一种物品ID自动识别系统及识别方法与流程

本发明涉及一种商品自动识别和自动结算系统。

背景技术：

在当前新零售领域，可以进行商品自动识别的技术包括条码技术、rfid技术以及重力技术等。

条码技术是最早用于商品自动识别的技术，但是条码技术需要手动进行扫码来进行售货，无法实现自动识别和自动售货。

射频识别(rfid)是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。目前，采取rfid技术存在缺陷是准确率不高；需要在商品上贴上标签，增加了单件商品的成本；系统成本很高。

现有技术中也有采用重力传感器进行物品识别，重力传感器技术同样存在准确率不高的问题，不能准确地识别是哪件商品，其主要用来实现计量的功能。

技术实现要素：

本发明为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种物品id自动识别系统及识别方法。

本发明实现发明目的采用的技术方案是，

一种物品id自动识别系统，包括管理控制系统和设置在多个物品上的应答装置，其特征在于：所述管理控制系统与各个物品上的所述应答装置通过电缆通讯连接，所述应答装置包括装置外壳、控制电路和轻触开关，所述控制电路设置在所述装置外壳内，所述轻触开关与所述物品接触连接，所述轻触开关与所述控制电路电连接，所述控制电路至少包括mcu芯片和应答端脉冲电路，所述管理控制系统设置有询问端脉冲电路，所述应答端脉冲电路和所述询问端脉冲电路可相互进行脉冲信号的发送和接收。

优选地，所述应答装置通过不干胶粘附在所述物品上，所述轻触开关与所述物品接触连接。

优选地，所述控制电路还设置有一个或多个led信号灯，所述led信号灯用以指示所述应答装置的状态。

优选地，所述管理控制系统与所述应答装置通过总线结构的方式通讯连接。

本发明还提供一种物品id自动识别方法，包括权利要求1至4任一项所述的物品id自动识别系统，包括以下步骤：

a.管理控制系统为每个应答装置分配一个固定id，当应答装置粘附在物品上后，轻触开关处于关闭状态，此时，管理控制系统将每个固定id与所述应答装置对应的物品信息和状态信息建立一一对应关系完成匹配；

b.当某一应答装置从物品上被取下后，管理控制系统默认为该物品已经被购买，管理控制系统发送支付请求；

c.如步骤b中所述应答装置被取下后又被重新贴回到物品上，管理控制系统控制该应答装置的状态不作改变；

d.上述步骤b中的支付请求被支付完成后，管理控制系统重置对应的应答装置的状态，如该应答装置被重新粘结在物品上，则重新建立新的物品对应关系；

e.管理控制系统与各个应答装置建立实时通讯机制，一旦通讯断开，管理控制系统发送警示信息。

优选地，所述管理控制系统将每个固定id与所述应答装置对应的状态信息建立匹配的具体方法是：所述管理控制系统通过所述询问端脉冲电路发送询问信号到所述应答端脉冲电路，所述应答装置的mcu芯片根据所述应答端脉冲电路接收到的询问信号反馈并发送所述应答装置的状态信息，所述管理控制系统通过所述询问端脉冲电路接收并记录所述状态信息。

优选地，所述步骤a之后还包括步骤a1：管理控制系统发送命令给匹配完成的应答装置，应答装置控制点亮led灯，所述步骤b还包括：如应答装置从物品上被取下后，该应答装置控制其led灯熄灭。

本发明还提供一种防碰撞方法，包括权利要求1至4任一项所述的物品id自动识别系统，包括：

所述应答端脉冲电路和所述询问端脉冲电路相互发送和接收的脉冲信号中，设置每5个脉冲组成一个命令，每个命令中的所述脉冲之间的时间间隔定义为脉冲间隔，所述命令之间的时间间隔设置为空闲状态，所述空闲状态的时间间隔设置为所述脉冲间隔的3倍以上；

所述脉冲间隔设置有短脉冲间隔和长脉冲间隔，所述短脉冲间隔用二进制0表示，所述长间隔用二进制1表示；在同一个命令中，设置为不能出现全为0的情况，也不能出现全为1的情况；所述长脉冲间隔的间隔时间设置为所述短脉冲间隔的2倍；

