Elektronika.lt

Elektronika.lt - elektronikos, informacinių ir
ryšių technologijų portalas

Adresas: http://www.elektronika.lt
El. paštas: info@elektronika.lt
 Atspausdinta iš: http://www.elektronika.lt/projektai/elektronika/44424/erdvines-skenavimo-sistemos-projektas/spausdinti/

Erdvinės skenavimo sistemos projektas

Publikuota: 2014-04-16 18:56
Tematika: Elektronika, automatika
Vykdytojai: Mėgėjai
Autorius: el. paštas Simas Stulpinas
Aut. teisės: el. paštas ©Simas Stulpinas

Projekto vizija – sukurti technologiją, kuri leis automatizuoti ir pagreitinti mažmeninės prekybos procesus, t. y. automatizuoti prekių skenavimą bei pirkinių supakavimą taip išvengiant prekybos kasininko paslaugų, papildomų pirkėjo pastangų, susidariusių eilių bei neoptimizuoto išteklių paskirstymo.


I. PROJEKTO VIZIJA – sukurti technologiją, kuri leis automatizuoti ir pagreitinti mažmeninės prekybos procesus, t. y. automatizuoti prekių skenavimą bei pirkinių supakavimą taip išvengiant prekybos kasininko paslaugų, papildomų pirkėjo pastangų, susidariusių eilių bei neoptimizuoto išteklių paskirstymo.

II. PROJEKTO TIKSLAS – sukurti elektroninę prekių nuskaitymo (nuskenavimo) technologiją, identifikuojančią prekes be tiesioginio optinio kontakto su skeneriu, t. y. patobulinti dabartinę prekių skenavimo pagal brūkšninį (toliau – BAR) kodą technologiją.

III. PROJEKTO PASKIRTIS – sukurta technologija pagrinde bus pritaikoma mažmeninėje prekyboje, prekių skenavime ir apskaityme, tiekimo ir pardavimo procesams optimizuoti.

IV. TECHNOLOGINIAI PRINCIPAI – technologija turi atitikti paprastumo bei efektyvumo (tiek iš techninės, tiek iš komercinės pusės) reikalavimus:

  • Prekių žymėjimo principas turi būti santykinai pigus;
  • Prekių žymėjimas turi būti paprastas, greitas ir saugus;
  • Prekių nuskenavimas turi vykti automatiškai be papildomos pagalbos;
  • Technologija turi veikti greitai, efektyviai ir svarbiausia patikimai;
  • Technologija turi atlikti visą darbą, kurį atlieka prekybos kasininkas.

Vadovaujantis minėtais principais reikia sukurti tokią automatinę erdvinio skenavimo sistemą, kuri apims prekių žymėjimą santykinai pigiu ir paprastu būdu bei kuri galės be tiesioginio optinio kontakto ir žmogaus pastangų nuskenuoti tam tikroje erdvėje esančias, chaotiškai sukrautas prekes.

V. PROJEKTO NAUDA – sėkmingai įgyvendinus tokį projektą bus sukurta nauda, kurią galima išskirti į:

  • Laiko taupymas – automatizavus prekių apskaitymo bei supakavimo procesus bus galima pagreitinti apsipirkimo laiką ir išvengti eilių prie kasos.
  • Energijos taupymas – sistema leis taupyti žmogiškąją energiją, nes nebereikės prekybos kasininkų darbo bei papildomų pirkėjo pastangų.
  • Sąnaudų optimizavimas – sistema suteiks prekybininkams galimybę brangesnę (tiek tiesiogine, tiek mokestine prasme) ir rizikingesnę darbo jėgą (kasininkus) pakeisti pigesne ir našesne darbo jėga – automatizuota prekybos sistema.

