基于单片机的智能报警系统电路设计
王岩 张建新
【摘 要】本文对传统的购物车进行进一步改造，把扫描商品这个任务分摊到顾客购物过程中，以单片机为中心，设计出一个可以自助结算，无线传输的电路，使得购物车智能化，同时节省了消费者排队付账的时间，增加了购物的乐趣，也为商家节省了运营成本，一举多得。设计一个基于AT89C51单片机的智能购物车结算电路，具有条码扫描计价和无线数据传输的功能。
【关键词】智能；购物车；自助结算
【Abstract】this article to further reform of the traditional shopping cart， scanning the task allocation to customers shopping process， with the single chip processor as the center， can design a self-help settlement， wireless transmission circuit， makes the intelligent shopping cart， saves time of customers line up to pay bills at the same time， increase the fun of shopping， saving operating costs for businesses， fully staffed. To design a smart shopping cart and settlement of circuit based on AT89C51， the pricing and the function of wireless data transmission with bar code scanning.
【Key words】Intelligence； Shopping cart； Self-service and settlement
0 引言
中國是个人口大国，随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们的购物需求也逐渐增长，货物的流通加快，虽然经过近几年互联网的发展，超市还是暂时不可取代的，超市的经营模式已经深入人心。下班时间、节假日或超市促销活动时成为了超市购物的高峰期，此时收银台必定会出现排队长龙，即使所有收银台开放也无法明显缓解付款时的压力。有些顾客即使购买很少量的商品也需要等上很长时间，怨言不断。为了解决付款排队等待时间过长的问题，智能购物车是一个不错的选择。
目前智能购物车的研究已经有一些，在《基于STC89C516的超市智能购物车的研发》一文，在购物车上装设一套单片机设备，顾客设备上查询商品信息，根据查询出的商品信息，可以让顾客更方便的找到自己想要购买的商品[1]。如果顾客决定购买商品，使用设备中配备的条形码识读器对商品扫描，同时价格显示在显示屏上。顾客购物结束之后，可以通过无线设备将清单发送到收银台的电脑上，当顾客决定付款时，直接到收银台付款即可。《基于条码识别技术的智能购物车设计》一文，作者采用Microchip公司的PIC16f877型号的单片机，配有条形扫描仪、液晶触摸屏、无线数传模块、磁卡读写器、EAS系统（解码器）等装置[2]，软件设计则采用模块化设计的思路，包括系统初始化程序、价格查询程序、软标签解码程序、读卡结算程序和收发模块程序。《基于单片机的红外遥控智能小车的设计》，该文主要从推广、市场方向分析智能小车应用需要考虑的很多问题[3]。有关于智能购物小车的其他方面的文献，研究设计的发明成果需与工业的发展和人们生活紧密联系，最终这些发明成果能否在生活中推广，需要经过市场的检验[4-7]。
1 硬件设计
为了实现智能小车的功能，采用分块的设计思路，由中央信息处理系统、输入与显示系统等组成[8-9]。AT89C51单片是整个系统核心部件，是控制中枢，和数据处理中心。无线通信模块实现对扫码后所得数据进行传输的功能。显示屏可以显示商品信息，供人们浏览。作者让自己的智能小车具有导航、促销这些人性化的设计。以单片机为中心的购物车控制方案如图1所示。采用MCU技术，单片机作为主控器，利用带字库的12864图形点阵液晶屏作为显示电路，采用外部晶振作为时钟脉冲，通过按键可以进行输入。
