CN105373907A - 一种基于无线传感物联网技术的超市产品管理系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线传感物联网技术的超市产品管理系统及其方法，其特征是应用于由手机终端、无线基站、数据库系统和数据应用服务器构成的无线传感物联网；数据应用服务器包括：查询模块、定位模块、导航模块、支付模块、产品标记模块、增值推送模块、补充模块、预约模块和用户信息模块。本发明能提高资源利用率和超市产品管理效率，从而提高顾客购物的便捷性、减少人力消耗并提高产品销售效率，进而达到增加社会经济效益目的。

Description

一种基于无线传感物联网技术的超市产品管理系统及其方法

技术领域

本发明涉及物联网产品管理领域，具体地说是一种无线传感物联网技术的超市产品管理方法及系统。

背景技术

随着电脑、互联网技术高速发展，社会逐渐进入物联网、云计算的大时代。物联网，是指将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，可使所有的物品与网络连接，方便“识别”和“管理”。物联网具有全面感知的感知层、可靠传递的网络层、智能处理的应用层，是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。中国经济以领跑世界的姿态经历了高速发展阶段，一些大型企业引入先进成熟的管理体系成为国内产品管理不可或缺的有力竞争武器，对于产品管理软件的选型和需求产生了新的变化，从单纯选软件到选增值服务将成为大势所趋。产品管理主要有生产、物流、销售和使用四个环节。现有企业建立的产品管理体系只涉及与自己相关的部分环节。发达国家的企业更加重视企业产品管理，不惜重金打造全面的管理体系，而国内大部分型企业仅局限于使用较简单的管理体系。

随着物联网时代的到来，越来越多的物联网产品正迅速的占领市场。而目前大多数超市产品管理中大多靠单纯人工指引购买物品及制作产品区域图，其中人工指引浪费大量人力资源，造成劳动力浪费，制作产品区域图对于顾客购买产品并不便捷，同时顾客也不能了解到目标产品具体信息及如何确切便捷找到目标产品。其次，在购买产品过程中，目前大多数超市靠收营员收取费用，这在互联网时代浪费了巨大劳动力资源。

在室内定位及导航中，传感网络的选择范围比较广泛，包括红外线系统、超声波系统、蓝牙系统、无线传感网络等。但是，红外线传播要求无遮挡的直线视距，因此它的传播距离较短，无法实现大规模的应用，同时红外线的传播受日照影响也较大；超声波因其相互之间干扰较大，每个时刻只允许单个移动标签单独发射超声波，这就增大了移动节点的定位及导航延时，无法满足无线定位及导航的实时性要求，并且超声波在人的日常活动中也极易产生从而影响定位及导航结果，技术成熟，市场基础好，但作用距离不够长，一般最长也就达到几十米，只适合于室内的小区域定位及导航；蓝牙设备昂贵，传输距离较短，易受噪声信号、复杂的空间环境干扰导致信号稳定性差，因此该技术存在适用范围小的问题，技术刚刚兴起不久，其成熟度较低，而且因系统成本高和受用户使用习惯等因素的影响尚未广泛投入商业应用。

发明内容

本发明为克服现有技术存在的不足之处，提出一种基于无线传感物联网技术的超市产品管理系统，其中运用指纹定位技术实现用户位置及超市产品位置精确定位，并采用基于最强AP算法和最优路径算法获得产品位置、用户位置及超市最优购物路线，以期能提高资源利用率和超市产品管理效率，从而提高顾客购物的便捷性、减少人力消耗并提高产品销售效率，进而达到增加社会经济效益目的。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种基于无线传感物联网技术的超市产品管理系统，其特点是应用于由手机终端、无线基站、数据库系统和数据应用服务器构成的无线传感物联网；所述数据应用服务器包括：用户信息模块、查询模块、定位模块、导航模块、支付模块、产品标记模块、增值推送模块、补充模块和预约模块；

所述用户信息模块采集所述手机终端的用户信息并进行储存；利用所述手机终端通过无线基站访问所述数据库系统，获取所述数据库系统中存储的商品列表，并对所述商品列表进行选择，形成产品清单；

