一种无人收银台及其支付方法与流程

本发明涉及自助零售技术领域，具体涉及一种无人收银台及其支付方法。

背景技术：

超市、便利店一般在出口处集中设置收银台，使消费者至收银台处统一结算商品并付款。由于收银台数量有限，且是人工操作，收银员通过逐一扫描商品条形码或二维码，再通过收银台客户端查询后台系统信息，以获取商品信息和商品价格。这种收银方式速度较慢，大大延长了商品结账时间，导致排队等待收银的消费者队列较长，特别是在购物高峰时段。对消费者而言，这样收银方式既耗时，又影响购物体验，对商家而言，收银压力和人力成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无人收银台及其支付方法，用以解决现有收银方式耗时、影响购物体验以及人力成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为提供一种无人收银台，所述无人收银台包括商品识别台和商品信息显示屏，所述商品识别台包括机盒和安装在机盒内部的商品信息处理器，所述机盒的底部开设有供商品信息处理器放置的空腔，并在机盒的底面上安装有用于覆盖空腔底面的可拆卸底盖，所述商品信息处理器包括集成设置的本地处理器、RFID读写器以及重力感应器，所述RFID读写器和重力感应器均与本地处理器电路连接，所述本地处理器上通信连接有用于存储商品ID信息与消费者ID信息的云端数据库，在所述商品识别台的一侧壁上固定有支撑架，所述支撑架远离商品识别台的一端一体成型有与水平面呈倾斜角度的固定端，所述商品信息显示屏固定在固定端上，并在商品信息显示屏与商品识别台之间连接有用于传输图像信号的HDMI连接线。

通过采用上述技术方案，将超高频RFID电子标签帖在商品表面存储商品ID信息，当消费者将需购商品放置在商品识别台上时，由RFID读写器扫描商品表面的电子标签，读取商品ID信息并将商品ID信息和商品数量信息发送至本地处理器，由重力感应器测量商品的重量，生成测量商品总重量信息，并将测量商品总重量信息发送至所述本地处理器，使本地处理器可以根据商品的ID信息从云端数据库中获得商品单价信息和商品重量信息，使本地处理器可以根据商品单价信息和商品数量信息计算得到商品总价信息，并将生成的商品单价信息、商品数量信息、商品总价信息和支付链接的支付信息传输至商品信息显示屏中通过图像显示，使消费者直观的了解商品信息和支付信息，最后由消费者利用移动通信设备直接扫描支付即可，即节省了收银时间，又减少了收银成本。

进一步的，所述商品识别台的上表面安装有保护屏，所述RFID读写器安装在商品识别台的中部，并在商品识别台的表面形成有用于扫描商品表面超高频RFID电子标签的商品识别区，在所述RFID读写器的上方安装有用于感应商品放置的感应天线，所述感应天线与本地处理器电路连接，在感应天线和保护屏之间安装有用于显示商品识别台不同工作状态的背光LED屏，所述背光灯LED屏与感应天线电路连接。

通过采用上述技术方案，本地处理器采用树莓派微处理器，型号为RASPBERRYPI3-MODB-1GB，RFID读写器基于R2000芯片，其感应天线为12dBi的UHF超高频RFID圆极化方块天线。由感应天线检测商品识别台上是否放置物品，以便于收银台的各功能启动，使消费者完成支付，同时将商品识别区设置在商品识别台的中部，可以避免商品识别台上堆满商品掉下商品识别台的情况，利用背光LED屏使消费者将商品放置商品识别台上时，通过背光LED屏预设置的不同显示颜色来显示收银台不同的工作状态，使无人收银台使用时更方便，比较人性化。

进一步的，所述商品识别区的一侧设有NFC感应区，所述NFC感应区内安装有用于识别消费者会员卡信息的NFC读卡器，所述NFC读卡器与本地处理器电路连接。

通过采用上述技术方案，利用NFC感应技术，在商品识别台上设置NFC感应区，在消费者办理超市会员身份卡时，可以由NFC读卡器读取消费者的NFC卡信息，并由本地处理器通过云端数据库匹配消费者的ID信息和会员信息，便于无人收银台的内部系统为消费者根据会员等级提供对应的增值服务，体现无人收银台的智能化。