VI. PROJEKTO IDĖJOS – pateiksiu vieną iš galimų tokios sistemos suprojektavimo alternatyvų. Tai idėjinis šablonas (hipotetinis variantas), kurį galima keisti iš esmės, tobulinti, ar esant tinkamiems sprendimams – įgyvendinti. Minėtą technologiją galima sukurti radijo bangų transformacijos principu, t. y. naudojant radijo bangas generuojantį ir kartu absorbuojantį prietaisą bei specialią cheminę medžiagą, kuria bus pažymėti skenuojami daiktai ir kurios skirtinga proporcija skirtingai veiks radijo bangų parametrą (pvz.: dažnį). Tokiu principu kiekvieno daikto (prekės) rūšis bus pažymėta skirtingu specialios medžiagos kiekiu, o tai, skenavimo metu, lems ir skirtingą radijo bangų paveikimą. Galiausiai sistema tokį skirtingų radijo bangų spektrą absorbuos, išanalizuos ir pateiks galutinę informaciją apie pirkinių krepšelį. Žemiau pateiktas tokios idėjinės alternatyvos detalesnis aprašymas ir kita informacija.

1. Veikimo principas

Tarp dviejų plokščių (antenų) (2) ir (5) konvejeris patalpina prekes – daiktą (-us) (3) pažymėtus specialiais kodais (4) – skirtingais tam tikros cheminės medžiagos kiekiais (žr. 1 pav.).

Erdvinės skenavimo sistemos projektas
1 pav. Pagrindiniai sistemos elementai
  1. Radijo bangų generatorius – tai specialus prietaisas, kuris turės generuoti tam tikro dažnio (arba kitų specifinių parametrų) radijo bangas.
  2. Bangų emisijos plokštė – tai antena skirta emituoti bangų generatoriaus sukurtas radijo bangas į daiktų skenavimo erdvę.
  3. Identifikuojamas daiktas – tai bet koks daiktas (prekė) pažymėtas specialiu, tam daiktui priskirtu kodu (cheminės medžiagos tam tikru kiekiu).
  4. Cheminės medžiagos sluoksnis – tai tam tikros medžiagos sluoksnis, kurio kiekis lemia atsispindėjusių radijo bangų unikalų dažnį (arba kitus parametrus).
  5. Bangų absorbcijos plokštė – tai antena skirta absorbuoti atsispindėjusių radijo bangų spektrą nuo identifikuojamų daiktų (nes vienu metu gali būti skenuojami keli daiktai).
  6. Radijo bangų analizatorius – tai specialus prietaisas, paverčiantis skirtingas antrines radijo bangas į unikalius elektroninius kodus, kurie siunčiami kompiuteriui.

Klientas aktyvuoja sistemą ir prasideda skenavimo procesas, kurio metu radijo bangų generatorius (1) per anteną (2) siunčia tam tikrų fizikinių parametrų radijo bangą. Ši banga pasiekusi cheminį žymenį (4) akimirksniu keičia savo fizikinius parametrus, virsta antrine radijo banga ir jau pakitusi pasiekia absorbavimo anteną (5). Tada radijo bangų analizatorius (6) iššifruoja radijo bangų spektrą (nes skenuojamų daiktų vienu metu gali būti keletas, o tai lems skirtingų parametrų radijo bangas) ir paverčia kiekvieną unikalią radijo bangą į unikalų elektroninį kodą, kurį toliau siunčia kompiuteriui. Skirtingų fizikinių parametrų bangas sukuria skirtingas cheminės medžiagos, kuri užklijuota/užtepta ant daikto kiekis. Toliau sukurta programinė įranga pagal įrašytus algoritmus atlieka prekių identifikavimą bei apskaitymą. Klientas ekrane mato savo prekes, jų kiekius, kainas, suteiktas nuolaidas bei galutinę mokėtiną sumą.

2. Probleminiai klausimai

Kuriant ESS (ESS – Erdvinio skenavimo sistema, toliau šiai sistemai įvardinti bus naudojamas minėtas trumpinys) pagal minėtą technologiją susiduriame su šiais probleminiais klausimais:

  1. Ar yra tokia cheminė medžiaga, kurios skirtingos proporcijos gali skirtingai paveikti skleidžiamų radijo bangų fizikinius parametrus tam tikroje erdvėje?
  2. Ar fiziškai įmanoma (realu) iš vieno parametro (tam tikro dažnio ir ilgio radijo bangos) gauti (išskaidyti) į aibę antrinių bangų su skirtingais parametrais? T.y. ar hipotetiškai teisingas būtų žemiau pateiktas pavyzdys, kuriame viena banga išsiskaido į aibę antrinių bangų (žr. 2 ir 3 pav.).
  3. Ar toks sistemos veikimo principas būtų patikimas ir efektyvus , jeigu identifikuojamo daikto cheminis žymuo yra sakykime pridengtas? Ar tokiai sistemai nekliudytų foninė radijo bangų spinduliuotė.
Erdvinės skenavimo sistemos projektas
2 pav. Radijo bangų skaidymas

Sakykime skenuojame keturis, trijų rūšių daiktus – du A, vieną B ir vieną C. Bangų generatorius tarkime siunčia 1 kHz dažnio bangą. Ši 1 kHz radijo banga pasiekusi keturis daiktus su pažymėtais cheminiais kodais virsta tokiomis antrinėmis bangomis:
1 – 1,001 kHz
2 – 1,001 kHz
3 – 1,002 kHz
4 – 1,003 kHz

Tada radijo bangų analizatorius užfiksuoja šias bangas ir pagal įrašytus algoritmus konvertuoja šia informaciją į skaitmeninius kodus. Pagal įrašytus algoritmus paaiškėja, jog:
1,001 kHz – priskiriama A daiktui
1,002 kHz – priskiriama B daiktui
1,003 kHz – priskiriama C daiktui

Vadinasi atlikus skenavimą sistema išanalizavo, jog buvo skenuojami du A daiktai, vienas B daiktas ir vienas C daiktas.

Erdvinės skenavimo sistemos projektas
3 pav. Daiktų skenavimo procesas

3. Projekto uždaviniai

Uždaviniai kuriant ESS pagal minėtą technologiją būtų:

  1. Sukurti/ atrasti/ priderinti tam tikrą cheminę medžiagą (ar kitokią alternatyvą), kurios skirtingi kiekiai (proporcijos) skirtingai veiktų radijo bangų fizikinius parametrus (pvz.: dažnį), kurį būtų galima nesunkiai identifikuoti.
  2. Sukurti radijo bangų generatorių, generuojantį tam tikro dažnio radijo bangas, o tokios bangos, pasiekusios atspindžio taškus (specialius cheminius kodus (ar kitokią alternatyvą) ant daiktų) galėtų lanksčiai keisti savo parametrus.
  3. Sukurti radijo bangų absorbavimo prietaisą, kuris jau atsispindėjusias nuo pažymėtų daiktų antrines bangas išanalizuotų ir susistemintų.
  4. Sukurti specialaus žymėjimo prietaisą, kuriuo, esant reikalui, prekybininkas greitai galėtų pažymėti reikalingą prekę (alternatyva BAR kodo spausdintuvui).
  5. Sukurti programinę įrangą minėtiems prietaisams valdyti ir visai sistemai funkcionuoti bei suderinti atskirų įrenginių darbą ir funkcijas į vientisai veikiančią sistemą.
  6. Sumodeliuoti prekių skenavimo ir supakavimo konvejerį bei atsiskaitymo platformą (alternatyva esamam prekių konvejeriui, kasininkei, skeneriui ir kasos aparatui).
  7. Užtikrinti sistemos technologinį veikimą, atlikti technologinius bandymus ir testavimus.

4. Projektavimo gairės

  1. Cheminė (ar kitokia alternatyvi) koduotė turi būti santykinai pigus, paprastas ir greitas būdas pažymėti didelį kiekį skirtingų daiktų.
  2. Cheminis kodas (ar kitokia alternatyva) turi būti pagamintas iš medžiagos nekenkiančios žmogaus sveikatai ar aplinkai.
  3. Cheminis kodas (ar kitokia alternatyva) gali turėti dažų substancijos savybes (uždažius nudžiūtų) arba tiesiog būti kaip lipdukas.
  4. Sistema turi būti patikima, t. y. turėti apskaitos kontrolę (sakykime nuskenavus prekes ir žinant jų svorius bus galima palyginti su faktiniu svoriu).
  5. Sistema, turi gebėti akimirksniu išanalizuoti visą šūsnį įvairių daiktų ir informaciją tiksliai pateikti ekrane bei čekyje.