所述数据库系统将所获取的产品清单发送给所述数据应用服务器进行分析；

所述查询模块根据所述产品清单查询所述数据库系统中相应产品是否有库存，从而形成提货清单并发送至手机终端；所述手机终端根据所述提货清单确认购买清单并发送至数据应用服务器；所述定位模块根据所述购买清单运用指纹定位方法获取产品清单中所有商品的位置信息；所述导航模块根据所述购买清单中所有商品的位置信息规划出最优购买路径并发送手机终端；所述支付模块根据所述购买清单计算所有商品的总金额并发送手机终端；所述产品标记模块根据所述产品清单对所述数据库系统中的相应商品进行个性化标记；所述增值推送模块用于获取个性化标记过的商品的更新信息并通过无线基站发送手机终端；所述补充模块根据所述购买清单对所述数据库系统中的相应商品数量进行更新，对超过阈值的商品进行补货；所述预约模块用于预约所述购买清单中所有商品的提货时间并发送手机终端。

本发明一种基于无线传感物联网技术的超市产品管理方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、用户信息模块对来自手机终端的用户数据信息进行储存与分析，确认用户信息；

步骤2、利用手机终端从数据库系统中获取商品列表，并对所述商品列表进行选择，形成产品清单；

步骤3、所述数据库系统将所获取的产品清单发送给查询模块进行查询，确认相应商品是否有库存，从而形成提货清单并发送给所述手机终端；

步骤4、手机终端根据所述提货清单进行选择和确认，从而获得购买清单并发送至定位模块；

步骤5、所述定位模块根据所述购买清单运用指纹定位方法获取产品清单中所有商品的位置信息并发送给导航模块用于规划最优购买路径；

步骤6、所述导航模块将所述规划最优购买路径发送手机终端；

步骤7、支付模块根据所述购买清单计算所有商品的总金额并发送手机终端；

步骤8、产品标记模块根据所述产品清单对所述数据库系统中的相应商品进行个性化标记；

步骤9、增值推送模块用于获取个性化标记过的商品的更新信息并通过无线基站发送手机终端；

步骤10、补充模块根据所述购买清单对所述数据库系统中的相应商品数量进行更新，对超过阈值的商品进行补货；

步骤11、预约模块用于预约所述购买清单中所有商品的提货时间并发送手机终端。

本发明所述的基于无线传感物联网技术的超市产品管理方法的特点也在于，

所述指纹定位方法按如下步骤进行：

步骤1、离线训练阶段：

步骤a1、将所设定的定位区域的外接正方形设置为正方形网格，并在所述正方形网格内容等距离分布若干个参考点；使得每个参考点所在的网格以及相邻网格的区域能互相相连或覆盖；

步骤a2、利用终端设备在每个参考点分别采集各参考点对所述无线基站的接收信号特性参数，从而获得各参考点的位置信息；

步骤a3、将所述各参考点的位置信息和相应参考点所在的网格和相邻网格内的商品信息作为一组指纹数据存入所述数据库系统中；

步骤2、在线定位阶段：

利用所述手机终端通过访问所述数据库系统进行定位，获得定位点的位置信息，根据所述定位点的位置信息和所述数据库系统中的指纹数据，采用相应匹配算法获得所述产品清单中所有商品的位置信息。

本发明与现有技术相比，有益效果具体体现在：

1、与传统超市产品管理相比，首先传统管理并没有为顾客和超市产品之间的沟通及联系带来质的提高，从而也就没有为产品销售便捷性、顾客获取产品舒适性等带来多大帮助；其次，在保证客户购物便捷性的前提下，超市中存在大量可减少的人力资源。针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于无线传感物联网技术的超市产品管理系统，通过对超市产品管理的业务内容进行分析、抽象和归纳，找出超市产品管理组织的内在规律，实现对所述超市顾客的目标产品实现全程智能化自助购买，使本发明不仅减少了人工，降低了成本，还大大提高了购物效率，增加了社会经济效益。

2、本发明运用定位模块和导航模块的指纹定位及导航技术，使手机终端全方位实时定位，具有极高的室内定位精度；顾客使用手机终端搜索顾客所需产品清单，无线网络实时定位及计算生成超市顾客手机终端所在地至所需产品清单的最优路线，并附加语音提示实时导航，直至顾客找到所需产品清单中每一个目标产品；顾客可实时对目标产品直接通过手机终端进行在线支付购买，顾客并不需要经过营业员付款，在此过程中减少人工，提高产品销售效率及顾客购物便捷性。

