专利名称：无线移动智能收银系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及中小型商户收银结算领域，特别是指ー种无线移动智能收银系统及其实现方法。
背景技术：
目前中小型商户的收银结算环节普遍采用传统的电子收银机，虽然其是微电子技术发展及现代化商品流通管理理念结合的产物，其拥有收款精确、支持多种付款方式、结帐精确、杜绝舞弊等诸多优点。但是，随着商业与科技的进步，商户对收银环节的要求越来越高，传统的电子收银机的缺点也不断的暴露出来
(1)收银设备配件繁多，设备笨重，携带不方便；
(2)收银地点固定、应用范围狭窄；
(3)需要搭建专门的网络系统，结构复杂，成本较高；
(4)不能对收银数据进行数学模型化的数据统计、分析与挖掘，从而为企业和商户的决策提供辅助数据；
(5)特定应用场景下，收银计算速度较慢；
(6)不能对以食品签状物为收费依据的行业进行食品签状物的智能数量识别。
发明内容
为了克服中小型商户，特别是传统以食品签状物数量为收费标准、需要快速收银结帐的商户和企业存在的收银管理系统缺失或落后导致收银过程缓慢、人力资源浪费、无收费记录等一系列问题，本发明提供了ー种无线移动智能收银系统及其实现方法。以带摄像头的手持智能終端装置为基础，利用其图像采集设备采集食品签状物端面图像，同时利用图像处理技术(图像增强、灰度化，边缘寻找、中值滤波、ニ值化、距离变换、图像分割、类圆识别等技木)对采集到的图像进行自动快速的识别和统计，结合在手持智能終端装置上开发的可配置的计算程序对全部货品价格进行计算，在结帐的同时通过收银小票打印机打印收银小票。收银数据同时上传至收银数据云服务器，通过服务器的计算生成一系列数据分析和挖掘結果，对此类小型餐饮企业经营和收银状况起到指导作用。其所采用的技术方案是无线移动智能收银系统，作用于售货收款、收银数据分析与挖掘之用，通过无线设备之间的无线连接，实现收银终端软件、硬件设备和后台数据统计、分析、挖掘系统相结合，使用户在管理商品与收款订单的同时实时监控收银员的收银情况，并实时对收银数据进行统计、数据分析与挖掘，为企业的商业决策提供实时的数据支持和服务，本系统包括有
收银终端由带摄像头的手持智能終端装置、无线路由器、收银小票打印机、带开关的收银钱箱和移动信用卡刷卡装置构成；所述带摄像头的手持智能終端装置作为输入设备和显示设备，用于货品种类数量的识别或输入、计算货品的总金额、并承担收银数据和信用卡帐务信息的传输及以上信息的显示；所述无线路由器通过电话接ロ(RJll)连接电话线，或通过网络接ロ(RJ45)或Wi-Fi无线网络分别连接手持智能終端装置、收银小票打印机、收银钱箱和移动信用卡刷卡装置，通过局域网互连或连接Internet网络进行数据通讯；所述收银小票打印机用于打印收银结帐小票；所述带开关的收银钱箱用于存放所收付货款；所述移动信用卡刷卡装置用于识别信用卡信息完成支付；所述的收银小票打印机通过无线路由器采用Wi-Fi网络或网络接ロ(RJ45)与手持智能終端装置进行数据通讯，实现收银结帐小票的打印；所述的带开关的收银钱箱通过无线路由器采用Wi-Fi网络或电话接ロ(RJll)与收银小票打印机连接进行数据通讯，实现收银小票打印机对收银钱箱的开闭进行硬件控制；所述的移动信用卡刷卡装置通过无线路由器采用Wi-Fi网络、蓝牙或网络接ロ(RJ11或RJ45)或音频接ロ与手持智能終端装置进行数据通讯；