所述应答装置的数据结构设置有3位状态标志，分别为激活标志1，激活标志2和开关状态标志，以及id；所述应答装置返回的数据格式设置为：

所述管理控制系统向所述应答装置发送的命名定义为：

所述防碰撞方法的具体步骤如下：

f1：询问端脉冲电路发送cmd1命令后，接收到命令的应答装置通过muc芯片对激活标志2(sb2＝1)、激活标志1(sb1＝1)置位，使其处于激活状态，如果应答装置的轻触开关处于关闭状态时，开关置位(sb0＝1)，否则sb0＝0；并且在2t-3t时间内，如果应答装置的id3.7＝1，输出一个脉冲，否则不输出；

f2：询问端脉冲电路在规定的时间内(2t-3t)，如果接收到一个脉冲，表示至少有一个应答装置的id3.7＝1,询问端脉冲电路发送cmd6命令；如果没有收到应答，表示范围内所有应答装置id3.7＝0，询问端脉冲电路发送cmd5命令；如果应答装置接收到cmd6命令，应答装置当前发送位不为1的所有标签清除激活标签1；如果应答装置接收到cmd5命令，应答装置当前发送位不为0的所有标签清除激活标签1；同时把发送指针指向下一个发送位，只要满足激活标志1、激活标志2、当前发送位的值为1时，输出一个脉冲给询问端脉冲电路；

重复步骤f1和f2，直至能够读到一个完整的应答装置标签的id，经校验成功后，询问端脉冲电路发送cmd9命令，应答装置接收到此命令后，清除激活标志2，并且向询问端脉冲电路输出一个脉冲，完成整个id识别。

本发明的有益效果是，通过本发明的物品id自动识别系统和识别方法，能实现物品或商品的自动识别和自动售货，具有准确性高的优点，同时，由于应答装置可以反复使用，大大降低了本发明识别系统的成本。

附图说明

图1，实施例自动识别系统的原理图。

图2，实施例应答装置的结构图。

图3，实施例识别方法的流程图。

图4，实施例算法命令的设置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

一种实现物品id自动识别系统，其原理图参看附图1，包括管理控制系统和设置在多个物品上的应答装置，管理控制系统与各个物品上的应答装置通过4线电缆以总线结构的方式通讯连接。本实施例应答装置的结构图参看附图2，包括装置外壳1、控制电路2、轻触开关3、不干胶4、4线电缆5和led灯(图中未示出)，控制电路2设置在装置外壳1内，轻触开关3与控制电路2电连接，应答装置通过不干胶粘4附在物品上，轻触开关3与物品接触连接，led信号灯用以指示应答装置的状态。

本实施例中，控制电路2至少包括mcu芯片和应答端脉冲电路，管理控制系统设置有询问端脉冲电路，应答端脉冲电路和询问端脉冲电路可相互进行脉冲信号的发送和接收。

本实施例通过不干胶把应答装置粘附在销售的物品或商品上，粘附后轻触开关被关闭，通过管理控制系统能够使应答装置与销售的商品一一对应，同时点亮led指示灯，让操作人员明白操作正确。控制电路通过4线电缆与管理控制系统连接，实现通讯。mcu芯片通过具有防碰撞算法的id识别方法，使管理控制系统能够同时识别多个应答装置。消费者在无人超市中，可以体验所有商品。只要应答装置没有取下的情况下，管理控制系统不进行结算，一旦应答装置脱离商品后，管理控制系统实现自动识别商品、自动计件、自动结算，达到自动售货的目的。

