。 关键词： Qt 编程 嵌入式 射频识别 商品定位 自动结账 现代化超市 厦门大学软件学院 第 2 页 共 66
2、页 Modern Electronic Supermarket Shopping Orientation System Abstract This project aims at developing an electronic shopping system to solve the problems existing in current supermarket, including the inconvenient searching for merchandise, the difficult locating in supermarket, the lag of service an
3、d information and so on. The system is implemented by incorporating embedded system, RFID(Radio Frequency Identification), socket, database technology, etc. This system, with a friendly graphic user interface, consists of the shopping terminal and the server. It can serve various functions, such as
4、merchandises automatic identification and detailed information display, shopping list management, searching for merchandise by category, loca ting of customers and merchandise, auto-checkout, membership identification and management, 2D display of the supermarket layout, etc. Key Words： Qt Embedded-
5、System RFID Orientation Auto-checkout Modern Supermarket 厦门大学软件学院 第 3 页 共 66 页 目录 引言 7 第 1 章 课题背景介绍 8 1.1. 现代化超市概述 8 1.1.1. 现代化超市特点 8 1.1.2. 现代化超市存在的问题 8 1.2. RFID 概述 8 1.2.1. RFID 组成及工作原理 9 1.2.2. RFID 与其他相关技术的比较 10 1.2.3. RFID 应用领域 11 第 2 章 系统的总体结构设计 13 2.1. 系统开发平台 13 2.2. 系统模块设计 13 2.3. 系统功能设计 15
6、 第 3 章 系统的软件设计 16 3.1. 软件总体框架 16 3.2. 软件环境建立 16 3.2.1. 终端软件环境建立 16 3.2.2. 服务器端软 件环境建立 18 3.3. 终端应用程序开发 23 3.3.1. 读卡模块设计 23 3.3.2. 表格显示模块设计 23 3.3.3. 图形界面设计 24 3.3.4. 数据库客户端模块设计 24 3.4. 服务器端应用设计 24 3.4.1. 数据库设计 24 3.4.2. 商品信息查询系统设计 25 3.4.3. 定位子系统设计 25 3.4.4. 自动结账子系统设计 27 3.5. FrameBuffer 简介以及 Qt/E 的
7、交叉编译 27 3.5.1. FrameBuffer 简介 27 3.5.2. Qt 与 Qt/E 的相关性 28 3.5.3. Qt/Embedded 的交叉编译 29 3.6. GUI Qt3 编程 31 3.6.1. 数据库编程 31 3.6.2. 网络编程 33 3.7. 程序运行效果 39 3.7.1. 后台控制界面 39 3.7.2. 前台交互界面 41 厦门大学软件学院 第 4 页 共 66 页 第 4 章 系统的硬件设计 45 4.1. 硬件总体框架 45 4.2. RFID 读卡控制电路设计 45 4.3. WM-15T 读写模块 45 4.4. 非接触式 IC 卡 48 第
8、 5 章 系统综合测试 51 第 6 章 前景与展望 52 第 7 章 总结 53 致谢 54 参考文献 55 附录 56 附录 1 Linux 底下 MySQL 的安装 56 附录 2 Qt/Embedded 环境搭建 58 厦门大学软件学院 第 5 页 共 66 页 Contents Introduction 7 Chap1 The Topic Background Introduction 8 1.1. The Overview of Modern Supermarket 8 1.1.1. The Characteristic of Modern Supermarket 8 1.1.2.