收银数据云服务器用于收银数据的存放、统计、分析与挖掘，并建立数学模型为用户提供收银数据的查询、分析和挖掘，所述的收银数据云服务器与带摄像头的手持智能終端装置之间采用3G网络或通过无线路由器采用Wi-Fi网络连接进行数据通讯。带摄像头的手持智能終端装置是指基于智能操作系统的带摄像头的智能手机、平板电脑、掌上电脑中的任ー种装置。移动信用卡刷卡装置通过刷卡操作读取信用卡信息，然后转换成数据信号通过Wi-Fi、蓝牙或网络接ロ(RJ11或RJ45)与带摄像头的手持智能終端装置进行数据通讯，或将信用卡信息转换成音频电信号通过手持智能終端装置的音频接ロ与其进行通讯。进ー步，本发明公开采用以上无线移动智能收银系统的实现方法，其包括以下步骤
(1)用户通过带摄像头的手持智能終端装置访问收银数据云服务器，下载通过自行创建或其它导入方式存储于收银数据云服务器的货品清单信息；
(2)用户通过带摄像头的手持智能終端装置对所需结算的货品数量和规格进行识别或输入；
(3)带摄像头的手持智能終端装置依据所识别或输入的货品种类数量进行货品总价的计算；
(4)客户通过现金或移动信用卡刷卡装置输入信用卡信息；
(5)带摄像头的手持智能終端装置通过无线信号同时发送各数据发送收银数据至收银数据云服务器；发送收银数据至收银小票打印机；发送钱箱开关信号至带开关功能的收银钱箱，从而完成收银操作；
(6)收银数据服务器对收银数据进行统计、数据分析与挖掘，形成一系列智能报表，为用户的商业决策提供智能数据辅助。进一歩，对于货品数量和规格的识别的实现方法，货品数量可采用多种计数方式对条形码的识别、对ニ维码的识别、对食品数量标准载体的签状物的数量的自动识别计数、手工输入货品数量；
进ー步，对食品数量标准载体的签状物数量的自动识别和计数的实现方法，首先对预处理的图像分别采用ニ值化分割和边缘检测图像技术进行类圆分析，实现图像识别和计数，并通过对两种分析结果进行联合统计得到食品数量标准载体的签状物精确数量，包括以下步骤
(A)图像采集通过带摄像头的手持智能終端装置正对食品数量标准载体的签状物端部进行拍照，采集食品签状物端面图像；(B)图像预处理对采集食品数量标准载体的签状物端面图像进行中值滤波、灰度化、对比度增强技术处理；
(C)ニ值化分割类圆分析首先采用最优阀值法进行图像分割，对分割后的图像利用导角法进行距离变换，再利用分水岭法进行再次分割，然后对最終的分割图像进行模糊聚类，得到类圆的数量统计；
(D)边缘检测图像类圆分析对图像RGB值分别进行边缘检测，综合三色检测结果得到最終的边缘检测結果，再除去步骤(3)的模糊聚类结果中已检测区域，再对其结果进行广义霍夫变换，得到新的类圆信息并得到数量统计；
(E)联合统计根据模糊聚类方法比较ニ值化分割和边缘检测图像类圆分析两种方法的結果，最终确定食品数量标准载体的签状物端面的分块数据，进而根据分块数据，确定食品数量标准载体的签状物的数量。本发明具有的有益效果是本系统不仅能够快速输入货品数量，特别是通过自动对食品签状物数量进行识别，从而提高了收银计费的速度，而且能够方便、准确、快速的记录处理收银数据并对此数据进行数据分析和挖掘，为商户的智能决策起到数据支持作用。
图I是本发明的无线移动智能收银系统的拓扑示意 图2是本发明的无线移动智能收银系统实现方法的操作流程 图3是本发明的对条形码和ニ维码进行识别的操作流程 图4是本发明的对食品数量标准载体的签状物的数量自动识别和计数的操作流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进ー步说明。如图I所示，本发明的无线移动智能收银系统，由收银终端和收银数据云服务器构成；其中，收银终端包括带摄像头的智能移动设备、无线路由器、带开关功能的收银钱箱、收银小票打印机、移动信用卡刷卡装置。无线移动智能收银系统包括有