5. Papildoma informacija

Idealu, kad cheminio kodo medžiaga būtų popieriaus dažų priedas, kuris sumaišytas su tokiais dažais ir uždažytas ant popieriaus nudžiūtų kartu su jais. Tokiu atveju, būtų galima šią sukurtą medžiagą maišyti kartu su dažais, kuriais spausdinami prekių BAR kodai. Kiekvienam unikaliam BAR kodui atspausdinti, spausdintuvas įmaišytų unikalų kiekį minėto dažų priedo. Tokiu atveju kartu su BAR kodu būtų gaunamas naujos sistemos nematomas cheminis kodas, kuris tiks automatiniam erdviniam prekių skenavimui. O tai sąlygos efektyvesnį naujos technologijos įvedimą į rinką, nes iš esmės nereikalaus kardinalių pokyčių (iš prekybininkų pusės) dėl to, kad prekių žymėjime bus išlaikyta BAR koduotės sistema, kartu įvedant naują alternatyvą.

Techniškai patikrintas variantas būtų vietoje cheminio kodo naudoti elektroninį mikro prietaisą (mikroschemą). Tokia sistema būtų panaši į prekybos vietose naudojamą prekių apsaugos sistemą nuo vagysčių. Tačiau tokia technologija kuriamai sistemai būtų nepraktiška, nes tampa brangi bei santykinai neefektyvi, dėl to, kad kiekviena prekė turės turėti po mikroschemą, kuri galiausiai su pakuote pavirs šiukšlėmis. Nebent sugalvoti būdą, kaip tokias mikroschemas (prekių žymėjimus) nuimti po skenavimo ir panaudoti vėl.

VII. SISTEMOS VEIKIMAS – sukurta sistema turėtų būti pritaikyta veikti pagal žemiau pateiktą algoritmą (žr. 4 pav.). T. y. žemiau parodyta kaip ESS supaprastina klientų aptarnavimą ir pagreitina apsipirkimo procesą.

Erdvinės skenavimo sistemos projektas

1 žingsnis
Pirkėjas suformavęs savo pirkinių krepšelį, kaip ir įprastai ateina prie kasos (šiuo atveju prie automatinės aptarnavimo platformos). Padeda savo prekių krepšelį ant konvejerio.
Jeigu prekės būtų vežimėlyje, tai arba tektų iškrauti prekes arba galėtų būti kita, didesnė aptarnavimo platforma – žmonėms perkantiems didesnį prekių kiekį. Pastaroji platforma skenuotų prekes esančias įvarytame vežimėlyje.

Erdvinės skenavimo sistemos projektas

2 žingsnis
Tada pirkėjas prieina prie displėjaus ir aktyvuoja skenavimo sistemą – paspaudžia mygtuką „SKENUOTI PREKES“ arba „SKENUOTI IR SUDĖTI PREKES“. Aktyvavus sistemą, priklausomai nuo pasirinkimo sistema arba tik nuskenuoja ir įvertina prekes, o konvejerio pabaigoje pirkėjas pats susikraus prekes, arba dar ir prekes perkrauna į pirkinių maišelį.
Pateikus prekių sąrašą, kainą, nuolaidas bei galutinę mokėtiną sumą pirkėjas spaudžia mygtuką „APMOKĖTI UŽ PREKES“ ir pasirenka sau tinkamą apmokėjimo būdą: kortele, grynais, elektroniniais pinigais ar kt.
Jeigu pirkėjas negali apmokėti, tai paspaudus „ANULIUOTI“ mygtuką prekės atidedamos į rezervinę talpą, kur prekės vėliau išimamos.