9、 The Existent Problems of Modern Supermarket 8 1.2. The Brief Introduction of RFID 8 1.2.1. RFID Composition and Working Principle 9 1.2.2. RFID Comparation with Other Technics10 1.2.3. RFID Applied Realm 错误 !未定义书签。 Chap2 The Overall Structural Design of System 错误 !未定义书签。 2.1. System Development Pla
10、tform 错误 !未定义书签。 2.2. System Module Design 错误 !未定义书签。 2.3. System Function Design 错误 !未定义书签。 Chap3 System Software Design 错误 !未定义书签。 3.1. Software Overall Framework 错误 !未定义书签。 3.2. Established Software Environment 错误 !未定义书签。 3.2.1. Established Terminal Software Environment 错误 !未定义书签。 3.2.2. Establis
11、hed Terminal Software Environment 错误 !未定义书签。 3.3. Terminal Application Development 错误 !未定义书签。 3.3.1. Reader Module Design 错误 !未定义书签。 3.3.2. Tables Showing Module Design 错误 !未定义书签。 3.3.3. GUI Design 错误 !未定义书签。 3.3.4. Database Client Server Module Design 错误 !未定义书签。 3.4. Server Application Design 错误 !未
12、定义书签。 3.4.1. Database Design 错误 !未定义书签。 3.4.2. Merchandise Information Query System Design 错误 !未 定义书签。 3.4.3. Orientation Subsystem Design 错误 !未定义书签。 3.4.4. Auto-checkout Subsystem Design 错误 !未定义书签。 3.5. Brief Introduction of FrameBuffer & Qt/E Cross Compiler 错误 !未定义书签。 3.5.1. Brief Introduction of
13、FrameBuffer 错误 !未定义书签。 3.5.2. The Correlation between Qt and Qt/E 错误 !未定义书签。 3.5.3. Qt/Embedded Cross Compilation 29 3.6. GUI Qt3 Programming 错误 !未定义书签。 3.6.1. Database Programming 错误 !未定义书签。 3.6.2. Socket Programming 错误 !未定义书签。 3.7. Application Operation Results 39 3.7.1. Background Control Interfa
14、ce 错误 !未定义书签。 3.7.2. Interactive Interface 错误 !未定义书签。 Chap4 System Hardware Design 错误 !未定义书签。 4.1. Hardware Overall Design 错误 !未定义书签。 厦门大学软件学院 第 6 页 共 66 页 4.2. RFID Reader Control Circuit Design 错误 !未定义书签。 4.3. WM-15T Reader Module 错误 !未定义书签。 4.4. Non-contact IC card 48 Chap5 System Comprehensive T
15、esting 错误 !未定义书签。 Chap6 Prospect 错误 !未定义书签。 Chap7 Summary 错误 !未定义书签。 Thanks 错误 !未定义书签。 References 错误 !未定义书签。 Appendix 错误 !未定义书签。 Appendix 1 MySQL under Linux Installation 错误 !未定义书签。 Appendix 2 Qt/Embedded Built Environment 58 厦门大学软件学院 第 7 页 共 66 页 引言 现代化超市以自由、公开的经营方式不断适应满足人们新的消费需要，如开架陈列清晰明了的商品布局，便捷自
16、在的购物流程，在顺应顾客消费模式的同时，其管理模式也在这过程中得到发展。但 有些问题商 品信息查询、定位不便，结账队伍太长，商品乱架等问题还是普遍存在 ，不仅提高了超市管理的人力成本，也降低了其运营效率。 而 RFID（ Radio Frequency Identification）无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。 RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，是目前条形码技术的改进版， 正在逐步兴起，因为 它 有着条形码无法比拟的几个优点。 本次毕设 是以现代化大型超市为