进一步的，所述商品识别区的一侧安装有用于读取消费者身份信息的指纹读取器，所述指纹读取器与本地处理器电路连接。

通过采用上述技术方案，利用指纹识别技术，在商品识别台上设置指纹读取器，由指纹读取器读取消费者的指纹信息，并由本地处理器通过云端数据库根据消费者的指纹信息匹配消费者的ID信息和会员信息，便于无人收银台的内部系统为消费者根据会员等级提供对应的增值服务，也方便消费者随时查看自己的消费信息，体现无人收银台的智能化。

进一步的，所述商品信息显示屏上侧边缘的中部安装有第一摄像头，所述第一摄像头上电路连接有用于对消费者进行面部识别或瞳孔识别的人脸识别器，且人脸识别器与云端数据库通信连接，所述第一摄像头的一侧和信息显示屏的下侧壁上均安装有用于收集商品图片信息的第二摄像头，两个所述第二摄像头与本地处理器通信连接。

通过采用上述技术方案，利用人脸识别技术，在商品信息显示屏上设置人脸识别器，由人脸识别器通过第一摄像头扫描消费者的面部或瞳孔等信息，并由本地处理器通过云端数据库根据消费者的面部或瞳孔信息匹配消费者的ID信息和会员信息，便于无人收银台的内部系统为消费者根据会员等级提供对应的增值服务，也方便消费者随时查看自己的消费信息，同时利用机器学习算法使第二摄像头获取商品识别台上放置商品的图片信息，由本地处理器根据第二摄像头获取的商品图片信息匹配云端数据库获取商品信息来识别商品，使无人收银台更智能化。

进一步的，所述商品识别台四周和底部的表面均覆盖有屏蔽金属层。

通过采用上述技术方案，在商品识别台的表面覆盖有屏蔽金属层，利用屏蔽金属的特性，可以避免位于商品识别台中部的RFID读写器在扫描识别商品时被电磁干扰的情况。

进一步的，所述商品识别台的高度范围在6-13cm之间。

通过采用上述技术方案，利用商品识别台内部部件的集成化，减小商品识别台的尺寸大小，便于无人收银台的运输和携带，从外形上对产品进行升级。

本发明还提供一种无人收银台及其支付方法，其特征在于，所述支付方法包括以下步骤：

步骤一：NFC读卡器扫描消费者的NFC卡或指纹读取器扫描消费者的指纹或人脸识别器扫描消费者的面部或瞳孔获取消费者的特征信息，本体处理器将消费者的特征信息上传至云端数据库，并从云端数据库中匹配消费者的ID信息以及消费者的消费信息；

步骤二：本地处理器根据云端数据库中获取的消费者ID信息并确定消费者会员等级；

步骤三：本地处理器根据消费者的会员等级计算得到消费者的增值服务信息，生成商品折扣信息、推荐商品信息以及常购商品信息，并将增值服务信息发送至商品信息显示屏；

步骤四：消费者根据商品信息显示屏显示的增值服务信息可优选需要的商品，并将待支付的商品放置在商品识别台上，感应天线检测到商品识别台上放置的商品通过电路控制背光LED屏产生白光，并将检测信息发送至本地处理器；

通过采用上述技术方案，由背光LED屏产生白光提醒消费者收银台正在处理商品信息，体现无人收银台的人性化。

步骤五：本地处理器接收到商品检测信息，并驱动RFID读写器扫描商品表面的超高频RFID电子标签，读取商品ID信息以及获得与超高频RFID电子标签数量对应的商品数量信息，并将商品ID信息和商品数量信息发送至本地处理器；

步骤六：重力感应器对商品数量信息进行校对，本地处理器接收到校对信息并确定商品数量信息，根据商品ID信息从云端数据库获得商品单价信息，重力感应器对商品数量的校对信息有误，本地处理器通过电路控制背光LED屏产生红光；

通过采用上述技术方案，利用重力感应器测量商品的重量并生成测量商品总重量信息，使本地处理器根据商品重量信息和商品数量信息计算得到计算商品总重量信息，再由计算的测量商品总重量信息和商品总重量信息对商品的数量进行核对校验，确保无人收银台支付收银的准确度，利用背光LED屏产生红光提醒消费者商品支付数量有误或商品放置不当，体现无人收银台的人性化。

