用新型利用无线传感器网络实现超市智能导购，使得顾客能够轻松获取所需 物品的位置信息及其它商品相关信息。
[0027] 在系统工作过程中，由参考节点将自己的位置信息通过数据包的形式发送给其他 节点，定位节点从参考节点接收数据包，而后将所获取的参考节点位置等信息送入定位引 擎，继而根据接收信号强度（RSSI)实现定位。网关节点在ZigBee网络中实现协调器功能， 负责网络的建立，控制参考节点和定位节点的运行。
[0028] 实施例
[0029] 定位节点控制器采用型号为CC2531的微控制器芯片，网关节点控制器采用型号 为CC2530的微控制器芯片，上述两种微控制器芯片具有定位功能，以及可用于射频通信的 RF电路，用于实现节点之间的射频通信。采用具有RF通信电路的微控制器芯片，可在满足 射频通信的基础上，简化系统的电路结构。
[0030] 参考节点在功能上比网关节点可省略掉串行通信口，在芯片选择上也可以相应的 降低对Flash的容量要求，从而一定程度上降低成本。但是，从设计的工作量和芯片选型管 理上反而增加的工作量，因此这里将参考节点和网关节点采用统一设计。
[0031] 如图3,客户端中，信息输入模块采用现有4*3矩阵的按键电路，顾客可通过按键 向定位节点控制器发出定位指令，或商品信息查询指令。图3中，端口 PC7、PC6、TDI、TMS、 TCK、PC1和PC0分别连接客户端的定为节点控制器，则按键S1-S12中不同按键或按键组 合能够发出不同指令，具体可参考现有矩阵按键电路技术。显示模块可采用基于中国台湾 矽统公司ST7920主控芯片的中文字符液晶，以为顾客显示其位置及所需商品信息。
[0032] 本实用新型基于现有WSN网络技术，参考节点为静态，其位置信息不变，且已经存 储于上位机中，网络中的定位节点可利用同网络中参考节点的已知位置信息，获取其自身 实时位置信息。
[0033] 本实用新型中，参考节点对应的超市商品信息与参考节点的位置信息皆已存储于 上位机中。在应用时，当顾客通过信息输入模块发出查询商品位置信息的指令后，控制模块 则将该命令通过射频通信发送至网关节点，进而发送至上位机，上位机在接收到射频通信 模块传输过来的指令后，经由网关节点命令参考节点将位置信息通过数据包的形式发送给 其他节点，客户端的定位节点控制器将利用其定位功能，从参考节点接收数据包，而后将 所获取的参考节点位置等信息送入定位引擎，继而根据接收信号强度（RSSI)实现定位，计 算出自身与附近参考节点的相对位置，而后将该位置信息传输至显示模块。商品基本信息 传输功能的实现。在接收到客户端的商品信息查询指令后，上位机通过RS232串行接口将 商品信息传输至网关节点，而后利用ZigBee短距离无线通信技术将商品名称、价格、生产 地、打折情况等简要信息传输至客户端，进一步完善导购系统的功能。
[0034] 参考图5,本实用新型工作流程可分为如下步骤：
[0035] (1)客户端发送定位和信息查询命令。在智能导购系统定位功能的实现过程中，网 关节点接收由客户端传来的定位与信息查询命令，而后将上述数据通过RS232串口传至主 机。上位机在观察定位节点的定位情况后，向网关节点发送定位指令，同时通过网关节点将 商品的主要信息发送至WSN中的节点。
[0036] (2)系统初始化，WSN建立。网关节点接收到上位机定位命令后，即组建ZigBee网 络，并完成串口的初始化，建立WSN。
[0037] (3)实现定位及商品信息的传输。定位节点收到定位命令后，向其周边参考节点广 播坐标和 RSSI请求；后由参考节点将自己的位置信息通过数据包的形式发送给定位节点； 定位节点则从参考节点接收数据包，而后将所获取的参考节点位置以及参考节点经过计算 与采集所得的它与定位节点之间通信的信号强度（RSSI)等信息送入定位引擎，继而由定 位引擎计算出自身位置。同时，客户端信息传输模块接收来自附近节点的商品信息。