收银终端由带摄像头的手持智能終端装置、无线路由器、收银小票打印机、带开关的收银钱箱和移动信用卡刷卡装置构成；所述带摄像头的手持智能終端装置作为输入设备和显示设备，用于货品种类数量的识别或输入、计算货品的总金额、并承担收银数据和信用卡帐务信息的传输及以上信息的显示；所述无线路由器通过电话接ロ(RJll)连接电话线，或通过网络接ロ(RJ45)或Wi-Fi无线网络分别连接手持智能終端装置、收银小票打印机、收银钱箱和移动信用卡刷卡装置，通过局域网互连或连接Internet网络进行数据通讯；所述收银小票打印机用于打印收银结帐小票；所述带开关的收银钱箱用于存放所收付货款；所述移动信用卡刷卡装置用于识别信用卡信息完成支付；所述的收银小票打印机通过无线路由器采用Wi-Fi网络或网络接ロ(RJ45)与手持智能終端装置进行数据通讯，实现收银结帐小票的打印；所述的带开关的收银钱箱通过无线路由器采用Wi-Fi网络或电话接ロ(RJll)与收银小票打印机连接进行数据通讯，实现收银小票打印机对收银钱箱的开闭进行硬件控制；所述的移动信用卡刷卡装置通过无线路由器采用Wi-Fi网络、蓝牙或网络接ロ(RJ11或RJ45)或音频接ロ与手持智能終端装置进行数据通讯；
收银数据云服务器用于收银数据的存放、统计、分析与挖掘，并建立数学模型为用户提供收银数据的查询、分析和挖掘，所述的收银数据云服务器与带摄像头的手持智能終端装置之间采用3G网络或通过无线路由器采用Wi-Fi网络连接进行数据通讯。带摄像头的手持智能終端装置是指基于智能操作系统的带摄像头的智能手机、平板电脑、掌上电脑中的任ー种装置。移动信用卡刷卡装置通过刷卡操作读取信用卡信息，然后转换成数据信号通过Wi-Fi、蓝牙或网络接ロ(RJ11或RJ45)与带摄像头的手持智能終端装置进行数据通讯，或 将信用卡信息转换成音频电信号通过手持智能終端装置的音频接ロ与其进行通讯。如图2所示，本发明的无线移动智能收银系统实现方法的具体实施步骤如下 步骤I.通过带摄像头的手持智能終端装置访问收银数据云服务器，下载通过自行创
建或其它导入方式存储于收银数据云服务器的货品清单信息；
步骤2.通过带摄像头的手持智能終端装置对所需结算的货品数量和规格进行识别或输入；若货品为普通商品，则利用手持智能終端装置提供的人机交互输入界面，在货品清单中扫描货品的条形码或ニ维码，或手工输入货品的数量，程序会自动依据每件产品的单价计算产品的总价；若货品为食品签状物，则利用手持智能終端装置提供的食品签状物识别模块，使用者对需要计数的食品签状物的端面进行图像采集，程序会自动识别统计食品签状物的数量并显示；
步骤3.带摄像头的手持智能終端装置自动对所有货品和食品数量标准载体的签状物的价格进行加总，统计出总价；
步骤4.客户通过现金支付或移动信用卡刷卡装置输入信用卡信息和应付款信息；步骤5.带摄像头的手持智能終端装置通过无线网络同时向收银数据云服务器、收银小票打印机和收银钱箱发送数据发送收银数据至收银数据云服务器；发送收银数据至收银小票打印机；发送钱箱开关信号至带开关功能的收银钱箱，从而完成收银操作；
步骤6.收银数据云端服务器对所储存的数据进行数据分析与挖掘，形成固定的报表通过网络展示给使用者。带摄像头的手持智能終端装置提供的输入或识别计数功能包括三部分
1、数字和文字的输入可直接输入货品的分类、规格、价格、名称、数量和结帐的实收金
额；
2、条形码、ニ维码的输入通过带摄像头的手持智能終端装置正对条码进行拍照，采集条码图像并进行处理，识别货品信息并显示；