本实施例的id自动识别方法的流程图参看附图3，包括以下步骤：

a.管理控制系统为每个应答装置分配一个固定id，当应答装置粘附在物品上后，轻触开关处于关闭状态，此时，管理控制系统将每个固定id与所述应答装置对应的物品信息和状态信息建立一一对应关系完成匹配；

b.当某一应答装置从物品上被取下后，管理控制系统默认为该物品已经被购买，管理控制系统发送支付请求；

c.如步骤b中所述应答装置被取下后又被重新贴回到物品上，管理控制系统控制该应答装置的状态不作改变；

d.上述步骤b中的支付请求被支付完成后，管理控制系统重置对应的应答装置的状态，如该应答装置被重新粘结在物品上，则重新建立新的物品对应关系；

e.管理控制系统与各个应答装置建立实时通讯机制，一旦通讯断开，管理控制系统发送警示信息。

管理控制系统将每个固定id与所述应答装置对应的状态信息建立匹配的具体方法是：所述管理控制系统通过所述询问端脉冲电路发送询问信号到所述应答端脉冲电路，所述应答装置的mcu芯片根据所述应答端脉冲电路接收到的询问信号反馈并发送所述应答装置的状态信息，所述管理控制系统通过所述询问端脉冲电路接收并记录所述状态信息。

所述步骤a之后还包括步骤a1：管理控制系统发送命令给匹配完成的应答装置，应答装置控制点亮led灯，所述步骤b还包括：如应答装置从物品上被取下后，该应答装置控制其led灯熄灭。

具体应用中，一个无人超市可能有上百万件商品，每商品上都须粘贴一个应答装置，这些应答装置通过电缆与管理控制系统实现通讯，为了降低系统成本以及系统的复杂性，本实施例设计采用总线结构，每条总线上有可能安装上千个装置。为了实现管理控制系统能够实现与上千个装置间的正常通讯，本实施例的id识别方法采用了一种防碰撞的识别算法，本算法规定如下：

本算法中的每条命令由5个脉冲组成，脉冲与脉冲之间的时间间隔定义为脉冲间隔，每个命令由4个脉冲间隔组成。每条命令中的时间间隔有两种，一种叫短间隔，用二进制0表示；一种叫长间隔，用二进制1表示；在一个命令中，不能出现全为0，也不能出现全为1的情况，长脉冲间隔的间隔时间设置为短脉冲间隔的2倍，命令与命令之间的时间间隔为空闲状态，空闲状态的时间间隔设置为短间隔的3倍。本实施例算法命令的设置示意图参看附图4。因此系统只有14种命令，定义如下：

同时，应答装置中的数据结构设置有3位状态标志(分别为激活标志1，激活标志2，开关状态标志)，以及32位id。应答装置返回的数据格式设置为：

本实施例id自动识别方法的数据时序如下：

询问端脉冲电路发送cmd1命令后，接收到命令的应答装置通过muc芯片对激活标志2(sb2＝1)、激活标志1(sb1＝1)置位，使其处于激活状态，如果应答装置的轻触开关处于关闭状态时，开关置位(sb0＝1)，否则sb0＝0；并且在2t-3t时间内，如果应答装置的id3.7＝1，输出一个脉冲，否则不输出。

询问端脉冲电路在规定的时间内(2t-3t)，如果接收到一个脉冲，表示至少有一个应答装置的id3.7＝1,询问端脉冲电路发送cmd6命令；如果没有收到应答，表示范围内所有应答装置id3.7＝0，询问端脉冲电路发送cmd5命令；如果应答装置接收到cmd6命令，应答装置当前发送位不为1的所有标签清除激活标签1；如果应答装置接收到cmd5命令，应答装置当前发送位不为0的所有标签清除激活标签1；同时把发送指针指向下一个发送位，只要满足激活标志1、激活标志2、当前发送位的值为1时，输出一个脉冲给询问脉冲电路。……依次循环，最后能够读到一个完整的应答装置标签的id，经校验成功后，询问端脉冲电路发送cmd9命令，应答装置接收到此命令后，清除激活标志2，并且向询问端脉冲电路输出一个脉冲，进而完成整个id识别。

本实施例的有益效果是，通过本发明的物品id识别系统和识别方法，能实现物品或商品的自动识别和自动售货，能够到达识别是哪件商品，多少数量等信息；识别准确率很高，可以达到99.999999％以上；不增加单件商品成本，同时系统成本不高，完全可以商用化。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。