3、在顾客购买所述目标产品后，本发明产品标记模块会根据此类产品存货量及所述顾客购物时间等自动对该产品进行标记，并当此类产品存货量降至一定阀值时通知超市产品管理系统补充此类产品，在此过程中极大的提高了超市产品管理效率。

4、本发明运用手机终端发展线上线下O2O(OnlineToOffline)服务模式，在此过程中极大提高了资源的利用度。

5、顾客运用本发明的预约模块可线上对所需产品预约，再由超市店员收集用户产品清单的目标产品送至超市专门窗口，在一定时间内，由用户选择自己合适时间至专门窗口或密码箱取货，也可由相关工作人员送货上门；其次还可由超市产品管理系统生成取物密码、二维码等发送给客户，超市工作人员收集目标产品后，放入密码箱(超市一般都有存件箱)，用户可凭密码在一定时间内领取；在此过程中，可极大增加了产品销售额，提高了产品销售便捷性和顾客购物更加便捷。

6、除此之外，数据库系统与数据应用服务器连接，用于建立网站和对所述手机终端用户进行注册、升级、管理以及警示时间设置和警示消息处理，消息和广告业务推送；使得本发明更完善和更具有实用价值和应用前景。

7、较其他传感网络而言，本发明基于无线传感网络构建的定位及导航系统具有以下一些优点：

①网络数字传输速度快、部署方便且成本较低，切合了现代人对宽带多媒体业务的需求，在许多公共场合和家庭都得到了广泛的部署应用。因此，本发明可以利用现成的无线传感网络构建室内定位及导航追踪系统，不需要安装添加其他硬件设备，避免了专用网络体系结构的搭建，节约了定位及导航成本；

②无线传感网络的本质功能其实就是数据传输，本发明基于此实现用户与互联网之间信息的双交互；在利用无线传感网络实现定位及导航时，定位及导航用户不仅可以获知位置信息，还能够获得一系列基于位置的服务，这样大大提升了定位及导航服务的用户体验，同时也充分发挥了网络的应用潜能，无形中展示了定位及导航与用户体验相结合的优势。

③现在许多移动设备，如笔记本电脑、平板电脑、手机终端都内置了无线传感网络连接支持，这些移动终端可以便利地应用于定位及导航系统，对定位及导航系统的普及带来了便利。

附图说明

图1为本发明基于无线传感物联网技术的超市产品指纹定位原理图；

图2为本发明基于无线传感物联网技术的超市产品指纹定位离线训练图；

图3为本发明基于无线传感物联网技术的超市产品指纹定位在线图；

图4为本发明基于无线传感物联网技术的超市产品定位系统架构图；

图5为本发明基于无线传感物联网技术的超市产品定位及导航客户端功能模块图；

图6为本发明基于安卓的wifi室内定位系统示意图；

图7为本发明超市产品定位流程图；

图8为本发明超市产品定位仿真环境图；

图9为本发明基于无线传感物联网技术的超市产品管理系统基本示意图；

图10为本发明基于无线传感物联网技术的超市产品管理系统基本流程图。

具体实施方式

本实施例中，一种基于无线传感物联网技术的超市产品管理系统，如图10所示，是应用于由手机终端、无线基站、数据库系统和数据应用服务器构成的无线传感物联网中；数据应用服务器包括：查询模块、定位模块、导航模块、支付模块、产品标记模块、增值推送模块、补充模块和预约模块、用户信息模块；

手机终端包括发射器(手机)、接收器(网络服务器)等，并通过无线基站访问数据库系统，获取数据库系统中存储的商品列表，并对商品列表进行选择，形成产品清单；其中，手机终端是指“像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称”。

无线基站(AccessPoint，AP)：为网络的核心组件，其作用等同于蜂窝网结构中的基站。无线基站为一个特殊站，位置通常固定在基本服务区中心。其基本功能有：完成同一个基木服务区(BaseServiceArea，BSA)中的不同站间的相互通信以及其它非站对系统的访问；在一个小区内负责控制和管理其它非站；作为桥接点实现WIFI网络与系统之间的连接。