17、背景，将 最新的 RFID 技术与嵌入式技术相结合的一次实践， 旨 在 解 决 目前 超 市 经 营中 经 常 遇 到 的一 些 问 题 。 充 分 利 用 博 创科 技UP-NETARM2410-S(S3C2410 芯片 )控制板和 RFID 感应器制作实现模拟超市购物车终端，借助于 RFID 读卡模块和相应的电子标签，实现用户在购物车上实现商品定位和超市导购指引。 厦门大学软件学院 第 8 页 共 66 页 第 1章 课题背景 介绍 1.1. 现代化超市 概述 1.1.1. 现代化超市 特点 如今在超市购物已经成为人们日常生活必不可少的一部分了，而大型的超市在管理方面的难度，必须依赖现有的
18、科学技术提供技术支持 才能满足顾客不断提出 的新的要求 ，现代化超市 也因此 应运而生了。 现代化超市一般指的是商品实行开架陈列，顾客自我服务，货款一次结算，以经营食品、日杂 等货物 的商店 ， 其特点是开放式管理，顾客可以自行选择商品，都借助于服务系统进行一系列数据处理，实行自动化管理，过程方便、快捷， 可以说 它 充满活力的服务理念和管理模式，是 其 得以兴旺发展的根本原因。 1.1.2. 现代化超市存在的问题 在购物流程自动化的过程中，有很多问题 逐步 显露出来，需要进一步的改进。生活节奏的加快， 使得 顾客对超市 也 提出了更多的要求：如更快的了解一个超市的商品区域设置，在购物过程中商
19、品的快速 定位，出口处可以快速结账而不是排很长的队伍等待等等。同时作为超市管理方面 ，在实现超市的商品信息自动化之后， 也 力求 对超市的运营状况有更好的把握：如及时了解商品的销售、库存情况以及安全问题。以货架管理为例以货架管理为例，研究表明，排除供应链环节产生的问题，有 25%-33%的缺货现象是由于货架管理不善而造成的。这个看似不大的比例往往会造成企业数百万元的损失，甚至是影响企业 生存攸关 的重要因素。传统的条形码由于容量的限制，手工操作己经不适应商品信息处理的自动化了。 RFID (Radio Frequency Identification)无线射频识别技术的自身特有优势则能很好的应
20、对这种需要。 1.2. RFID 概述 RFID 是 Radio Frequency Identification 的缩写，即射频识别。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，无需人工干预，可工作于各种 恶劣环境。 RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。 厦门大学软件学院 第 9 页 共 66 页 这个新出现的技术一直倍受 零售商推崇 是有原因的： 超市是在同种商品售价低于其他形式商店的前提下实现利润最大化，这就要求管理者必须尽可能地使成本最小化。商品 的成本分成商品进价成本和商品附加成本。而附加成本有主要两类：一是固定附加成本
21、，主要是各超市地址的选择、店面的建造与装修、配送中心位置的确定与建造等，这也具有相对确定性；二是非固定附加成本，主要是人工成本、物流成本（库存成本、配送成本）、销售成本及管理成本。目前基于条形码的信息系统的使用在一定程度上降低了以上这些非固定附加成本。而基于 RFID 的信息系统的引入，则会进一步降低以上成本，特别是超市物流成本，进而获得其他商家所得不到的经济效益。 1.2.1.RFID 组成及工作原理 射频识别 系统由电子标签 (Tag)、阅读器 (Reader)、天线 (Antenna)组成。 电子标签 (Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象
22、。 2007 - 5 - 27商品名称 阅读器 (Reader)：又称为读出装置，可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的，又手持式或固定式两种，通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。 RFID阅 读 器 天线 (Antenna)：在标签和阅读器间传递 射频信号。 RFID天 线厦门大学软件学院 第 10 页 共 66 页 RFID 工作原理如图 1 所示。 R F I D 天 线R F I D 阅 读 器服 务 器 端2007 - 5 - 27商品名称第 一 步 ：阅 读 器 通 过 发 射 天 线发 送 一 定 频 率 的 射
23、 频信 号第 二 步 ：发 射 天 线 工 作 区 域 内 ，射 频 卡 获 得 能 量 被 激 活自 身 编 码 信 息 通 过 卡 内置 发 送 天 线 发 送 出 去第 三 步阅 读 器 对 接 收 的 信 号进 行 解 调 和 解 码第 四 步 ：送 到 后 台 主 系 统 进 行相 关 处 理 并 接 受 相 应的 控 制 指 令图 1 RFID 工作原理图 1.2.2.RFID 与其他相关技术的比较 目前广泛应用的自动识别技术主要包括摄像、条码、磁卡、 IC 射频等，这些识别技术都有各自的优缺点及应用场合。表 1 显示了 RFID 与其他集中识别技术的区别。 表 1 不同识别技术对比 信息载体 信息量 读 /写性 读取方式 保密性 智能化 抗干扰能力 寿命 成本 条码 纸、塑料薄膜、金属表面 小 只读 CC