步骤七：待将放置的商品进行调整使本地处理器校对商品数量信息无误，重复步骤五到步骤八，本地处理器根据商品单价信息和商品数量信息计算得到商品总价信息，生成包括商品单价信息、商品数量信息、商品总价信息以及支付链接的支付信息，并将支付信息发送至商品信息显示屏；

步骤八：消费者根据商品信息显示屏显示的支付信息通过移动通讯设备进行支付，移动通讯设备通过通信传输将支付完成信息发送至本地处理器，本地处理器通过电路控制背光LED屏产生绿光。

通过采用上述技术方案，由背光LED屏产生绿光提醒消费者支付完成，体现无人收银台的人性化。

步骤九：消费者支付完商品并取走商品，本地处理器根据预设算法电路控制背光LED屏熄灭，并关闭商品信息处理器和商品信息显示屏，无人收银台进入待机状态。

进一步的，所述步骤七中的支付链接为二维码或条形码，所述支付链接用于消费者根据二维码或条形码使用移动通信设备扫码支付。

通过采用上述技术方案，因为二维码或条形码适用于市面上普遍的支付设备，例如支付宝或微信支付，利用二维码或条形码进行扫码支付方便消费者快捷支付。

进一步的，所述步骤八中消费者根据商品信息显示屏显示的支付信息将具有NFC功能的会员卡或移动通讯设备靠近NFC感应区，NFC读卡器扫描消费者的NFC移动端并将确认支付信息发送至本地处理器，所述本地处理器将确认支付信息传输至商品信息显示屏中显示或通信传输至移动设备中显示，消费者根据确认支付信息完成商品支付。

通过采用上述技术方案，基于NFC的支付功能，利用NFC会员卡或具有NFC功能的移动设备对商品进行支付，例如Apple Pay，使消费者只需简单操作即可快捷完成闪付，并且消费者无需网络登录支付设备即可完成支付，方便消费者的快捷支付。

本发明具有如下优点：

本发明利用RFID射频技术、视觉识别技术以及重量感应技术，由商品识别台和商品信息显示屏内的识别器件分别对商品和消费者的信息进行识别并通过云端数据库与其匹配得到对应的商品支付信息，并由商品信息显示屏显示支付信息，由消费者扫码支付即可，结构简单，方便操作，无需人力收银，节省了收银时间，又减少了收银成本。

附图说明

图1是本发明的无人收银台的整体结构示意图。

图2是本发明的无人收银台的结构原理框图。

图3是本发明的无人收银台的结构爆炸示意图。

图中，1、商品识别台；11、支撑架；111、固定端；112、感应天线；113、背光LED屏；12、保护屏；13、商品识别区；14、NFC感应区；2、商品信息显示屏；3、机盒；31、可拆卸底盖；4、商品信息处理器；41、本地处理器；42、RFID读写器；43、重力感应器；5、云端数据库；6、NFC读卡器；7、指纹读取器；8、第一摄像头；81、人脸识别器；9、第二摄像头。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1和图2所示，本发明提供了一种无人收银台，包括商品识别台1和商品信息显示屏2。商品识别台1包括机盒3和安装在机盒3内部的商品信息处理器4，机盒3的底部开设有供商品信息处理器4放置的空腔，并在机盒3的底面上安装有用于覆盖空腔底面的可拆卸底盖31，商品识别台1的一侧壁上固定有支撑架11，并在商品识别台1安装有支撑架11的侧壁上安装有用于连接电源的电源接口以及用于数据传输的USB接口。商品信息处理器4包括本地处理器41、RFID读写器42以及重力感应器43，且RFID读写器42和重力感应器43均与本地处理器41电路连接，在本地处理器41上通信连接有用于存储商品ID信息与消费者ID信息的云端数据库5。支撑架11远离商品识别台1的一端一体成型有与水平面呈倾斜角度的固定端111，商品信息显示屏2固定在固定端111上，并在商品信息显示屏2与商品识别台1之间连接有用于传输图像信号的HDMI连接线。对于连锁型超市或便利店，为了统一管理和调配货源，以及通过后台了解特定商品在某一门店的销售情况，可以在云端数据库5中存储所有商品的ID、图片、重量、单价等相关信息，使本地处理器41在接收到商品ID信息之后，可将其转发至云端数据库5，云端数据库5根据商品ID信息查询调用销售商后台相应的商品重量和单价信息，在有打折活动时，还可调用统一的打折信息，并将上述信息反馈至本地处理器41，再由本地处理器41将信息转为图像信息并上传至商品信息显示屏2显示，方便消费者直观的了解商品信息。