3、食品签状物的输入带摄像头的手持智能終端装置可以利用摄像或照相功能采集食品签状物端面图像，并根据图像自动识别出食品签状物的数量并显示。带摄像头的手持智能終端装置与收银数据云端服务器的数据传输方式采用HTTP协议进行数据的传输，数据格式为json格式。带摄像头的手持智能終端装置与收银小票打印机的数据传输采用TCP/IP协议，数据格式为pos\ect。如图3所示，带摄像头的手持智能終端装置对条形码和ニ维码的识别实现方法为通过带摄像头的手持智能終端装置正对条码进行拍照，采集条码图像；对图像进行预处理，去除图像噪声，并选取合适的ニ值化算法来消除光照不均等不良影响，选用OTSU法(大律法)ニ值化方法；在采集的图像中初定位出条码所在的区域，并将该区域从图像中分割出来，以便进行识别；利用条码各自的定位特征，精确定位条形码的位置；被精确定位的条形码往往会有一定的偏转、变形，需要通过校正变换将条形码图像校正到正确的位置和形状；针对ー维条形码，主要对EAN13、code39码按照其编码规则进行识别；针对ニ维码，主要对QR码、Data Matrix码和PDF417码按照其编码规则进行识别；采用Reed-Solomon算法来控制和纠正差错，以恢复条码图像及由识别过程引起的部分错误或丢失的数据；将经RS纠错的正确的条码数据矩阵信息按其编码规则，恢复为条码图像所包含的真正信息。如图4所示，带摄像头的手持智能終端装置对食品数量标准载体的签状物的自动识别采用数字图像处理技术，通过带摄像或照相功能的手持智能終端装置采集食品数量标准载体的签状物端面图像，并实施以下处理 对采集图像进行预处理，包括对图像进行裁剪和缩放到500X500大小，灰度化，色阶增强，中值滤波。利用采用最优阀值法ニ值化进行初步图像分割，然后对初歩分割的图像的距离变换结果，使用分水岭法进行再次分割，最后利用模糊聚类，得到类圆的数量统计数据。由于单个食品数量标准载体的签状物端面的图像的色彩和纹理的不确定性，以上方法的识别精度满足不了使用需求，所以对采集图像还要进行利用图像边缘的检测方法。边缘检测图像类圆技术首先对图像RGB值分别利用Sobel算子进行边缘检测，对三个检测结果进行加权得到图像的边缘检测结果，再对其结果进行广义霍夫变换，得到新的类圆信息。根据食品数量标准载体的签状物大小和分布的特征综合分析两种方式得到的结果，可以得到一个精确度较高(99. 4%)的食品数量标准载体的签状物数量的识别結果。本发明的无线移动智能收银系统及其实现方法，不仅能够快速输入货品数量，特别是通过自动对食品数量标准载体的签状物数量进行识别，从而提高了收银计费的速度和准确性，而且能够方便的记录收银数据并对此数据进行数据分析和挖掘，为商户的智能决策起到数据支持作用。
权利要求
1.一种无线移动智能收银系统，其特征在于，本系统包括有 收银终端由带摄像头的手持智能终端装置、无线路由器、收银小票打印机、带开关的收银钱箱和移动信用卡刷卡装置构成；所述带摄像头的手持智能终端装置作为输入设备和显示设备，用于货品种类数量的识别或输入、计算货品的总金额、并承担收银数据和信用卡帐务信息的传输及以上信息的显示；所述无线路由器通过电话接口(Rjll)连接电话线，或通过网络接口(RJ45)或Wi-Fi无线网络分别连接手持智能终端装置、收银小票打印机、收银钱箱和移动信用卡刷卡装置，通过局域网互连或连接Internet网络进行数据通讯；所述收银小票打印机用于打印收银结帐小票；所述带开关的收银钱箱用于存放所收付货款；所述移动信用卡刷卡装置用于识别信用卡信息完成支付；所述的收银小票打印机通过无线路由器采用Wi-Fi网络或网络接口(RJ45)与手持智能终端装置进行数据通讯，实现收银结帐小票的打印；所述的带开关的收银钱箱采用Wi-Fi网络或电话接口(RJll)与收银小票打印机连接进行数据通讯，实现收银小票打印机对收银钱箱的开闭进行硬件控制；所述的移动信用卡刷卡装置通过无线路由器采用Wi-Fi网络、蓝牙或音频接口与手持智能终端装置进行数据通讯； 收银数据云服务器用于收银数据的存放、统计、分析与挖掘，并建立的数学模型为用户提供收银数据的查询，所述的收银数据云服务器与带摄像头的手持智能终端装置之间采用3G网络或通过无线路由器采用Wi-Fi网络连接进行数据通讯。
