T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  24 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 26 ,   p p .   1 84 ~1 95   I SS N:  1693 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 24 i 1 . 27464          184       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   SEL LA: An  Io T - ba sed s m a r t  sho p ping  t ro lley  w ith  real - ti m e   RFID  trac k ing  an d auto m a ted  c hec k o ut       H a dj   Z er ro u ki ,  Sa li m a   Azz a z - Ra h m a n i   D e p a r t me n t   o f   T e l e c o mm u n i c a t i o n s ,  F a c u l t y   o f   El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   D j i l l a l i   L i a b e s   U n i v e r si t y   o f   S i d i   B e l   A b b e s,  S i d i   B e l   A b b e s ,   A l g e r i a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   11 ,  2025   R ev i s ed   No v   3 ,  2025   A cc ep ted   Dec   8 ,  2 0 2 5       T h e   c o n tem p o ra r y   re tail  se c to r  f a c e s  a   p e rsiste n t  c h a ll e n g e   in   e n h a n c in g   in - sto re   c u sto m e r  e x p e rien c e ,   p ri m a ril y   d u e   to   in e f f ici e n c ies   a t  c h e c k o u t.   T h is   p a p e r  p re se n ts  sm a rt  e - c a rt  f o r  lea n   lo g isti c s  a p p li c a ti o n   ( S EL LA ),   a   s m a rt  sh o p p in g   tr o ll e y   s y ste m   e n g in e e re d   to   e li m in a te  th is  b o tt le n e c k .   T h e   s y ste m ’ s  a rc h it e c tu re   is  c e n tere d   o n   a   Ra sp b e rry   P i  4   m icro c o n tro ll e r,   o rc h e stra ti n g   a n   u lt ra - h ig h   f re q u e n c y   (UH F )   ra d io   f re q u e n c y   id e n ti f ica ti o n   (RF ID)   su b sy ste m   f o r  in sta n tan e o u s,  n o n - li n e - of - sig h t  p ro d u c t   id e n ti f ica ti o n ,   a n d   a   re sp o n siv e   7 - in c h   t o u c h sc re e n   g ra p h ica l  u se r  in terf a c e   ( G UI )   d e v e lo p e d   in   P y Qt.   T h e   c o re   c o n tri b u ti o n   li e s  in   d e v e lo p i n g   a   se lf - c o n tain e d   sh o p p in g   so l u ti o n   w it h   in teg ra ted   p a y m e n t  p ro c e ss in g ,   su p p o rte d   b y   c o m p re h e n siv e   p e r f o r m a n c e   v a li d a ti o n .   W e   p re se n t  a   d e tailed   m e th o d o lo g y ,   in c lu d i n g   th e   sy st e m ’ s  m u lt i - th re a d e d   so f tw a r e   a r c h it e c tu re   a n d   c o re   o p e ra ti o n a l  a lg o rit h m .   Ex p e rim e n tal  e v a lu a ti o n   d e m o n stra tes   a   m e a n   tag   d e te c ti o n   a c c u ra c y   o f   9 8 . 2 %   u n d e r  o p ti m a l  c o n d it i o n s,   a   ro b u s t   u se r  in terf a c e   ( UI )   late n c y   o f  u n d e r  5 0 0   m s,  a n d   a n   a v e ra g e   c e n tral  p ro c e ss in g   u n i t  ( C P U )   u ti li z a ti o n   o f   2 8 % ,   p r o v in g   sy ste m   e ff icie n c y .   Co m p a ra ti v e   a n a l y sis  c o n f ir m s   th a t  S EL LA ’ s  in teg r a ti o n   o f   o n - tr o ll e y   a u to m a ted   p a y m e n t  a n d   d e tailed   p e rf o rm a n c e   m e tri c s  r e p re se n ts  a   sig n if ica n t  a d v a n c e m e n t  o v e r  e x isti n g   p ro t o ty p e s.  T h e   s y ste m   p ro v id e s  a   v a li d a ted ,   h ig h - p e rf o rm a n c e   so lu ti o n   f o r  n e x t - g e n e ra ti o n   sm a rt  re tail   e n v iro n m e n ts .   