菜场智慧电子秤及供货管理系统

刘林真

(阳光学院，福建 福州 350015)

1 设计背景

菜市场，即农贸市场，是指在城乡设立的可以进行自由买卖农副产品的市场[1].传统的菜市场经营模式一般是这样的:菜市场商户通过租赁一个摊点，批发各种各样的菜品零售卖给消费者，赚取差价.哪种菜品卖得好，赚得多，哪种菜品在销售过程中重量会缩减，以及缩减比例是多少，这些问题都得靠菜场商户靠经验得知，有些菜场商户为了更好统计，在菜品售卖过程中还用纸张进行记录，但在菜场高峰期，这会让菜场商户手忙脚乱，而且还经常因为记录不完整导致数据统计失败.菜场商户的上层就是供应商，供应商从菜农、渔民那边收购蔬菜，水果以及生鲜等食品，然后将收购来的食品卖给菜市场商户等.通常供应商要收购多少量更多也是取决于自己的经验.

综上是菜市场目前的经营现状，菜场经营不合理的主要原因是无法得到准确的菜品销售记录.如果菜场商户能够准确得到每天售卖的菜品记录，对售卖的菜品数据进行处理，就能够得到损耗、盈利、库存等信息，供应商根据该信息，就清楚他对应的零售商的库存，清楚收购量.

针对计价和售卖物品问题，本系统提供如下解决方案:设计一款智慧电子秤，该电子秤具有传统电子秤[2]的各种功能，同时，增加WIFI模块[3]，将每一笔销售记录(菜品编号，重量，价格、时间)传送出去，考虑到菜场一般没有电脑，先将数据传至Android手机端[4]，数据到达手机后，通过SQlite数据库[5]进行存储，并同步到服务器端数据库，在PC端开发应用程序，接收手机传送过来的打包好的数据，对数据进行统计、查询，让商户明明白白看到自己的经营状况，看到自己的盈利，看到某种菜品出售的情况，对供应商的及时补货以及数据统计提供了依据.

2 系统实现方案

本系统主要包含三个部分:

硬件部分(电子秤):硬件部分的电子秤具有普通电子秤计量精准等特点，具有确定单价、总价、累计、去皮等功能；能通过WIFI将每一笔销售记录传送至手机端；能通过手机端进行菜品单价的修改；除了将销售记录实时传输到手机端，同时能存储到单片机ERPOM中，即电子秤可记录，防止因手机故障收不到数据而导致数据统计失败.

手机端:手机端部分有菜场商户和供应商两种角色，菜场商户能实现的功能包括:实时显示销售情况，查询某菜品在某时间段的销售情况；能修改菜品单价并同步到电子秤；能将销售记录同步到服务器数据库；供应商能追踪属于他们的菜场商户的菜品库存，并根据库存总量自动提醒是否补货等.

PC端:设计基于B/S[6]的供货管理系统，本系统分为三个角色:管理员角色、零售商角色、批发商角色.其中管理员可进行零售商、批发商的常规管理(添加、删除等)；零售商可进行菜品入库管理、查询库存，销售统计，库存不足等提醒；批发商可进行所属零售商的管理，查询零售商各菜品剩余情况，所出售菜品的统计.系统架构图如图1所示:

图1 系统架构图Fig.1 System architecture diagram

2.1 硬件部分设计

电子秤硬件部分主要由STC89C52单片机作为主控制CPU，包括称重模块，AD转换模块，矩阵键盘、液晶显示模块，WIFI模块.图2为系统设计原理框图.

图2 系统设计原理框图Fig.2 Schematic block diagram of the system

TC89C52单片机是一种功耗低性能高的微控制器，对一般转换速率的电路都能胜任.本设计使用电阻应变式称重传感器，它由弹性敏感原件和转换原件组成，先用弹性敏感原件将被测量物体的重量转换为弹性体的应变量，然后再以转换原件即电阻应变计将弹性体的应变值转换为适于传输和测量的电阻值输出.HX711是一款高精度24位A/D转换器芯片[7]，它的抗干扰能力较强，还有较高的集成度和较快的响应速度都适用于电子秤.ESP8266是一款专为移动设备或是物联网应用设计的高度片内集成的低功耗芯片[8]，该模块主要可以实现三个主要功能，即串口透传、PWM调控、GPIO控制，本设计主要使用串口透传功能.液晶屏选用带有中文字库的LCD12864(2片)来显示.

硬件部分的程序采用keil uvision4开发环境.主要完成以下程序:

(1)按键扫描子程序:通过检测按键是否按下，来实现其相应的功能.主要包括去皮、累计、撤销、部分买家买多种菜品又临时撤销某种菜品等常用的功能.

