物联网技术在无人便利店中的应用探究

刘宇锋

（成都市中和中学，成都 610212）

物联网技术在无人便利店中的应用探究

刘宇锋

（成都市中和中学，成都 610212）

在开放货架式无人便利店中，用户选购商品后可以实现自动的结算和支付，避免了排队交费，这背后其实是一系列物联网技术在发挥作用。本文总结物联网技术在用户购物不同阶段的应用情况，并探讨无人便利店面临的挑战及可能的解决方案。

无人便利店；物联网

1 引言

1999年，美国麻省理工学院Auto-ID中心的创办人之一，也是全球RFID标准的缔造者Kevin Ashton教授正式提出了物联网（Inter net of Things），用来表示实体物体获得通讯能力，进行各类控制、探测、识别以及服务的行为[1]。自从被提出之后，物联网技术已经取得了巨大的进步和应用，日常生活中常见的门禁卡、公交卡、二代身份证、条形码、二维码、智能手环等等都是物联网的一部分。物联网技术在零售行业中也有巨大的应用空间，例如RFID技术可以被用于进出库管理，仓库和实体店的盘点，快速找货等场景中[2]。

随着无人便利店的兴起，沃尔玛、亚马逊和阿里巴巴等国内外公司都开始了相关的尝试，例如，亚马逊公司的Amazon Go是目前最有前景的解决方案[3]。目前无人便利店主要分成两种类型：开放货架式和封闭货柜式。封闭货柜式无人便利店其实是数个量贩自动售货机的集合，商品存放在售货机中，用户通过触摸售货机前的屏幕购买想要的商品。该模式的技术已经比较成熟，在自动售货机上得到普遍应用。但是这种模式的缺点在于自动售货机只能存放一些保质期较长的商品，而像热的食物、水果等商品便不适合在货柜中上架。开放货架式无人便利店是新兴的模式，商品陈列在开放货架上，用户直接接触并选择商品，扫描商品或自动结算支付货款，无需排队等待。

本文针对开放货架式无人便利店的情况，总结物联网技术在用户购物不同阶段的应用情况，并探讨了无人便利店面临的挑战及可能的解决方案。

2 物联网技术的应用

我们将用户的购物流程分为三个阶段：进入商店阶段、选购阶段和结算支付阶段，分别探讨在无人便利店场景中物联网技术的用武之地。

2.1 进入商店阶段

当用户进入无人便利店，我们首先需要确定用户的身份信息，为之后确认用户选购了哪些商品及结算做准备。目前有两种主流的用户身份识别方法：基于计算机视觉的识别方法和基于生物信息的识别方法。基于计算机视觉的识别方法主要是利用无人便利店内的网络摄像头，当用户进入商店时，进行人脸的追踪和识别，并与用户的数据库进行对比，从而实现用户身份的确认。近年来，随着深度学习等方法的发展，人脸识别的效率和正确率都得到了大幅的提高，为这种方法奠定了基础。另一种方法是基于用户的生物信息，例如用户的指纹信息，当用户进入商店时，只需要扫一下指纹，就可以完成身份的认证。

2.2 选购阶段

在选购阶段，我们需要判断用户究竟挑走了哪些货物，这样就可以快速地进行结算，同时也为便利店的补货提供了指导。为了实现这个功能，目前不同厂商采用了不同的技术方案，但这些方案基本上都属于感测融合，即利用各种传感器进行综合的判断：摄像头负责拍照，识别是哪一个用户；光幕/红外传感器负责制造一个水平面，如果用户的手穿过此面表示用户开始实施某种动作，提高图像分析效率；压力/红外传感器用来表示商品的位置和状态，为用户的行为提供数据，判断商品是否已经被取走。

2.3 结算支付阶段

在结算阶段，我们需要统计用户购买商品的品种和数量。由于无人便利店内没有售货员，这个过程只能通过计算机来完成。目前有两种主流的方案：一种方案基于计算机视觉的物体识别技术，通过摄像头对商品进行识别，并与店内出售的商品进行对照；另一种方案基于RFID电子标签，能够实现商品信息的自动读取。结算完毕之后，用户可以选择各类移动支付方式或者是已经绑定了的信用卡进行付款，这样也省去了掏出钱包付款的过程。

3 无人便利店面临的挑战

尽管无人便利店在过去的一段时间取得了很大的进步，然而距离其被大规模应用还有着不小的差距。我们认为无人便利店在模式成熟之前，还面临着诸多挑战。

3.1 技术模式不成熟

目前，无人便利店的技术模式还有待进一步验证和提高。首先，计算机视觉技术的应用场景非常有限，对光照、遮挡等周边环境都有要求，否则效果会急剧下降。其次，就RFID技术而言，如果每个商品都贴RFID电子标签，会导致商家成本过高，维护各种仪器也会导致各种费用的增加。最后，不同厂商生产的传感器之间也存在着相互不兼容、数据格式不统一等问题，对无人便利店的部署和实现提出了不小的挑战。因此，这也需要人们寻找出能够低价制作RFID的材料，各厂商也需要通过政府创作一个系统，来使各传感器间相互兼容，从而实现无人超市的正常运转。

3.2 用户信息安全

由于在用户验证以及支付的环节中都涉及到了用户的敏感信息，例如指纹信息和银行卡信息，用户的信息安全是无人便利店发展过程中不可忽视的一个方面。例如在使用支付APP时，要做到严格的安全把控。对于该问题，我们认为需要政府规定一个标准的安全APP标准，并实施定期检查，将不合格的应用让卖方维护或者下架，以保证用户信息的安全性。卖家也应该时常维护并升级自己的系统，保证用户的消费安全。

3.3 反作弊技术

由于无人便利店无人值守，又是一个新兴事物，难免会有一些漏洞。例如有些心怀不轨的人，会挡住摄像头或采用其他措施使各种传感器失效。对于这类问题，我们可以通过开发反作弊程序，如果发现摄像头在一段时间内黑屏或被遮挡，那么就采取黑屏前和黑屏后图像的自动比较，来确定货物是否被盗或被调换。一旦发现有异常，程序便会触发警报至控制中心或直接通过网络联系最近警局。

4 结束语

本文总结了物联网技术在用户购物不同阶段的应用情况，并探讨了无人便利店面临的挑战及可能的解决方案。我们认为随着无人便利店的大规模应用，会给社会带来巨大的进步，也会更加方便人们的购物，避免排队交费的现状。但是在此之前，无人便利店还面临着一系列挑战，等着我们解决。

[1] 王成莉．浅谈物联网的发展历史、现状及发展趋势[J]．商情，2013(5):219-219

[2] 范小芳．物联网在未来零售业的发展[J]．江苏商论，2017(3):16-17

[3] 顾鸿铭．从“Amazon Go”看人工智能时代无人超市实现方案[J]．数字通信世界，2017(3)

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近日，中国卫通集团有限公司（以下简称“卫通”）副总经理姚发海等一行3人专程来到国家无线电监测中心，送来了锦旗和感谢信，感谢中心长期以来在卫星干扰定位与干扰源地面查找方面对卫通的支持。中心主任张枢、副主任黄颖，以及中心相关处室负责人参加了接洽与交流活动。

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.09.021

TP393.4，TN92文献标示码：A

1672-7274（2017）09-0053-02