数据库系统用于存储、分析相关注册用户资料以及定位、导航、支付及产品预约、标记及补充程序等信息、状态。并将所获取的产品清单发送给数据应用服务器进行分析；

数据应用服务器用于对来自数据库系统的数据信息进行分析，包括：

查询模块根据产品清单查询数据库系统中相应产品是否有库存，从而形成提货清单并发送至手机终端；手机终端根据提货清单确认购买清单并发送至数据应用服务器；

定位模块根据购买清单获取产品清单中所有商品的位置信息；为对用户提供其所需目标产品在超市的具体位置，如此类产品在超市暂时不存在，系统将自动进行标记和数据记录、分析与保存。

导航模块根据购买清单中所有商品的位置信息规划出最优购买路径并发送手机终端；为对顾客手机终端所在地至所需目标产品路线进行数据管理，用基于AP定位最强算法规划最优路线，在手机终端屏幕上进行可视化显示最优路线，并对最优路线进行实时导航，并附加语音提示信息，顾客可对语音提示进行权限管理数据项。

支付服模块根据购买清单计算所有商品的总金额并发送手机终端；为用户可对自己产品进行在线支付购买等服务，系统自动对用户支付数据程序进行记录、分析和保存。

产品预约模块预约购买清单中所有商品的提货时间并发送手机终端；为顾客可线上对所需产品预约购买，之后在一定时间范围内至超市提货；

产品标记模块根据产品清单对数据库系统中的相应商品进行个性化标记；为超市产品管理系统对顾客购买进行标记与分析；

补充模块根据购买清单对数据库系统中的相应商品数量进行更新，为超市产品管理系统对低于一定阀值产品进行货源补充；

增值推送模块用于获取个性化标记过的商品的更新信息并通过无线基站发送手机终端；

用户信息模块为数据应用服务器对来自数据库系统的用户信息进行储存与分析；

如图10所示，一种基于无线传感物联网技术的超市产品管理方法是按如下步骤进行：

步骤1、用户信息模块对来自手机终端的用户数据信息进行储存与分析，确认用户信息；

步骤2、手机终端通过无线基站访问数据库系统，获取数据库系统中存储的商品列表，并对商品列表进行选择，形成产品清单；其中数据库系统存储超市产品信息、手机终端的用户资料以及定位信息、状态、定位图层信息。

步骤3、数据库系统将所获取的产品清单发送给查询模块进行查询，确认相应商品是否有库存，从而形成提货清单并发送给手机终端；其中对顾客提供关于产品购买价格、产品存货量、产品价格走势及其他顾客对该产品评价等信息的查询，并提供顾客查询历史购买产品情况。

步骤4、手机终端根据提货清单进行选择和确认，从而获得购买清单并发送至定位模块；

定位模块包括室内的定位图层和定位坐标系；

步骤5、定位模块根据购买清单运用指纹定位方法获取产品清单中所有商品的位置信息并发送给导航模块用于规划最优购买路径；

其中指纹定位方法是分为2个阶段，并按如下过程进行：

步骤1、离线训练阶段：

步骤a1、将所设定的定位区域的外接正方形设置为正方形网格，并在正方形网格内容等距离分布若干个参考点；使得每个参考点所在的网格以及相邻网格的区域能互相相连或覆盖；

由于要求手机终端全方位实时定位，且具有极高的室内定位精度。其中，运用位置指纹算法使定位获得较高精度和实时性，指纹定位的原理如图1、图2和图3所示，进行第一阶段为离线训练阶段，主要工作是定位区域设置若干个参考点，一般参考点按等大的正方形网格分布(如图8所示)，并在每个参考点采集多个接入点在该点接收信号特性的参数数据(如信号强度)，并将这些参数数据连同点位置坐标作为一组数据存入数据库，这组数据就是一个位置指纹，该参考点也称为一个位置指纹点。将定位区域设置了参考点，数据库里记录的就是每个参考点从不同AP接收到的信号强度。

指纹数据库中的数据量和质量对定位精度有直接影响，同时离线阶段的数据采集又是一个繁琐的人力劳动，因此离线阶段的主要挑战在于如何处理得到最准确的指纹数据库以及如何怎么减少离线阶段工作量。同时，提高定位精度与减少离线阶段工作量是相对的两方面，为了提高精度需要越多越完备的指纹数据从而加重了离线阶段工作，减少工作量又势必对定位精度产生不良影响，因此需要在它们之间寻找一个平衡点，在可接受的工作量内使得定位精度最佳。