(2)AD转换程序:通过采集称重模块得到的数据，对数据进行放大增益128dB，实现去毛皮和称重功能.

(3)显示模块程序:能显示菜品名称、菜品单价、菜品重量以及总价等.

(4)WIFI程序:通过定义指令，设置WIFI模块的工作模式、路由、连接方式、服务器监听端口号来配置局域网，然后使用串口中断，来实现整个WLAN的运行.

硬件部分主程序流程如图3所示.

图3 主程序流程图Fig.3 Main-program flow diagram

2.2 手机端程序设计

手机端的程序采用E4A(易安卓)软件进行开发，本地数据库采用SQLite，APP提供给批发商和菜场商户两种角色使用.手机端APP系统功能结构如图4所示.

图4 手机端APP系统功能结构图Fig.4 Function structure diagram of APP

(1)系统设置:使用系统前需要先配置服务器端与下位机端的相关信息.

(2)用户登录:登录后，系统根据登录用户角色的不同提供了不同的操作界面.

(3)我的菜品管理:菜场商户使用该模块从服务器端刷新所配置的菜品、按键、单价信息并存储到手机端的SQLite数据库中，并同步到电子秤下位机中，并可随时进行价格的修改等.

(4)销售记录管理:手机端APP通过WIFI模块与电子秤下位机连接，实时接收下位机上传的销售记录，并同步上传到服务器端，供用户进行查询，统计.

(5)我的零售商查询:批发商可以查询关联的菜场商户信息.

(6)库存查询:批发端可以查看菜场商户的库存信息，查询某种菜品的库存信息，APP能实时监测菜场商户的库存报警，并根据库存提醒是否自动补货.

(7)百度定位[9]:零售商会将市场位置通过百度定位传到服务器端，供应商可以确定所属的零售商的地理位置，为配送地点以及配送服务提供帮助.

2.3 PC端程序设计

PC端的程序采用Visual Studio 2010工具[10]进行开发，使用ASP.NET技术，开发语言为C＃，系统数据库采用Microsoft SQL Server 2008 R2，通过对菜市场菜品管理的需求分析，系统需要具备以下的几个基本功能:

(1)由于菜市场商户对电脑的操作能力不高，要求有良好的人机界面.

(2)能够对菜品的销售情况、进货情况、菜品和人员情况进行管理.

(3)能够对数据库中已经存储的菜品相关信息进行修改、查询操作.

(4)有简单的统计计算功能.

(5)统计功能中的数据由系统自动计算，减少认为的干扰因素.

PC端系统功能结构图如图5所示:

具体功能模块如下:

(1)用户登录:登录后，系统根据登录用户角色的不同提供了不同的菜单供用户使用.

(2)管理员功能模块:管理员使用该模块进行系统管理(角色管理，用户管理，菜单管理和数据备份)和基础设置(零售商管理，批发商管理，菜品管理和菜品查询).

(3)零售商功能模块

①零售商首先进行我的菜品管理，根据需要配置自己希望在电子秤上需要售卖的菜品、价格以及按键编号位置，实现电子秤的可移植性.

②通过菜品入库进行菜品初始库存的添加.

③零售商在通过手机APP将电子秤下位机的实时销售记录上传至服务器并自动更新库存后，可以通过销售记录查询模块按时间、菜品等进行销售记录的查询统计并生成统计图表，通过图表直观地了解各阶段的销售情况，以方便零售商调整销售方式.

④可以查询库存量信息，批发商信息等，为零售商进行补货提供可靠数据依据.

(4)批发商功能模块

①批发商可以查询关联的菜场商户信息，添加或移除关联商户信息.

②实时查看关联的菜场商户菜品库存信息，及时提供补货支持.

③根据销售信息了解菜品需求，为其向农户进货提供数据支持[11].

④根据百度地图搜索零售商菜场位置，为配送地点以及配送服务提供帮助.

图5 PC端网站功能结构图Fig.5 Website Function structure diagram of PC part

3 数据库设计

本系统包含服务器端及手机端两个数据库，其中服务器端数据库采用 MS SQL Server，手机端采用SQLite本地数据库.手机端数据库中的表是服务器端数据库中的部分表，用于在无网络情况下存储临时信息，在联网环境下同步到服务器端数据库.

数据库设计是构建供应管理系统的首要任务，设计过程主要分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护六个阶段[12].本文主要从概念结构设计、逻辑结构设计说明本系统数据库设计的内容.