AT89C51是能耗低，性能很高的8位单片机，他的只读存储器的容量是4k bytes，可以反复擦写，MCS-51的指令系统可以在AT89C51单片机上运行，内置的8位中央处理器以及flash存储单元，功能非常强大，可运用在各种控制领域。
在单片机系统里都存在晶振电路，晶振作用在单片机系统的运行中非常大，他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，晶振所提供的时钟频率越高，则单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。
单片机内部存在一个高增益、反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容。这样就构成一个稳定的自激振荡器。振荡电路脉冲经过二分频后作为系统的时钟信号，再在二分频的基础上三分频产生ALE信号，此时得到的信号是机器周期信号。
在液晶显示电路的设计中，我采用了不带字库的AMPIRE128*64图形点阵液晶显示模块作为人机交互的界面。液晶屏为侧部高亮白色LCD，功耗仅为普通LED的1/5—1/10，功耗比较低，节能环保。凭借此电路灵巧的端口模式和简洁、便捷的操作命令，能够形成一个全为中文的人机交流的界面。供电的电源电压很低（VDD：+3.0～～+5.5V），并且无需片选信号，简化软件设计，在同类型的液晶显示模块中可以称得上是性价比很高者了。能够展示4*8行16*16的点阵汉字，同样能完成图形的展示。整个液晶显示屏分左、右两个半屏，每个半屏有8页，每页有8行，这里需要注意的是数据是竖行排列。液晶屏显示一个汉字要16*16点，需要占用两页。全屏有128*64个点，故可显示32个中文汉字。每两页显示一行汉字，可显示4行汉字，每行8个汉字。而液晶屏显示数据需要16*8个点，显示数据可以显示64个。
在无线数据传输电路的设计中，我采用的是JZ863型微功率数传模块。JZ863数传模块是高度集成的微功率无线数传模块，运用TI高性能射频芯片。该无线模块提供8个频道，并配备有专业的设置软件，人們 可很方便的进行参数设定，模块传输的方式是透明的，传输数据的大小没有设置。模块体积小，方便使用。无线模块与PC机连接示意图。
2 软件设计
设计中键盘电路用到了八个P1引脚，液晶显示器电路用到了P0和部分P2引脚，P3.0和P3.1引脚则与无线收发模块相连接，作为数据的输入输出接口。
主程序流程框图如图2所示。
3 仿真与调试
Proteus软件是由英国Lab Center Electronics公司出版的一个EDA工具软件。Proteus不但有着别的EDA工具软件的所具有的仿真功能，而且还可以对单片机和外围器件进行仿真。在程序编译方面，Proteus支持Keil和MATLAB等多种编译器。
4 总结
国内现有超市手推车只实现容器功能，并且不能完成货物量的统计查找功能，造成了大量的人力物力和资源时间的浪费。 本系统将单片机技术、信息处理、传感器技术、无线通信技术，对传统超市购物车进行改进。 顾客可以通过触摸显示屏在超市入口处设定需要购买的商品， 系统会在触摸显示屏上显示最快捷的购物路线； 商家可以在超市的中央控制系统设定某商品的最新促销活动内容，当顾客通过此设定商品时，触摸显示屏会自动播报视频图像及语音内容；当顾客结帐时，不需要对所购商品逐一扫描，而是一键式付款。 于此同时，还可以在系统中显示或者语音播报单个商品的价格、生产日期、生产厂家等信息。
【参考文献】
[1]张喆.基于STC89C516的超市智能购物车研发[J].自动化技术与应用.2009，28 （6）：94-96.
[2]刘兵，刘小朋，曾翔亮.基于条码识别技术的智能购物车设计[J].森林程，2012，11.
[3]赵海兰.基于单片机的红外遥控智能小车的设计[J].无线互联科技，2011，03.
[4]郑波.开发自助扫描结账系统提高超市运营效率[J].商场现代化，2008（546）.
[5]苏晨.智能购物车将简化顾客购物流程[J].中国防伪报道，2008（01）.
[6]阿瑟加.美国超市，高科技购物吸引顾客[J].大众商务，2010（06）.
[7]李翠芝，申婷婷.超市结账方式的系统研究[J].电子商务，2010（6）.
[8]朱兆优，陈坚，邓文娟.单片机原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2012，7.
[9]张俊谟.单片机中级教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.
[责任编辑：朱丽娜]