K ey w o r d s :   Au to m a ted   ch ec k o u t   Mic r o co n tr o ller s   P er f o r m a n ce   ev al u atio n   R ad io   f r eq u en c y   id en tific atio n   R etail  tec h n o lo g y   S m ar t s h o p p in g   ca r t   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Had j   Z er r o u k i   Dep ar t m en t o f   T elec o m m u n ic atio n s ,   Fac u lt y   o f   E lectr ical  E n g i n ee r i n g   Dj illali L iab es   U n i v er s it y   o f   S id i B el  A b b es   B P   8 9 ,   Sid i B el  A b b es,  2 2 0 0 0 ,   A l g er ia     E m ail:  ze r r o u k i.h ad j @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  r etail  in d u s tr y   s ee k s   to   co m b in e   th e   co n v en ien ce   o f   e - c o m m er ce   w ith   t h e  ta n g ib le  ex p er ien ce   o f   p h y s ical  s to r es  [ 1 ] .   A   m aj o r   o b s tacle   is   th e  tr ad itio n al  c h ec k o u t  p r o ce s s ,   w h ic h   co n tr ib u tes  to   cu s to m er   d is s atis f ac tio n ,   q u eu e  ab an d o n m e n t,  an d   o p er atio n al  in ef f i cien c y   [ 2 ] .   I n ter n et  o f   th in g s   ( I o T )   tech n o lo g ies,   an d   p ar ticu lar l y   r ad io   f r eq u en c y   id en ti f icatio n   ( R FID ) ,   o f f e r   th e  p o ten tial  to   ad d r ess   th is   is s u e  b y   e n ab lin g   au to m ated ,   r ea l - ti m e  p r o d u ct  tr ac k in g .   W h ile  p r io r   p r o to ty p es  h av e  d e m o n s tr ated   R FID - b ase d   tr o lley s ,   m o s t   lack   r ig o r o u s   q u an t itati v e  v ali d atio n   an d   f u ll i n te g r atio n   o f   s ec u r e,   o n - b o ar d   p ay m e n t [ 3 ] ,   [ 4 ] .   T h is   w o r k   i n tr o d u ce s   s m ar t  e - ca r t  f o r   lean   lo g is tics   ap p li ca tio n   ( SEL L A ) ,   a  s el f - co n ta in ed   s m ar t   s h o p p in g   tr o lle y   th at   ad d r ess es  th e s e  g ap s   b y   co m b in i n g   r ea l - ti m e  R FID   tr ac k i n g ,   a n   i n tu iti v e  to u ch s cr ee n   in ter f ac e,   a n d   au to n o m o u s   p ay m e n t  p r o ce s s i n g .   T h e  s y s te m   e m p h asize s   a  s cie n ti f ic  v a l id atio n   f r a m e w o r k ,   r ep o r tin g   m etr ics  s u c h   as  u s er   in ter f ac e  ( UI )   laten c y ,   ce n tr al  p r o ce s s in g   u n i t  ( C P U) / m e m o r y   u s a g e,   an d   R FID   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         S E LL A :   A n   I o T - b a s ed   s ma r t sh o p p in g   tr o lley  w ith   r ea l - time  R F I D  tr a ck in g   a n d   …   ( Ha d j Zerr o u ki )   185   r ea d   ac cu r ac y   u n d er   v ar io u s   c o n d itio n s - f ac to r s   o f ten   o m itte d   in   ea r lier   s tu d ie s .   B y   f o cu s i n g   o n   p er f o r m an ce   r ep r o d u cib ilit y   a n d   en d - to - e n d   f u n ctio n alit y ,   SE L L A   ai m s   to   b r id g e  th e  g ap   b et w ee n   co n ce p t  an d   d ep lo y ab le   s m ar t r etail  s y s te m s .   A   r e ce n t  s u r v e y   b y   Sa x en a  an d   Dh o te  [ 5 ]   h i g h li g h t s   t h e  ex te n s i v e  i m p ac t  o f   I o T   in   cr ea tin g   in telli g e n t  r etail   en v ir o n m e n ts ,   f r o m   s u p p l y   ch ai n   m a n a g e m e n t   to   p er s o n alize d   c u s t o m er   en g a g e m e n t.   