如上所述，在商品识别台1的四周和底部的表面均覆盖有屏蔽金属层，通过四周及底部的屏蔽金属，确保RFID读写器41的超高频无线信号只能往商品识别区12的方向收发，避免超高频RFID无线信号四处发散，导致商品识别区12区域外的商品也被识别以及各个收银台之间超高频RFID信息采集相互干扰，引发结账信息的错误。在商品识别台1的上表面安装有保护屏12(参考图3)，RFID读写器41安装在商品识别台1的中部，并在商品识别台1的表面形成有用于扫描商品表面超高频RFID电子标签的商品识别区12，在RFID读写器42的上方安装有用于感应商品放置的感应天线112，感应天线112与本地处理器41电路连接，在感应天线112和保护屏12之间安装有用于显示商品识别台1不同工作状态的背光LED屏113，背光LED屏113与感应天线112电路连接。通过本地处理器41电路控制，当商品识别台1上无放置商品时，背光LED屏113呈熄灭状态；当商品识别台1上放置有商品时，背光LED屏113呈白光状态；当消费者完成支付时，背光LED屏113呈绿灯状态，当无人收银台核对待结算商品数量有误或收银台故障时，背光LED屏113呈红光状态，便于体现无人收银台的人性化。为了便于无人收银台的运输和携带，从外形上对产品进行升级，商品识别台1的高度范围设置在6-13cm之间，利用商品识别台1内部部件的集成化，减小商品识别台1的尺寸大小，也节省了无人收银台占用的空间。

超市为了促销，都会为消费者办理具有享受增值服务的会员卡，而现有的超市或便利店的会员卡通常为NFC识别卡，在商品识别区12的一侧设有NFC感应区13，NFC感应区13内安装有用于识别消费者会员卡信息的NFC读卡器6，NFC读卡器6与本地处理器41电路连接，利用NFC感应技术，由NFC读卡器6读取消费者的NFC卡信息，并由本地处理器41通过云端数据库5匹配消费者的ID信息和会员信息。

本发明还提供一种无人收银台及其支付方法，其特征在于，所述支付方法包括以下步骤：

步骤一：NFC读卡器6扫描消费者的NFC卡获取消费者的特征信息，本体处理器41将消费者的特征信息上传至云端数据库5，并从云端数据库5中匹配消费者的ID信息以及消费者的消费信息；

步骤二：本地处理器41根据云端数据库5中获取的消费者ID信息并确定消费者会员等级；

步骤三：本地处理器41根据消费者的会员等级计算得到消费者的增值服务信息，生成商品折扣信息、推荐商品信息以及常购商品信息，并将增值服务信息发送至商品信息显示屏2；

步骤四：消费者根据商品信息显示屏2显示的增值服务信息可优选需要的商品，并将待支付的商品放置在商品识别台1上，感应天线112检测到商品识别台1上放置的商品通过电路控制背光LED屏113产生白光，并将检测信息发送至本地处理器41；

步骤五：本地处理器41接收到商品检测信息，并驱动RFID读写器42扫描商品表面的超高频RFID电子标签，读取商品ID信息以及获得与超高频RFID电子标签数量对应的商品数量信息，并将商品ID信息和商品数量信息发送至本地处理器41；

具体的，由于超高频RFID技术具有能一次性读取多个标签、穿透性强、可多次读写、数据的记忆容量大，无源电子标签成本低，体积小，使用方便，可靠性和寿命高等特点，使用具有天线的RFID读写器将可以一次性读取多个贴有超高频RFID电子标签的商品。

步骤六：重力感应器43对商品数量信息进行校对，本地处理器41接收到核对校验信息确定商品数量信息无误，根据商品ID信息从云端数据库5获得商品单价信息，本地处理器41校对商品数量信息有误，通过电路控制背光LED屏113产生红光；

