前言

我们家有两口子，平时有囤货的习惯。我们自认为生活中还是有比较良好的收纳习惯，但时而还是会为躺在柜子深处过期的物品而感到惭愧，亦或是重复购买了超量的物品。为此，家里的女主人率先行动，开始清点家里的库存并将条目数字化，后来，使用一款名为「过期啦」的 app 进行管理。一年后，又值大促来临，准备囤货了，我问老婆「你还用『过期啦』吗？」「不用了，有点麻烦，老是忘了记录。」

在进一步深入之前，我们认真思考了家庭内搞库存管理是不是在「过度管理」。最终我们认同了家庭库存管理价值的：

  • 能一目了然地知道家里的存货；
  • 能规划物品使用，有效地较少浪费；
  • 让患有仓鼠症的人感到满足。但有前提，物品足够多，以及高度自动化。

收纳 app，止于懒惰

我开始在网上寻找志同道合的人。发现已经有很多实践了，有人用收纳 app 来记录，还有人用 Notion、滴答清单来管理。1

Sorter, 过期啦, 收食
Notion Template "Inventory Tracking"

这些 app 做得非常精美，功能全面，甚至有很多拓展功能，如购物记录、价格跟踪、食谱规划等等。我们也订阅过一些 app 进行了深度的使用，使用过一段时间后，都放弃了.

主观因素是，懒惰。但我们发现这些应用/服务都有一个客观缺陷：出入库困难。

按最简流程，完成一个商品的出库都需要「拿起手机-解锁手机-找到并点开 app-扫码物品」；而入库则更加繁琐，在上述出库的步骤基础上，还需要完成「数量」「保质期」「存放地」等设置。更现实的是，在家庭生活场景中，手机并不是时时刻刻在身上的。比如：洗澡时，发现香皂用完了，到浴室柜里拿一个；做饭时，锅正热着，发现食用油用完了，赶紧到仓库里拿一瓶。一旦没有于当下将物品出入库，后面很难再想起补出入库了，库存中的存量数字也变得不再可信。正如某位网友所评价的：

你需要的是一个 24 小时监控你的贾维斯，而不是这样的一个 app。记录不到五条你就会醒悟，哦，还是用脑子记更方便。人类进化的动力就是懒......

如果你也用过其他收纳类的 app，就应该能体会到最难的地方在于坚持物品录入。

基于以前失败的经验，我们总结出自己所需的核心功能：

  • 物品快速自动出入库；
  • 物品信息自动识别与归类；
  • 过期、低库存提醒；
  • 自动补充清单；

除此之外的功能都只是锦上添花。我们渴求的这些核心功能不是点到为止，而是要尽可能地自动化。要实现个性化的需求，只能自己动手，或者寻求开源社区的帮助，于是我找到了 Grocy。

开源方案，Grocy

 

Grocy 是一款开源的适用于家庭的杂货管理解决方案。主要功能包括了：

  • 物品的出库入库，通过条形码交互，支持使用手机或专用条形扫描仪；
  • 菜谱与食谱，管理自己的菜谱，并在日历中规划食谱；
  • 物品临期提醒；
  • 购物清单，通过菜谱食谱自动添加；
  • 设备、家务、电量管理。
Grocy - Desktop
Grocy - Android

综合看来，Grocy 提供了一个很好的框架，易用的 API。同时，具有较为活跃的社区。目前已经有 iOS 客户端、Android 客户端、Barcode Buddy 扫码助手、Home Assistant 插件、Recipe Buddy 食谱助手等等。2Grocy 已经具备了扫码出入库和基于 Open Food Facts 的食品信息获取等功能，但它的交互与其它 app 一样，仍然强烈依赖手机，依赖手动录入；无法识别国内商品；出入库还不够「自动化」。

补齐短板，GrocyCompanionCN

GrocyCompanionCN

Grocy 已经具备了基础的功能，为了提升 Grocy 的「自动化」程度，解决物品出入库的困难。我设计了一套辅助工具——GrocyCompanionCN，包含了软件服务端和硬件扫码器两部分。服务端负责获取并解析物品基础信息，并与 Grocy 通信；客户端为若干个扫码器，负责获取物品的 EAN 条码，并将条码信息、位置信息、出入库设置发送至服务端。

GrocyCompanionCN 软硬件

GrocyCompanionCN 的特性有：

  • 条码快速识别，支持国产商品与进口产品；
  • Grocy 物品扫码出库；
  • Grocy 已有物品扫码入库，新物品自动获取商品详情并入库；(商品详情包括:条码，基础信息，图片，GPC 类别，保质期判别等)
  • 扫码器自动启停、长续航。