Am o n g   e n ab lin g   tec h n o lo g i es,  R FID ,   p ar ticu lar l y   i n   t h e  u ltra - h i g h   f r eq u e n c y   ( UHF)   b an d ,   o f f er s   u n p ar alleled   ad v a n tag e s   o v er   co n v en tio n al  b ar co d es,  in clu d in g   n o n - li n e - of - s i g h t  r ea d in g   an d   s i m u lta n eo u s   m u lti - ta g   id en ti f icatio n   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   T h is   m ak e s   it  ex ce p tio n all y   s u ited   f o r   a  “ s ca n - as - y o u - s h o p ”   m o d el  i m p le m en ted   v ia  a  s m ar t t r o lley .   T h e  ev o lu tio n   o f   s m ar t  s h o p p in g   s y s te m s   ca n   b e  ca te g o r ized   in to   s e v er al  k e y   r e s ea r ch   s tr ea m s .   E ar l y   r esear ch   f o cu s ed   o n   p r o v in g   t h e  v iab ili t y   o f   R FID   f o r   au to m ated   ite m   d etec tio n .   S y s te m s   p r o p o s ed   b y   Yu s o f f   et  a l.   [ 8 ]   an d   J o th i  et  a l.   [ 9 ]   s u cc ess f u l l y   d e m o n s tr ated   th i s   u s in g   s i m p le  m icr o co n tr o ller s   li k e  A r d u i n o .   W h ile   f o u n d atio n al,   t h ese  s y s te m s   o f te n   o f f lo ad ed   b illi n g   to   a  ce n tr alize d   co u n ter   an d   d id   n o t  f ea tu r e  s o p h is t icate d   u s er   in ter f ac es  o r   au to n o m o u s   p ay m en t.  Mo r e  ad v an ce d   p r o to t y p es,  s u c h   as  th e  o n e  b y   P r ad h an   et  a l.   [ 1 0 ] ,   u tili ze d   a  R asp b er r y   P i  m icr o co n tr o ller ,   h in tin g   at  g r ea ter   p r o c ess in g   ca p ab ilit ies  b u t  s till   lack ed   d etailed   p er f o r m a n ce   ev al u atio n .   T h e  g r o w i n g   e n ter p r is e  ad o p tio n   o f   I o T   tech n o lo g ies  h as   b ee n   d o cu m e n ted   i n   r ec e n t  s tu d ie s   [ 1 1 ] ,   h ig h lig h ti n g   b o th   o p p o r tu n ities   an d   ch alle n g es.  T h ese  ea r ly   s y s te m s ,   in clu d i n g   th o s e  b y   C h a n d r asek ar   a n d   San g ee t h a  [ 1 2 ] ,   o f ten   r elied   o n   ce n tr alize d   b illi n g   a n d   lack ed   in te g r ated   p ay m e n t so l u tio n s .   T o   a d d r ess   p o ten tial th e f t ( e. g . ,   p lac in g   a n   ite m   i n   th e  ca r t  w i th o u t i ts   ta g ) ,   r esear ch er s   h av e   ex p lo r ed   s en s o r   f u s io n ,   m o s t  co m m o n l y   co m b in in g   R FID   w it h   w e ig h t  s e n s o r s   ( lo ad   ce lls ) .   T h e  p r in cip le  is   to   cr o s s - v alid ate  th e  s ca n n ed   ite m s   w it h   th e  to tal  w ei g h t  in   th e  tr o lle y   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   R ec en t  w o r k   b y   Su b u d h i  an d   P o n n alag u   [ 1 5 ]   an d   L ak s h m i   et  a l.   [ 1 6 ]   f u r th er   r ef i n es  t h i s   ap p r o ac h ,   d em o n s tr ati n g   i m p r o v ed   ac cu r ac y   in   th e f t  d etec tio n .   Ho w e v er ,   th i s   m eth o d   in tr o d u ce s   ad d itio n al   h ar d w ar e  co m p lex it y   a n d   ca lib r atio n   ch alle n g e s ,   an d   ca n   b e  d ef ea ted   b y   i te m s   w it h   s i m ilar   w e ig h t s .   