具体的，通过商品重量比对，只有在测量和计算的商品总重量差值在预设范围内时，即所有待结算商品的信息均被读取时，才生成最终的支付信息，提高了自动收银的准确性。

步骤七：待将放置的商品进行调整使本地处理器41校对商品数量信息无误，重复步骤五到步骤六，本地处理器41根据商品单价信息和商品数量信息计算得到商品总价信息，生成包括商品单价信息、商品数量信息、商品总价信息以及支付链接的支付信息，并将支付信息发送至商品信息显示屏2；

具体的，支付链接为二维码或条形码，所述支付链接用于消费者根据二维码或条形码使用移动通信设备扫码支付。

步骤八：消费者根据商品信息显示屏2显示的支付信息通过移动通讯设备进行支付，移动通讯设备通过通信传输将支付完成信息发送至本地处理器41，本地处理器41通过电路控制背光LED屏113产生绿光。

具体的，消费者在通过移动终端扫码完成网络付款后，本地处理器41接收到支付成功信息时，由包括商品信息显示屏2显示支付信息，并通过在商品识别台1上外接打印机装置可以打印商品明细与支付凭条，使消费者知晓支付成功，并获得相应凭证，保证了超市支付运营的完整性。

步骤九：消费者支付完商品并取走商品，本地处理器41根据预设算法电路控制背光LED屏113熄灭，并关闭商品信息处理器4和商品信息显示屏2，无人收银台进入待机状态。

实施例2

与实施例1不同之处在于，在商品识别区12的一侧安装有用于读取消费者身份信息的指纹读取器7，指纹读取器7与本地处理器41电路连接，利用指纹识别技术，在商品识别台1上设置指纹读取器7，由指纹读取器7读取消费者的指纹信息，并由本地处理器41通过云端数据库5根据消费者的指纹信息匹配消费者的ID信息和会员信息，再由本地处理器41根据消费者的会员等级计算得到消费者的增值服务信息，生成商品折扣信息、推荐商品信息以及常购商品信息，并将增值服务信息发送至商品信息显示屏2，便于无人收银台的内部系统为消费者根据会员等级提供对应的增值服务，也方便消费者随时查看自己的消费信息，体现无人收银台的智能化。

实施例3

与实施例1不同之处在于，在商品信息显示屏2上安装有摄像头8，摄像头8上电路连接有用于对消费者进行面部识别或瞳孔识别的人脸识别器81，人脸识别器81与云端数据库5通信连接，利用人脸识别技术，在商品信息显示屏2上设置人脸识别器81，由人脸识别器81通过摄像头8扫描消费者的面部或瞳孔等信息，并由本地处理器41通过云端数据库5根据消费者的面部或瞳孔信息匹配消费者的ID信息和会员信息，再由本地处理器41根据消费者的会员等级计算得到消费者的增值服务信息，生成商品折扣信息、推荐商品信息以及常购商品信息，并将增值服务信息发送至商品信息显示屏2，便于无人收银台的内部系统为消费者根据会员等级提供对应的增值服务，也方便消费者随时查看自己的消费信息。在摄像头8的一侧和信息显示屏2的下侧壁上分别安装有用于收集商品图片信息的第二摄像头9，两个第二摄像头9与本地处理器41通信连接，利用机器学习算法使两个第二摄像头9分别在消费者拿取商品和将商品放置在商品识别台1上的两个阶段内获取放置商品的图片信息，由本地处理器41根据两个第二摄像头9获取的商品图片信息匹配云端数据库5获取商品信息来识别商品，使无人收银台更智能化。

实施例4

与实施例1不同之处在于，在无人收银台及其支付方法的步骤八中，消费者根据商品信息显示屏2显示的支付信息将具有NFC功能的会员卡或移动通讯设备靠近NFC感应区14，NFC读卡器6扫描消费者的NFC移动端并将确认支付信息发送至本地处理器41，本地处理器41将确认支付信息传输至商品信息显示屏2中显示或通信传输至消费者的移动设备中显示，消费者根据确认支付信息完成商品支付。

本发明的一种无人收银台，利用RFID射频技术、视觉识别技术以及重量感应技术，由商品识别台和商品信息显示屏内的识别器件分别对商品和消费者的信息进行识别并通过云端数据库与其匹配得到对应的商品支付信息，并由商品信息显示屏显示支付信息，由消费者通过扫码完成网络支付，提高了购物支付的信息化和快速化程度，减少消费者排队时间，提高超市收银效率，并降低相应人力成本。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。