步骤a2、利用终端设备在每个参考点分别采集各参考点对所述无线基站的接收信号特性参数，从而获得各参考点的位置信息；如图1所示，在指纹定位的离线训练阶段指纹采集中，手机终端通过无线网络与AP1、AP2及AP3等基站和数据库DB连接，手机终端通过采集不同的信息参数，如当地位置坐标、商品信息、信号强度RSSn1、RSSn2、RSSn3等，通过无线网络传输给数据库，从而形成指纹数据库；在在线指纹定位过程中，用户使用手机终端即可从指纹数据库获取当地指纹信息，从而实现指纹定位。

步骤a3、将各参考点的位置信息和相应参考点所在的网格和相邻网格内的商品信息作为一组指纹数据存入数据库系统中；

如图2所示，在指纹定位离线训练具体过程中，用户由手机终端登录服务器，如用户已注册，则用户直接使用手机终端发送用户名密码给服务器，服务器通过查询数据库后返回用户登录结果，在此阶段如用户尚未注册，则应先注册再进行登录；其次，用户发起收集信息请求，手机终端扫描终端RSSI信息并收集RSSI数据，通过手机终端与服务器的socket连接实现数据文件相互传递，并由手机终端发起训练请求，服务器查询是否正在训练；确认训练后，由服务器调用MATLAB引擎训练。

步骤2、在线定位阶段：

利用手机终端通过访问数据库系统进行定位，获得定位点的位置信息，根据定位点的位置信息和数据库系统中的指纹数据，采用相应匹配算法获得产品清单中所有商品的位置信息。具体的，在实施例中采用匹配算法中的基于最强AP法的改进算法来获取商品的位置信息，基于最强AP法改进算法可参考文献罗利的《基于Android的WIFI室内定位技术研究》；

第二阶段为在线定位阶段，利用定位移动终端检测在定位点处接收数据和参考点同样信号参数，采用相应匹配算法(例如基于最强AP算法改进算法)确定与数据库系统中哪些指纹数据最相近，利用最相近的一组或几组指纹数据对应坐标进行相关计算，由此得到定位用户实际位置。

如图3所示，在线指纹定位阶段，用户由手机终端登录服务器，如用户已注册，则用户直接使用手机终端发送用户名密码给服务器，服务器通过查询数据库后返回用户登录结果，在此阶段如用户尚未注册，则应先注册再进行登录；其次，用户发起收集信息请求，手机终端扫描终端信息，手机终端收集RSSI数据，并查询是否有本地数据，如果有本地数据直接查找本地数据，如果没有则发送数据给服务器进行手机数据；如果有本地数据，服务器查询数据库后，返回结果给手机终端，并在手机终端可视化屏幕上显示地图。

如图4所示，在本发明中，C/S(ClientServer)设计模式架构是一种典型的软件设计模式。客户端服务器架够可以在充分考虑两端硬件优劣势后，将系统任务合理分配Client和Server实现。在本发明中，Client端为手机移动终端设备，Server端为计算机，他们的物理距离可以很远，通过一定的通信方式实现信息交互和任务分担。架构的工作模式基本一致，就是client手机终端程序将用户的要求提交给server计算机终端程序，然后把计算机终端程序执行要求，其次server程序执行要求把结果按照预先设定好的形式返回给用户；server计算机终端程序通常一直处于开启等待接收任务的状态，当收到client手机终端程序提出的服务请求后，执行相应的任务把得到的结果返回给client手机终端程序。

其次，如图5所示，在本发明中以Android手机终端为例，设计定位及导航客户端和创建数据库客户端安装在Android平台的移动终端上，离线建立指纹数据库时，系统管理员通过Android手机自带的WIFI无线连接功能连到服务器所在的网络，使得客户端和服务器处在同一局域网内，并按照设定好的参考点位置在每一个参考点使用创建数据库客户端采集WIFI信息、商品信息等，并连同当前的位置坐标传送到服务器端。在在线定位及导航时，用户启动客户端程序后，发送一个定位及导航请求到服务器，通过和服务器之间的socket通信进行数据传输，将扫描到的周边WIFI信号强度通过socket连接发送给服务器，最后接收服务器定位及导航出的位置信息。