A   p ar allel   s tr ea m   o f   r esear ch   esch e w s   R FID   e n tire l y   i n   f a v o r   o f   co m p u ter   v is io n   ( C V) .   I n   t h es e   s y s te m s ,   ca m er as  m o u n ted   o n   th e  tr o lley   id en ti f y   p r o d u cts  b ased   o n   th eir   ap p ea r an ce   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   P r o j ec ts   lik e  Am az o n ’ s   Das h   C ar t  ar e  c o m m er cial  e x a m p le s .   R esear c h   b y   Sar w ar   et  a l.   [ 1 9 ]   d em o n s tr ates  a  d ee p   lear n in g - b ased   ap p r o ac h   f o r   p r o d u ct  r e co g n itio n .   T h e  p r im ar y   ad v a n tag e  o f   C V  i s   th at  it  r eq u ir es  n o   p r o d u ct  tag g i n g .   Ho w e v er ,   it  f ac es  s ig n i f ica n t  ch al len g es,  i n cl u d in g   h i g h   co m p u tatio n al  d e m a n d ,   s en s iti v it y   to   ite m   o r ien tatio n ,   an d   f ail u r e  in   ca s e s   o f   o cc lu s io n   ( w h e n   o n e  ite m   b lo ck s   th e  v ie w   o f   a n o th er )   [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ] .   A r ch i t e ct u r al   c o n s i d e r at i o n s   a r e   a l s o   a   k ey   r e s ea r ch   t o p i c .   W h i le   m an y   p r o t o ty p es ,   in c lu d in g   S E L L A ,   u s e   an   o n - b o a r d   a r ch it e c tu r e   f o r   p r o c e s s in g ,   o th e r s   ex p l o r e   c l o u d - b a s e d   m o d el s .   A   s tu d y   b y   A l - Fu q ah a   e t   a l.   [ 2 2 ]   d i s cu s s es   th e  b r o a d e r   im p li c a t i o n s   o f   cl o u d - I o T   i n t eg r a t i o n   f o r   d at a   an aly t i cs   an d   s c al a b il i ty .   A   c l o u d - b a s e d   s m a r t   c a r t   c o u l d   o f f l o a d   h e av y   c o m p u t a ti o n   a n d   en a b l e   p o w e r f u l ,   f l ee t - w i d e   an a ly t ic s   f o r   r e ta i l e r s   [ 2 3 ] .   W h ile  t h ese  f o u n d atio n al   w o r k s   ar e  s ig n i f ica n t,  t h e y   o f te n   lea v e  cr itical  q u esti o n s   u n an s w er ed   r eg ar d in g   r ea l - w o r ld   p er f o r m a n ce .   Ke y   li m itatio n s   ac r o s s   m an y   s t u d ies  i n cl u d e  a  lack   o f   r ep o r ted   UI   laten c y ,   C P U / m e m o r y   o v er h ea d ,   o r   d e tailed   R FID   r ea d - r ate  an al y s is   u n d er   v ar y i n g   co n d itio n s .   T h e  SEL L A   s y s te m ,   as  d etailed   i n   t h is   p ap er ,   d is tin g u i s h es  i ts el f   b y   f o cu s in g   o n   a  p u r e  R FID - b ased   ap p r o ac h   to   m i n i m ize   h ar d w ar e  co m p lex it y ,   w h ile  in teg r at in g   a  f u ll y   a u to n o m o u s   p ay m e n t  w o r k f lo w .   Mo s t  cr iticall y ,   w e  ad d r ess   th e  v alid atio n   g ap   b y   p laci n g   a  ce n tr al  f o cu s   o n   t h e  s c ien t if i c  v alid atio n   o f   o u r   s y s te m ’ s   p er f o r m an ce   t h r o u g h   r ep ea tab le,   q u an titati v e  ex p er i m en ts .   T h is   w o r k   b u ild s   u p o n   th e  f o u n d atio n al  co n ce p ts   o f   s y s te m s   lik e  [ 2 4 ]   an d   [ 2 5 ]   b u t  p r o v id es  th e  r i g o r o u s   p er f o r m a n ce   d ata  n ec ess ar y   f o r   as s ess in g   p r ac tical   v iab ilit y .   