提升用户体验的核心是扫码器，这些扫码器可以手持，也可以布置在家庭中的任意位置（可与 Grocy 中的「位置」一一对应），由电池或者线缆供电。以下是几个应用场景。

安装在柜子内的扫码器。与诸多衣柜中的线条灯一样：扫码器通过限位开关触发开机/关机；通过拨动开关可以设置出库(默认)/入库；扫码成功时会有蜂鸣器和指示灯提示；扫码器获取的物品信息将与 Grocy 自动同步。

安装在客厅柜的扫码器
安装在浴室柜的扫码器

扫码器可以从基座上取下，手持扫码器进行大批量的物品入库。
 

广泛分布在收纳空间的扫码器让我们不用再手动点击任何屏幕，物品的出入库在几秒内即可完成。我们不用再主观地去「坚持」做录入工作，一切操作都是顺势完成的。

GrocyCompanionCN 的技术实现

我把 GrocyCompanionCN 的源码托管在 Github 上了，同时提供 Docker 镜像，具体部署方式请移步：

以下是 GrocyCompanionCN 的实现思路和技术细节。

物品的身份关联

查阅现有各大商超、自动贩卖机的技术，有以下几种方法来实现物品信息的联网：

  • 扫描物品条形码，查阅预先录入信息。常见于各大超市；
  • 通过 RFID 将标签建档，RFID 标签黏贴或镶嵌于物品，由 RFID 检索物品，常见于鲜花自动贩卖机、门店自助结算筐；
  • 机器视觉，通过视觉分析商品特征，识别用户拿取的商品，常见于饮料自动贩卖机。
自助结算机与自动贩卖机

综合考虑系统鲁棒性、成本、实现难度和商品数据库，我们还是选择条形码来完成物品的身份关联。任何正规售卖的商品都应具有条形码，且有唯一性，常用的编码为 EAN 码。

EAN 码（European Article Number，欧洲物品编码），是国际物品编码协会在全球推广的商品条码。EAN13 是其标准版，有 13 位，另有缩短版 EAN8，8 位。EAN13 是国际通用的符号体系，是一种无含义、定长、纯数字的条形码，主要用于商品标识，具有唯一性。EAN13 的 13 位数字，前 3 位为国家代码，中国可用的国家代码为 690-699；4-7 位为制造厂商代码（只能从 0000 - 9999 这一万组数字中进行分配）；8-12 位为产品代码（每个制造商可以对自己生产的 10 万种商品进行分配）；最后 1 位为校验码。

EAN-13 条码的符号结构

同时，我们也有免费的渠道来获取条形码对应的物品信息。中国物品编码中心提供了条形码的查询（有每日查询上限）。

中国物品编码中心。截至目前，编码中心累计向 100 多万家企业提供了商品条码服务，全国有上亿种商品上印有商品条码。在其提供的中国商品信息服务平台上，我们可以进行条码相关信息的查询。

物品分类与保质期设置

分析中国物品编码中心获取的条形码信息，发现有一个「GPC」属性。刚好能帮助我们解决物品分类问题。根据 2023 年 5 月 6 日发布的 GPC 分类代码版本，共计 43 个大类，159 个中类，932 个小类，5249 个细类。34

GPC 分类代码是国际物品编码组织（GS1）依据 GPC 标准将特征相似的商品归为一类的代码。GS1 全球商品分类标准（Global Product Classification, GPC）不断扩展更新，每年发布两个新版本。GPC 分类代码按照大类（Segment）、中类（Family）、小类（Class）、细类（Brick）来划分，并细分为具体的商品核心属性类型和属性值。商品数据交换中，通常采用第 4 级代码，即细类代码。

条形码只能告诉我们商品的注册信息，无法定位到商品的生产日期，也极少提供保质期信息。于是我观察了一下生活中的常见物品保质期，灵活使用四类 GPC 分类代码，预先设置好新物品的保质期。同时，设置一些偏移量：半年（-30 天），一年（-60 天），三年（-90 天），由此，已经能粗略地匹配好物品到期日期了。当然，后续还是可以在 Grocy 中进行商品的精确设置。