其中socket为网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据交换的其中一个端口。Socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为BSDUNIX的进程通信机制，取后一种意思。通常也称作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件，同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原意那样，像一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间，每个插座有一个编号，有的插座提供220伏交流电，有的提供110伏交流电。客户软件将插头插到不同编号的插座，就可以得到不同的服务。

本发明中设计的室内定位及导航系统拟采用客户端服务器架构，主要提供基本的定位及导航功能，不同的系统使用者可以在服务器端的数据库系统中添加各种丰富的基于位置的服务信息。系统客户端是安装在平台的终端上，应具有检测信息、发送信息和定位及导航请求、显示定位及导航结果的功能。后台服务器运行于计算机上，应具有接收信息，处理信息、连接读取数据库系统、执行定位及导航算法、发送定位及导航结果的功能。另外，为了便于离线训练阶段指纹数据库的创建，尽量减少人工统计记录的工作，该系统在上述的功能模块基础上，拟设计一个辅助创建指纹数据库的另一个客户端，同样运行于平台上，主要供数据库管理员使用，应具有检测信息、传送指纹点和位置信息到服务器端的功能；对应地，在服务器端需要增加相应的功能模块，配合数据库系统创建客户端以完成指纹数据库的创建，应具有接收参考点指纹信息、处理指纹信息、连接数据库系统并写入指纹数据的功能。

整个系统架构如图6所示，本发明中服务器端通常是一台高配置的计算机，计算处理能力较强，因此系统很多计算繁杂的工作可以提交给服务器完成。以基于安卓室内定位及导航系统为例，本发明在设计中，具体优点表现在：

其一，客户端获得响应的速度快。在本发明的定位及导航系统中，客户端应用程序运行于移动终端上，服务器和数据库系统位于计算机上，当客户端发起定位及导航请求时，服务器程序根据预定的算法，查询指纹数据库执行定位及导航，送回定位及导航结果，这样大大减少了移动客户端的计算工作，比起将这些工作交给计算能力较小的客户端完成，响应速度要快很多。

其二，指纹数据库的储存管理对定位及导航用户透明。在本发明的定位及导航系统中，指纹数据库中数据的储存、读取及管理功能，是由服务器程序来进行的，定位及导航用户无需也无权干涉这背后的工作。系统架构具体设计的整个定位及导航系统由客户端和服务器端组成，客户端有两个，均是应用程序，一个为定位及导航客户端，供定位及导航用户使用；一个为创建数据库客户端，供系统管理员使用。服务器主要是两大功能，一方面是为定位及导航服务，另一方面创建数据库客户端一起完成指纹数据库的创建。总体来说，创建数据库客户端和服务器对定位及导航用户来说都是透明的，定位及导航用户直接接触的就是定位及导航客户端。

定位及导航客户端和创建数据库客户端安装在Android平台的移动终端上，离线建立指纹数据库时，系统管理员通过Android手机自带的WIFI无线连接功能连到服务器所在的网络，使得客户端和服务器处在同一局域网内，并按照设定好的参考点位置在每一个参考点使用创建数据库客户端采集WIFI信息，并连同当前的位置坐标传送到服务器端。在线定位及导航时，用户启动客户端程序后，并发送一个定位及导航请求到服务器，通过和服务器之间的socket通信进行数据传输，将扫描到的周边WIFI信号强度通过socket连接发送给服务器，最后接收服务器定位及导航出的位置信息。

在本发明中，一个完整的超市产品定位及导航流程如下图7所示，在完成离线阶段的工作后，就可以依靠该阶段创建好的指纹数据库实现在线定位及导航工作。离线阶段创建的指纹数据库是否准确对此阶段的定位及导航结果有直接的影响，数据库越准确，定位及导航误差越小。同样，对于定位及导航阶段，同样有一些比较关键的地方对定位及导航精度影响较大，一方面是定位及导航算法，另一面方面是对定位及导航客户端实时检测的WiFi信息的处理。定位及导航算法可以说是决定一个定位及导航系统是否有效的决定性因素，因此在此定位及导航过程中使用基于AP最强法的改进算法。而对于信息的处理在创建指纹数据库时釆用对多次釆集结果进行髙斯滤波处理，由于实时定位及导航时必须考虑系统的实时性，因此采集次数设定比离线阶段少，并且釆用更简单的求平均处理方式。