R ec e n t   ad v an ce s   i n   s m ar t  s h o p p in g   ca r ts   h av e  also   ex p lo r ed   p er s o n alize d   r ec o m m e n d atio n s   to   en h a n ce   cu s to m er   ex p er ien ce   [ 2 6 ] .   T h is   p ap er   in tr o d u ce s   SE L L A ,   a  s m ar t  s h o p p in g   tr o lle y   s y s te m   d esi g n ed   to   f ill  th e s e   g ap s .   T h e  p r im ar y   co n tr ib u tio n s   o f   th is   w o r k   ar e  t h r ee f o ld :   −   A  f u ll y   a u to n o m o u s   s y s te m   ar ch itect u r e :  t h e  d esi g n   an d   i m p le m e n tatio n   o f   a  s el f - co n tai n e d   tr o lley   th a t  h an d le s   ite m   id e n ti f icatio n ,   r ea l - ti m e  b ill in g ,   a n d   o n - b o ar d   p ay m e n t  p r o ce s s i n g   w it h o u t  r elian ce   o n   an y   f i x ed   ch ec k o u t i n f r as tr u ct u r e.   −   A  r i g o r o u s   s cien tific   v a lid ati o n   f r a m e w o r k :  a   d etai led   ex p er im e n tal  m et h o d o lo g y   f o r   ev alu a tin g   t h e  p er f o r m a n ce   o f   s u c h   s y s te m s ,   in clu d i n g   d ef i n ed   m etr ics  f o r   ac cu r ac y ,   laten c y ,   an d   r eso u r ce   u tili za tio n ,   w h ic h   ar e  cr u cial  f o r   ass e s s i n g   p r ac tical  v iab ilit y .   −   A  co m p r e h en s i v e  p er f o r m a n ce   an al y s is :  t h e  p r e s e n tatio n   o f   q u an t itati v e  r esu lts   t h at   v alid ate  th e   s y s te m ’ s   r o b u s t n ess ,   e f f icie n c y ,   an d   ac cu r ac y ,   p r o v id i n g   a  b en ch m ar k   f o r   f u tu r e  r e s ea r ch   i n   th i s   d o m ai n .   T h e  r em a in d er   o f   th i s   p ap er   is   o r g a n ized   as  f o llo w s .   Sectio n   2   d etail s   t h e  p r o p o s ed   s y s te m   ar ch itec t u r e  an d   m e th o d o lo g y ,   in clu d in g   th e  h ar d w ar e  an d   s o f t w ar e  d esig n ,   as  w e ll  as  th e  co r e   o p e r atio n al   alg o r ith m .   Sectio n   3   d escr ib es  th e  ex p er i m en ta l  s etu p ,   p er f o r m an ce   m etr ics,  an d   t h e  p r o ce d u r e  u s ed   f o r   r ig o r o u s   s y s te m   v alid atio n .   I n   s ec tio n   4 ,   w e  p r esen t  an d   d is cu s s   th e  q u an tita tiv e  r es u lts   o f   o u r   ex p er i m en t s ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 26 :  1 84 - 1 95   186   in cl u d in g   a  co m p ar ativ e  an al y s i s   ag ai n s t  p r io r   ar t.  Fin all y ,   s ec tio n   5   co n clu d es  th e  p ap er ,   s u m m ar izi n g   o u r   f i n d in g s   a n d   s u g g esti n g   d ir ec tio n s   f o r   f u t u r e  r esear ch .       2.   SYST E M   ARCH I T E CT U R E   AND  M E T H O DO L O G Y   T h e  SEL L A   s y s te m   i s   en g i n ee r ed   as  an   em b ed d ed   s y s te m   th at  in teg r ate s   h ar d w ar e  an d   s o f t w ar e  i n to   a  co h esiv e,   h i g h - p er f o r m a n ce   u n it.   I t  u tili ze s   a  R asp b er r y   P i  as  th e  ce n tr al  co n tr o ller   to   m a n a g e  p er ip h er al  co m m u n icatio n   a n d   d ata  p r o ce s s i n g   ta s k s   ef f icie n tl y .   T h is   d esig n   en s u r es  lo w - late n c y   p er f o r m a n ce   an d   r eliab le  o p er atio n ,   w h ic h   ar e  cr itical  r eq u ir e m e n ts   f o r   a  d y n a m ic  r etail  en v ir o n m e n t.     2 . 