2.根据权利要求I所述的无线移动智能收银系统，其特征在于，所述的带摄像头的手持智能终端装置是指基于智能操作系统的带摄像头的智能手机、平板电脑、掌上电脑中的任一种装置。
3.根据权利要求I所述的无线移动智能收银系统，其特征在于，所述的移动信用卡刷卡装置通过刷卡操作读取信用卡信息，然后转换成数据信号通过Wi-Fi、蓝牙或网络接口(RJlI或RJ45)与带摄像头的手持智能终端装置连接进行数据通讯；或将信用卡信息转换成音频电信号通过手持智能终端装置的音频接口与其进行通讯。
4.一种权利要求I所述的无线移动智能收银系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)用户通过带摄像头的手持智能终端装置访问收银数据云服务器，下载通过自行创建或其它导入方式存储于收银数据云服务器的货品清单信息； (2)用户通过带摄像头的手持智能终端装置对所需结算的货品数量和规格进行识别或输入； (3)带摄像头的手持智能终端装置依据所识别或输入的货品种类数量进行货品总价的处理计算； (4)客户通过现金或移动信用卡刷卡装置输入信用卡信息支付； (5)带摄像头的手持智能终端装置通过无线信号同时发送以下各组数据发送收银数据至收银数据云服务器；发送收银数据至收银小票打印机；发送钱箱开关信号至带开关功能的收银钱箱，从而完成收银操作； (6)收银数据服务器对收银数据进行统计、数据分析与挖掘，生成一系列智能报表，为用户的商业决策提供智能数据辅助。
5.一种权利要求4所述的无线移动智能收银系统的实现方法，其特征在于，所述的手持智能终端装置对货品数量和规格的识别的实现方法货品种类数量的识别方式包括条形码识别、二维码识别、食品数量标准载体的签状物的数量的自动识别计数、手工输入。
6.一种权利要求5所述的无线移动智能收银系统的实现方法，其特征在于，所述的食品数量标准载体的签状物的数量的自动识别计数采用对预处理的图像分别应用二值化分割和边缘检测图像技术进行类圆分析，实现图像识别和计数，并通过对两种分析结果进行联合统计得到食品签状物精确数量，包括以下步骤 (A)图像采集通过带摄像头的手持智能终端装置正对食品数量标准载体的签状物端部进行拍照，采集食品签状物端面图像； (B)图像预处理对采集食品数量标准载体的签状物端面图像进行中值滤波、灰度化、对比度增强技术处理； (C)二值化分割类圆分析首先采用最优阀值法进行图像分割，对分割后的图像利用导角法进行距离变换，再利用分水岭法进行再次分割，然后对最终的分割图像进行模糊聚类，得到类圆的数量统计； (D)边缘检测图像类圆分析对图像RGB值分别进行边缘检测，综合三色检测结果得到最终的边缘检测结果，再除去步骤(3)的模糊聚类结果中已检测区域，再对其结果进行广义霍夫变换，得到新的类圆信息并得到数量统计； (E)联合统计根据模糊聚类方法比较二值化分割和边缘检测图像类圆分析两种方法的结果，最终确定食品数量标准载体的签状物端面的分块数据，进而根据分块数据，确定食品数量标准载体的签状物的数量。
全文摘要
本发明提供一种无线移动智能收银系统及其实现方法，包括由带摄像头的手持智能终端装置、收银小票打印机、带开关的收银钱箱、无线路由器、移动信用卡刷卡装置构成的收银终端以及收银数据云服务器；收银系统各部件间采用无线连接，通过无线传输方式传输收银数据并控制硬件设备。本发明通过无线移动智能收银系统可实现快速准确的收银、转账、收银数据统计、收银数据分析与挖掘，使用上无地点限制，应用性广，拓展性强。
文档编号G07G1/00GK102760335SQ20121024785
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者朱磊, 李嵩珅, 贾弦飞 申请人:朱磊