其中手机终端主要完成的工作之一是在定位点检测WiFi信息并连同定位请求通过socket通信发送到服务器，设置扫描次数，同样，在每一次扫描过程中，和离线阶段一样，也有可能会检测到一些对定位无用的WiFi多余信息，先把这些多余的WiFi信息过滤掉，然后把次扫描的结果打包连同定位请求发送到服务器。该手机终端另外一项主要的工作就是定位结果的接收和显示。在定位结果界面的设计中，为了最后在定位过程中能够得到一个相对直观的定位结果，本发明根据实际选择的室内定位环境来设计，具体方法是把定位区域划分为若个等大小的小区域，在定位过程中，先得到定位终端的室内相对坐标，再根据坐标值判定定位终端所在小区域，定位结果界面同时显示定位后得到的坐标值和区域，根据定位区域结果就可以直观看出定位终端当前处在室内定位环境中的一个相对位置。

服务器在接收到定位客户端传送过来的信息和定位请求时，首先对次WiFi信号强度作均值处理，并比较得出定位点处WiFiRSSI最强的AP，然后连接数据库，读取数据库中离线阶段创建完成的指纹数据表单，然后执行基于最强AP法的改进算法，算法主要步骤包括过滤选出与定位点WIFIRSSI最强的AP相同的指纹点信息，然后执行算法，得出定位点坐标值，再根据室内的区域划分特点，根据定位点的坐标值确定定位点所处的室内区域，最后将包括坐标值和所处区域的定位结果传送至手机终端可视化屏幕。

如图8和图9所示为超市产品定位仿真图，其中AP点的安装位置应同时顾及用户的网络连接需求，给室内用户提供较强的WiFi信号强度，同时要满足定位需求。安装路由器时我们一般以房间为单位来进行规划。在该过程中，要求手机终端全方位实时定位，具有极高的室内定位精度。

步骤6、导航模块将规划最优购买路径发送手机终端；在导航模块执行导航过程中附加语音提示实时导航，直至顾客找到目标产品，语音提示实时导航可由用户在相应权限管理中设置开通语音实时导航与否。

步骤7、如图10所示，支付模块根据购买清单计算所有商品的总金额并发送手机终端；顾客可对目标产品直接通过手机终端进行在线支付购买，其中在线支付如今可选择支付宝支付、微信支付及网银扫码支付等，之后顾客并不需要经过营业员付款；其次系统会自动对用户支付数据进行记录、分析和保存；在此过程中有效提高顾客购物便捷性、减少商店人力及提高产品销售效率与增加经济效益。

步骤8、产品标记模块根据产品清单对数据库系统中的相应商品进行个性化标记；即根据顾客购买此类货物时间、购买货物价格、购买货物种类和此类货物数量等进行标记并传回数据库系统。

步骤9、增值推送模块用于获取个性化标记过的商品的更新信息并通过无线基站发送手机终端；具体为产品管理系统根据用户数据信息对用户提供所需相关业务和产品信息，用户可在手机终端上为用户订阅及订购用户所需产品及服务；

步骤10、补充模块根据购买清单对数据库系统中的相应商品数量进行更新，对超过阈值的商品进行补货；补充模块根据标记模块所标记产品数据，当所标记产品数值低于一定存货阀值时，立刻提醒产品管理系统补充此类产品。

步骤11、预约模块用于预约购买清单中所有商品的提货时间并发送手机终端。

顾客可线上对所需目标产品购买，由超市店员收集用户目标产品送至超市专门窗口，在一定时间内，由用户选择自己合适时间至专门窗口或密码箱取货，也可由相关工作人员送货上门；或由系统生成取物密码、二维码等发送给客户，超市工作人员收集目标产品后，放入密码箱(超市一般都有存件箱)，用户可凭密码在一定时间内领取。在此过程中提高了资源的最大利用度、超市管理产品及顾客购物的便捷性。

其次，通过手机终端软件模块发展传统线上线下O2O(OnlineToOffline)服务模式，O2O即OnlineToOffline(在线离线/线上到线下)，是指将线下的商务机会与互联网结合，让互联网成为线下交易的前台。用户运用手机终端终端选购目标产品并支付，用户确认下单后，由超市相关工作人员收集用户目标产品并送至用户所在地点，在一定时间范围内，由用户选择自己合适时间至地点取货，更加有利于超市产品销售效率的提高。

