秦伟健 罗新耀 罗崇涛 通讯作者：何锋
桂林电子科技大学电子工程与自动化学院 广西省 桂林市 541200
摘要：基于公司自主研发的无源UWB室内购物定位自动控制系统技术，可以实现室内购物场所的智能自动导航，直接通过安卓平台界面实现室内智能购物的人机交互；或者可以直接利用红外和测距激光传感器技术实现车辆自主停车和自动避开室内障碍物，或者直接利用WIFI等接口自动连接互联网，实现商品信息的智能实时信息查询。本文重点介绍了基于无源UWB系统的室内车辆定位自动控制管理系统，以及智能导购车的工作原理及作用。
关键词：无线智能手机导购；无源射频识别室内无线定位；智能人机交互；红外监控避障
引言：随着现代社会的快速发展，超市逐渐成为现代人家居日常生活的一部分。超市商品中有很多种人们需要的生活用品，人们可以根据所需在超市中寻找自己所要的任何商品。然而，网络产品的日益多样化给未来人们选择购买类似产品的方式带来了一定的影响，未来人们可能会开始花费大量的精力和时间在互联网上搜索类似的产品。实物进入互联网，简称“物联网”。物联网的应用为人工获取企业产品原始清单信息、自动有序生成产品清单信息提供了有效的技术手段，电子标签技术可以方便地实现企业产品信息的自动识别和产品相关信息的自动收集，两者的有机紧密结合可以使从业者在商品超市的任何时间、任何地点购买到所有必需的商品。
一、研究内容
实现商场内导航、导购及自助结账，涉及到的研究内容主要包括基于UWB技术的室内定位、地图构建与解析、基于深度学习的商品推荐模型、语音识别、条形码识别扫描等的研究。
UWB定位的基本原理是，通过一组固定的阅读器读取目标UWB标签的特征信息，收信时间差、接收信号强度等方法确定标签所在位置。本项目拟采用在购物车安装阅读器，商场内安放若干个基准标签，通过测量阅读器到各基准点的距离确定购物车所在位置。
地图构建与解析的研究，主要是用于商品导航功能，由UWB定位提供的位置信息，与地图对比从而进行路线规划。绘出商场的地图后，将作为基准点的UWB标签放置于与地图特定点的位置，从而构建出能让购物车解析的地图。
商品推荐系统依据收集到的顾客的信息和交易记录等有关数据,查找具有某些特性的顾客与他们购买的商品间存在的关联规则,大致确定顾客喜欢的商品的种类范围,向客户推荐与客户购买的商品存在一定关联的其他商品,既为客户购买商品提供了方便,又可提高商场的销售量。该系统是基于深度学习的商品推荐模型，在使用前应当收集一定量的数据作为训练集，使得推荐更为精准。
语音识别，就是将一段语音信号转换成相对应的文本信息，近二十年来，语音识别技术取得显著进步，开始从实验室走向市场。本项目拟采用华为云提供的语音交互服务的API进行语音识别，将连续的音频流实时转换成文本，语音识别更快，依托华为先进的语音技术，使用深度学习算法，将文本转换为自然流畅的语音。使得客户能够享受优质的人机交互体验。
客户挑选商品后，通过条形码识别将商品加入购物车，系统会自动计算购物车内商品价格，在结算时显示付款二维码，顾客通过手机扫码付款，商场可对使用自助收银进行抽检尽量避免少数顾客存在的故意漏单现象。
二、设计方案
智能导购购物车的设计主要包括，硬件平台的设计与软件处理技术的设计，其中硬件平台主要由语音信息采集模块、UWB室内定位模块、控制单元、购物车平台、显示屏装置五部分构成。
采用AllWinner的F1C100s作为主控，ARM926ejs内核，主频默认408MHz。系统通过ESP8266 WIFI模块连接服务器进行通讯。