Erdvinės skenavimo sistemos projektas

3 žingsnis
Atlikus sėkmingą prekių apmokėjimą, platformos galinė dalis nusileidžia ir konvejeris pakelia jau supakuotas į pirkinių maišelį arba vis dar esančias krepšelyje prekes. Sudėtas prekes belieka paimti, o krepšelyje esančias dar reikės susidėti į savo pirkinių maišelį.
Tokiems įrenginiams aptarnauti reikės salės darbuotojo, kuris išimtų iš konvejerio tuščius prekių krepšelius ir juos nuneštų į atitinkamą vietą bei esant reikalui išimtų ir krepšelius esančius su prekėmis, kurios nebuvo nupirktos (t. y. dėl kažkokių priežasčių klientas anuliavo pirkimo procesą ir prekės su visu krepšeliu buvo nukreiptos į rezervinę konvejerio talpą).

VIII. PROJEKTO KOMANDA – Šiam projektui įgyvendinti (nebūtinai pagal pateiktas technologines idėjas) reikės visų pirma žmonių, kurie tikėtų ir norėtų prisidėti prie tokios sistemos kūrimo. Antra komandoje dirbs skirtingi žmonės turintys įvairios kompetencijos – elektronikos, programavimo, mechanikos, chemijos, dizaino. Trečia, prie projekto įgyvendinimo prisidės komponentų tiekimo bei sistemų gamybos partneriai. Mano užduotys būtų: projekto koordinavimas, finansavimo pritraukimas/užtikrinimas, išteklių rėmimas bei projekto komercializacijos darbai.

IX. PROJEKTO ETAPAI – Projektą galime suskaidyti į penkis strateginius etapus, kurie seks vienas paskui kitą, t. y. neįgyvendinus vieno, nebus galima žengti prie kito. Pirmiausiai turėsime aptarti ir išsiaiškinti teorines projekto įgyvendinimo ir realizavimo galimybes, sprendimus, praktinius pasiūlymus, o tada tęsime darbus pagal žemiau pateiktus strateginius etapus:

  1. Komandos subūrimas – tai reikiamų žmonių subūrimas, partnerių radimas, užduočių ir funkcijų pasidalijimas, strategijos ir tikslų patvirtinimas.
  2. Sistemos suprojektavimas – tai kūrybinis procesas, kurio metu bus numatyti technologiniai sprendimai ir žingsniai, padėsiantys sukurti prototipą.
  3. Prototipo sukūrimas – tai praktinis projekto realizavimo etapas, kurio metu bus sukurtas prototipas, t. y. veikianti ESS demonstracinė versija.
  4. Projekto komercializacija – tai patentavimo, sertifikavimo bei pristatymo procesai, kurie sukurs palankias komercinės veiklos vykdymo sąlygas.
  5. Pajamų gavimas – tai kapitalo suformavimas, serijinės gamybos bazės sukūrimas, produkto įvedimas į rinką bei komercinės veiklos vykdymas.

X. PAPILDOMA INFORMACIJA – Čia pateiktos mano technologinės, struktūrinės idėjos ir pamąstymai kaip būtų galima įgyvendinti projekto tikslą. Žinoma minčių turiu ir daugiau, čia pasistengiau glaustai išdėstyti dalį. Tai nėra šablonas ties kuriuo reikėtų dirbti, tai tik viena alternatyva iš begalės. Tikiu, kad dirbant nedidelėje, entuziastingų ir skirtingų žmonių grupėje, galime pasiekti projekto tikslą – sukurti pasaulinio lygio technologiją, padėsiančią supaprastinti mažmeninės prekybos procesus ir maksimizuoti klientų bei prekybininkų naudą. Todėl, jeigu turi idėjų, minčių, pasiūlymų šia kryptimi, tiki, kad gali efektyviai prisidėti prie grupės žmonių, kurie gali sukurti revoliuciją bei turi noro judėti inovacijų srityje, būtinai pranešk ar pasidalink forume ir kas žino, rytoj gal būsime vieni tų, kurių darnus ir kryptingas darbas sukurs dar vieną žavingai nuostabią ir gyvenimą palengvinančią technologiją.

Kontaktinė informacija: simas.stulpinas@gmail.com, mob.: 8 605 02765.

Diskutuoti galite šio projekto temoje forume.

‡ 1999–2019 © Elektronika.lt LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina Valid XHTML 1.0!