E-R模型图是概念结构设计中最常用的建模工具.本系统全局E-R模型如图6所示.

图6 全局E-R模型图Fig.6 Global E-R Model

通过概念模型到逻辑模型的转化，设计出如下关系模式.其中服务器端数据库包含角色菜单表(Sys-RoleMenu)，菜品分类表(SysDept)，批发商信息表(PFSInfo)，零售商信息表(LSSInfo)，我的菜品表(MyGoods)，我的零售商表(MyLSS)，入库表(RuKu-Record)，出库记录表(ChuKuJiLu)等.其部分关系模式如下所示:

系统用户表(编号，用户编号，密码，姓名，角色编号，用户状态)；

菜品分类表(编号，分类编号，分类名称，排序序号，上级分类编号，菜品编号)；

我的菜品表(编号，用户账户，菜品编号，单价，是否同步，按键编号，库存 )；

我的零售商表(编号，批发商编号，零售商编号)；

出库记录表(编号，用户账户，菜品编号，单价，重量，销售时间，总价)；

入库表(编号，用户账户，菜品编号，入库单价，重量，入库时间，总价，批发商编号，备注).

手机端数据库包含系统配置表(SysConfig)，我的菜品表(MyGoods)，销售记录表(ChuKuJiLu)和我的零售商表(MyLSS)，各表结构如下表1至表4所示:

表1 SysConfig表Table 1 SysConfig figure

表2 MyGoods表Table 2 MyGoods figure

表3 ChuKuJiLu表Table 3 ChuKuJiLu figure

表4 MyLSS表Table 4 MyLSS figure

4 系统测试

本系统使用过程如下:菜场商户购买电子秤时，即可在第一次通过PC端应用程序对自己售卖的菜品进行编号，对应电子秤上的按键，同时对菜品单价进行设置，一次同步数据即可，随后菜场商户就像使用普通电子秤一样使用该智慧电子秤，除了可以手动输入价格外，也可以通过按键编号自动给出菜品单价，并将销售的数据同步到手机端和电脑端.该系统的硬件部分如图7所示.

部分手机端运行界面如图8所示.该图展示了手机端零售商角色的主要功能:实时更新销售记录，查看自己的菜品，修改菜品单价.

图7 电子秤硬件图Fig.7 Electronic scale hardware diagram

图8 手机端截图Fig.8 Mobile phone screenshot

部分PC端运行界面如图9所示.该图展示了PC端零售商角色的主要功能:实时更新库存，并设置阈值，当库存小于阈值时，记录变成红色并提示零售商是否需要补货.

图9 PC端截图Fig.9 PC part screenshot

经过测试，本系统实现功能完整，称重精度高，数据传送过程不丢包，数据库设计正确，能实现各功能，测试结果满意.

5 创新

根据调查，本系统在现有市场上是首个用手机APP支持电子秤的数据传输，使得产品操作更加简便.可在手机对数据进行存储、处理等.也可在手机上对各种菜品单价进行输入，可导入到电子秤上.对于文化水平可能相对较弱的菜市场商户来说操作简单，更可以随时随地查看售卖等情况.

首个利用大数据[13]将供应商和商户数据整合起来.供货商可以实时看见库存，以及菜市场商户的各种菜品的售卖情况.供应商可以综合现有库存以及菜市场商户的售卖情况更加准确地得到消费者的需求，减少因判断市场需求错误而带来的损失.商户可以根据供应商售卖的量的大小可以判断供应以及价格的走向.结合起来的大数据不仅对供应商以及商户有利，还可以对菜农明年种植什么以及收成时间提供有力的参考价值.

6 总结

随着现代化的发展以及“互联网＋”的推进，某些城市已经建成智慧菜场，智慧菜场通过前期布线将线上支付、数据的统计等等的功能都加入到传统菜市场中，适当的解决了数据统计等的问题.但是成本高，而且线上支付、扫码等功能并不适用于老年人居多的传统菜场.智慧菜场需要更多时间的考验[14-15].

本系统从商户角度去考虑他们的真正需求，将数据存储在云端，让产品变得更加有意义，减轻商户的成本压力问题.供货商可以推断到更加准确地普遍消费者的货品需求，得到食品需求的走向从而预估今后收购食品的量.本设计较智慧菜场更实用，操作更加简便，解决了菜场商户对菜品的管理，对经营状况的了解，同时能自动补货，极大地减轻了商户的负担，改善了售卖条件.

[1] 王凯伟，涂义美.城区农贸市场监管存在的主要问题及对策[J].湖南财政经济学院学报，2012，28(02):93-98.

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