这个机制特别关键，能彻底解放我们对物品入库时，一个一个地计算到期日这种繁琐的工作。读者也可以更具自己的实际情况设置类别和偏移量。

保质期（天）类别
750370000（中类，鲜切水果或蔬菜）, 50380000（中类，鲜切水果或蔬菜）, 50350000（中类，未处理或未加工的（新鲜）叶菜类蔬菜）
1450250000（中类，未处理或未加工的（新鲜）水果）, 10000025（细类，牛奶（易腐坏））, 10006970（细类，牛奶替代品（易腐坏））, 10000278（细类，酸奶（易腐坏））, 10006979（细类，酸奶替代品（易腐坏））
15250270000（中类，未处理或未加工的冷冻水果）, 50310000（中类，未处理或未加工的耐储存水果）
30594000000（中类，粮食作物）, 50000000（大类，食品、饮料和烟草）, 10120000（中类，宠物护理用品或食品组合装）, 10110000（中类，宠物食品或饮品）
100553000000（大类，美容、个人护理和卫生用品）, 47100000（中类，清洁产品）, 47190000（中类，清洁和卫生产品组合装）, 51000000（大类，医疗保健）, 10100000（中类，宠物护理用品）

扫码器硬件

为什么不用现成的条码枪？

  • 体积大，无法嵌入柜子，无法摆脱一手拿物品、一手拿机器扫描的操作模式；
  • 成本高，典型的无线条码扫描枪价格在 180 元左右，无线条码/二维码扫描枪价格在 280 元左右；
  • 无法设置切换出库/入库；

自制的扫码器具有小体积、低功耗、低成本、强兼容的特点。能识别 EAN 码、UPC 码、QR 二维码、ISBN 码等。因此，在完成现有功能的前提下，未来还可用于识别录入厂商私有码、录入书籍等功能。扫码器所使用的模块包括:

  • 扫描模块 GM805
  • ESP01
  • AMS1117
  • 限位开关
  • 3.7V，600mAh 锂电池

扫描模块 GM805 带蜂鸣器和灯光，ESP01 负责将 GM805 扫描获取的条码数据上传至服务器。通过限位开关触发开机/关机，实现扫码器的超长续航；通过拨动开关可以设置出库(默认)/入库。以下为硬件接线示意图。

接线示意图

关于自动启停和续航。GM805 的工作电流 <70mA，休眠电流约 6mA，因此，即便 ESP8266 的休眠电流能做到微安级，600mAh 也无法让扫描器整机待机一周以上。因此，通过限位开关来触发开/关机，能很好地避免闲时的电量损耗。经我的测试，600mAh 能让扫描器连续工作 3.5 小时左右。根据我们的习惯，预计 4 周以上是没问题的。

关于启动速度。无任何优化，扫描器能在 3 秒内进入工作状态，主要限制是在 ESP8266 的联网速度上。如果通过设置静态 IP，可以极大提升初始化速度5，1~2 秒内可以完成启动。

服务端

服务器部署了一个简单的服务端，负责处理扫码器上传的数据、对外抓取条码信息、与 Grocy 进行通信。对外抓取的原始数据将存储在 Grocy 的 GDSInfo 参数中，供日后的升级定制使用；还能自动完成商品图片的自动抠图；对于未收录于中国物品编码中心的国际商品（无国内代理），爬取 BarcodeLookup 完成信息补充。

商品自动抠图

Grocy 的设置

GDSInfo

通过「自定义项目」在产品属性中添加以一个自定义属性「GDSInfo」，GrocyCompanionCN 获取的商品原始数据存储在 GGDSInfo 参数中，供日后的功能升级使用。

父产品

父产品可以累计所属子产品总数，并设置总安全库存。比如我们设置一个父产品「抽纸」。「抽纸」包含 3 个子产品，总的安全库存为「3」，当「抽纸」的总数低于等于 3 时，Grocy 将自动加入购物清单，提示我们补货。这样我们就不用纠结于设置每个子产品的安全库存了。子产品的自动归类可以通过 GPC 码和商品关键词判定来完成。

商品分组与自动购物清单

API 与自动化

Grocy 提供了易用的 REST API，我们可以方便地拓展功能，打通数据流。如将补货提醒通过 Gotify 提示；将购物清单发送至待办清单；将待办家务通过智能音箱播报提醒等等。

Grocy 条形码

Grocy 会为每个实体都生成一个唯一的条形码。当物品包装拆除、条码丢失，或是商品为赠品、小样、试用装（无 EAN 码）时，我们能通过标签打印机制作一个条码赋予这类物品。

结语

与以往仅通过手机与软件来管理库存的方法不同，我们设计了一个很简洁的硬件，来帮助我们打破数据和真实世界的这堵屏障，解放了用户这个「中间人」的角色。

本方案以 Grocy 作为数据库进行物品的管理，但经过简单的修改，我们也能将数据自动化地同步到让 Notion 或者像 Airtable 这样的多维表格中。以提供多样的可视化选择。

最后，祝各位双十一囤货愉快。

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