[0038] (4)定位及商品信息显示。射频通信模块通过控制模块将位置信息及商品简要信 息传输至显示模块，在其显示界面显示。
[0039] 下表所示为基于WSN的超市智能导购系统的定位实验测试结果：
[0040] 表 1 [0041 ]
[0042] 测试过程中参考节点、定位节点以及网关节点相对位置分布如图1所示，参考节 点放置于测试区域的四角，其坐标分别为（14,9)，（14，12)，（18,9)，（18，12)。实验测得了 定位节点的8组坐标。分析测试结果可见，除第2次和第6次的测量误差稍大以外，其余测 量数据能够与实际数据吻合，且测试误差为1米左右。据分析，导致上述定位误差的原因主 要包括：
[0043] (1)测试环境较为复杂，具有桌椅、橱柜等阻挡物，这些条件无疑对2. 4GHz的 ZigBee无线电信号的传输有较大影响，从而导致定位节点在根据接收信号强度进行测距时 产生误差。
[0044] ⑵ZigBee芯片天线的全向性不理想，这将导致当定位节点转动方向时接收到的 信号强度发生变化。
[0045] (3)由于ZigBee芯片属于短距离无线传输芯片，在进行较长距离的通信时，导致 定位精度受限。
[0046] 但是，由于在超市商品导购过程中，往往只需要了解目标商品所处的大概位置，并 不需要很高的位置精度，因此，本文所提供的基于WSN的超市智能导购系统的定位精度完 全可以满足顾客要求。
【主权项】
1. 一种基于WSN的超市智能导购系统，其特征是，包括上位机和无线传感器网络，所述 无线传感器网络包括：网关节点，安装于超市购物车上的客户端，以及设置于商品区且安装 位置与商品位置相对应的多个静态的参考节点；上位机通过网关节点与客户端和参考节点 进行通{目； 上述客户端包括定位节点控制器、信息输入模块和显示模块，信息输入模块的输出端 连接控制器，显示模块的输入端连接控制器； 上述参考节点包括参考节点控制器； 上述网关节点包括网关节点控制器和通信接口模块，网关节点通过通信接口模块连接 上位机； 参考节点之间、参考节点与客户端之间、参考节点与网关节点之间，以及网关节点与客 户端之间通过射频通信方式进行通信。2. 根据权利要求1所述的基于WSN的超市智能导购系统，其特征是，客户端中，定位节 点控制器采用型号为CC2531的微控制器芯片。3. 根据权利要求1所述的基于WSN的超市智能导购系统，其特征是，网关节点中，网关 节点控制器采用型号为CC2530的微控制器芯片。
【专利摘要】本实用新型公开一种基于WSN的超市智能导购系统,其包括上位机和WSN网络，WSN网络包括网关节点，安装于超市购物车上的客户端，以及设置于商品区且安装位置与商品位置相对应的多个静态的参考节点；上位机通过网关节点与客户端和参考节点进行通信；客户端包括定位节点控制器、信息输入模块和显示模块；参考节点包括参考节点控制器；网关节点包括网关节点控制器和通信接口模块，网关节点通过通信接口模块连接上位机；参考节点之间、参考节点与客户端之间、参考节点与网关节点之间，以及网关节点与客户端之间通过射频通信方式进行通信。本实用新型可以实现超市商品的定位，顾客通过客户端可了解自己与其所需商品的位置及商品其它相关信息。
【IPC分类】H04W84/18, G06Q30/02
【公开号】CN205139994
【申请号】CN201520670311
【发明人】吴珊珊, 周波, 高燕, 胡晓燕, 何海波
【申请人】南京信息职业技术学院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年8月31日