使用麦克风获取顾客语音信息，系统通过调用华为云的api将语音信息实时转化为文字信息，系统将提取出关键词做出相应处理，将顾客所需要的信息进行语音播报，并显示在屏幕上。使用的UHF模块无源超高频UWB阅读器有5m的稳定识别距离，通过读取分布在商场内的多个UWB定位标签的信息，从而使其有较高的定位精度。购物车配备条形码扫描模块，顾客将商品通过该模块扫码后加入购物车中，系统会自动核算购物车内的总金额，并列出购物清单。在顾客到达指定结算区域时，提示顾客核对清单，同时在屏幕上显示付款二维码，顾客通过手机扫码付款，商场可对使用自助收银进行抽检尽量避免少数顾客存在的故意漏单现象。
三、方案实施过程中需要解决的问题
3.1人机交互系统
3.1.1获取客户的语音信息，转化成文本信息，为定位导航及推荐系统提供基本信息。语音模块作为信息的输入及输出，wifi模块连接服务器获取商品信息等并进行处理，要完成数据库的管理优化
3.1.2客户使用条码扫描仪将商品放入购物车中，计算商品价格。在屏幕上实时显示物品种类数量及价格。条码扫描模块,为结算提供商品名称价格等信息。在屏幕提供付款码
3.2定位导航系统
构建商场地图，放置基;准UWB标签，将商场内的商品标记在地图相应的位置。并创建商品数据库(价格、厂商等信息）。UWB阅读器和标签的选择和采购，调试优化，体高精度。
3.3导购系统
根据用户需求，从数据库读取相应信息。以语音和屏幕显示方式向客户提供。通过客户购物信息推荐相关品类商品,同时提供附近促销商品信息。商品推荐模型分析、实现，大眼大呈信息作为模型训练集，提升性能。
四、导购系统的应用场景和价值
这种室内车智能自动定位系统的主要技术创新之处仅在于它采用了基于无源UWB的室内车智能自动定位系统，可以有效降低制动系统的大量成本和功耗降低不足等问题，这些问题制约了中国汽车行业室内车智能自动定位系统的快速发展。新增全国在线商品消防安全管理服务提示渠道和在线消费指南安全提示提醒功能，使新老客户网上消费购物更加安全、快捷、安全。
超市内智能导购车可以将商场内的每个客户、日用品的供货商以及很多餐饮厂家紧密的联系在一起，在连锁营销中促进各个行业的发展，充分发挥每个食品商家的各种智能移动促销系统，达到一个新的极致。超市的智能产品和移动在线购物车的成功推出和试用将成为超市未来的发展趋势，并将在超市的各个领域得到广泛的推广和应用。
结束语
本文提出了一种基于新型UWB设计技术的大型超市智能导购管理系统的总体设计方案。项目建设完成后，可以大大减少人们购物的时间，大大提高购物效率，节省许多客户漫长的购物等待时间。最后，管理系统的实施还将促进传统超市更加智能化和人性化，促进超市商户自动售货，充分满足广大购物者的各种个性化购物服务，具有良好的应用和发展前景。当然，通用电子标签的成本控制，电子标签等物联网相关应用系统相关技术标准和规范的研究制定，以及物联网的基础信息安全可能是直接影响该应用系统实际应用的关键因素。因此，有必要对这些相关的基础技术问题进行进一步深入的分析和研究。未来超市企业智能商场购物服务指导管理系统可以有效利用超市计算机信息网络技术的优势，进一步利用先进的人工智能和优化管理算法等先进技术手段，提高系统的财务管理和企业决策控制能力，同时可以进一步提高超市智能管理指导系统的整体管理绩效，同时节省企业人工生产成本，更大程度地降低运营商的运营时间能耗。
参考文献：
[1]周菁. 智能导购机器人设计与研究[D].中国美术学院,2014.
[2]张鹏飞,田洪亮,姜浩然,廉弘.智能导购车[J].物联网技术,2013,3(10):2-3.