在以上方法及系统中，数据库系统与数据应用服务器连接，可用于建立网站对手机终端用户进行注册、升级、管理以及警示时间设置和警示消息处理，消息和广告业务推送。此外，由于对目标产品实现全程自动化定位、导航、标记及补充和自助购买，从而减少人工，降低成本，还可提高效率，增加经济效益。

Claims (3)

1.一种基于无线传感物联网技术的超市产品管理系统，其特征是应用于由手机终端、无线基站、数据库系统和数据应用服务器构成的无线传感物联网；所述数据应用服务器包括：用户信息模块、查询模块、定位模块、导航模块、支付模块、产品标记模块、增值推送模块、补充模块和预约模块；

所述用户信息模块采集所述手机终端的用户信息并进行储存；利用所述手机终端通过无线基站访问所述数据库系统，获取所述数据库系统中存储的商品列表，并对所述商品列表进行选择，形成产品清单；

所述数据库系统将所获取的产品清单发送给所述数据应用服务器进行分析；

所述查询模块根据所述产品清单查询所述数据库系统中相应产品是否有库存，从而形成提货清单并发送至手机终端；所述手机终端根据所述提货清单确认购买清单并发送至数据应用服务器；所述定位模块根据所述购买清单运用指纹定位方法获取产品清单中所有商品的位置信息；所述导航模块根据所述购买清单中所有商品的位置信息规划出最优购买路径并发送手机终端；所述支付模块根据所述购买清单计算所有商品的总金额并发送手机终端；所述产品标记模块根据所述产品清单对所述数据库系统中的相应商品进行个性化标记；所述增值推送模块用于获取个性化标记过的商品的更新信息并通过无线基站发送手机终端；所述补充模块根据所述购买清单对所述数据库系统中的相应商品数量进行更新，对超过阈值的商品进行补货；所述预约模块用于预约所述购买清单中所有商品的提货时间并发送手机终端。

2.一种基于无线传感物联网技术的超市产品管理方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、用户信息模块对来自手机终端的用户数据信息进行储存与分析，确认用户信息；

步骤2、利用手机终端从数据库系统中获取商品列表，并对所述商品列表进行选择，形成产品清单；

步骤3、所述数据库系统将所获取的产品清单发送给查询模块进行查询，确认相应商品是否有库存，从而形成提货清单并发送给所述手机终端；

步骤4、手机终端根据所述提货清单进行选择和确认，从而获得购买清单并发送至定位模块；

步骤5、所述定位模块根据所述购买清单运用指纹定位方法获取产品清单中所有商品的位置信息并发送给导航模块用于规划最优购买路径；

步骤6、所述导航模块将所述规划最优购买路径发送手机终端；

步骤7、支付模块根据所述购买清单计算所有商品的总金额并发送手机终端；

步骤8、产品标记模块根据所述产品清单对所述数据库系统中的相应商品进行个性化标记；

步骤9、增值推送模块用于获取个性化标记过的商品的更新信息并通过无线基站发送手机终端；

步骤10、补充模块根据所述购买清单对所述数据库系统中的相应商品数量进行更新，对超过阈值的商品进行补货；

步骤11、预约模块用于预约所述购买清单中所有商品的提货时间并发送手机终端。

3.根据权利要求2所述的基于无线传感物联网技术的超市产品管理方法，其特征是，所述指纹定位方法按如下步骤进行：

步骤1、离线训练阶段：

步骤a1、将所设定的定位区域的外接正方形设置为正方形网格，并在所述正方形网格内容等距离分布若干个参考点；使得每个参考点所在的网格以及相邻网格的区域能互相相连或覆盖；

步骤a2、利用终端设备在每个参考点分别采集各参考点对所述无线基站的接收信号特性参数，从而获得各参考点的位置信息；

步骤a3、将所述各参考点的位置信息和相应参考点所在的网格和相邻网格内的商品信息作为一组指纹数据存入所述数据库系统中；

步骤2、在线定位阶段：

利用所述手机终端通过访问所述数据库系统进行定位，获得定位点的位置信息，根据所述定位点的位置信息和所述数据库系统中的指纹数据，采用相应匹配算法获得所述产品清单中所有商品的位置信息。