1 .     Sy s t em   o v er v iew   a nd   o pera t io na l f lo w   T h e  s y s te m   is   d es ig n ed   to   b e  in t u iti v e.   A   c u s to m er   b e g in s   b y   au th e n ticati n g   o n   th e  tr o lle y ’ s  to u ch s cr ee n .   As  th e y   p lace   item s   w it h   R FID   tag s   in to   th e  tr o lle y ,   th e y   ar e  au to m atica l l y   d etec ted .   T h e  item ’ s  d etails  ap p ea r   o n   th e  m ai n   s cr ee n ,   an d   t h e  to tal  co s t  is   u p d a ted   in   r ea l - ti m e.   I f   a n   i te m   is   r e m o v ed ,   it s   co s t  i s   s u b tr ac ted   f r o m   t h e  to tal.   Up o n   f i n i s h in g ,   th e  c u s to m er   in itia tes th e  p a y m e n t p r o ce s s ,   w h ic h   g e n er ates a   q u ic k   r esp o n s e   ( QR )   co d e  f o r   m o b il e  p ay m e n t.  T h e  en tire   ar ch ite ctu r e  is   ill u s tr ated   i n   th e  b lo ck   d iag r a m   s h o w n   i n   Fig u r e  1 .           Fig u r e  1 .   B lo ck   d iag r a m   o f   t h e  p r o p o s ed   s y s te m       T h e  o p er atio n al  w o r k f lo w   o f   t h e  SE L L A  ap p licatio n   i s   il lu s tr ated   b y   t h e  f lo w ch ar t  in   Fi g u r e  2 .   T h e  ap p licatio n   in itiate s   w ith   a  l o g in   w i n d o w   w h er e  th e  u s e r   is   r eq u ir ed   t o   au th en tica te.   Up o n   s u cc ess f u l   au th e n tica tio n ,   th e  u s er   g ai n s   ac ce s s   to   th e  m ai n   ap p licatio n   w i n d o w ,   w h ich   f u n ctio n s   as  th e  p r i m ar y   p o in t - of - s ale  ( P OS)   in ter f ac e.   T h e  s y s te m   co n ti n u o u s l y   r ea d s   th e  R FID   d ata  f r o m   p r o d u cts  s ca n n ed   b y   th e  r ea d er ,   id en ti f ies  th e  co r r esp o n d in g   i te m s   i n   its   d atab ase,   an d   a d d s   th e m   to   th e  s h o p p in g   ca r t.  T h e  to tal   p r ice   is   ca lcu lated   an d   d is p la y ed   in   r e al - ti m e.   T h e  u s er   ca n   th e n   p r o ce ed   to   p ay m e n t,  w h ic h   co n f ir m s   a n d   r ec o r d s   th e  tr an s ac tio n   in   t h e  d atab ase.     A d d itio n al l y ,   t h e  ap p licatio n   allo w s   t h e  u s er   to   s et  a  s p en d in g   b u d g et,   ad d   ite m s   th at  r eq u ir e  w ei g h in g ,   a n d   d is p la y   s u p p lem en tar y   i n f o r m atio n   ab o u t  t h e  p r o d u cts.  Fu r th er m o r e,   t h e  s y s te m   m o n ito r s   th e   p r esen ce   o f   R FID   ta g s   a n d   a u to m at icall y   r e m o v es  p r o d u ct s   f r o m   th e   ca r t  if   a   tag   is   w i th d r a w n   f r o m   t h e   s ca n n i n g   zo n e .     2 . 2 .     H a rdwa re   a rc hi t ec t ure  a nd   co m po nent  j us t if ica t io n   T h e  s y s te m ’ s   h ar d w ar e  co m p o n en t s   w er e  s elec ted   to   b alan c e  p er f o r m an ce ,   p o w er   co n s u m p tio n ,   an d   co s t.  T h e  co r e  c o m p o n e n ts   ar e   in ter co n n ec ted   as s h o w n   i n   th e  s y s te m   s ch e m atic  ( Fi g u r e  3 ) .   −   C en tr al   p r o ce s s in g   u n it  ( R asp b er r y   P i  4   Mo d el  B ) :  a   R asp b er r y   P i  4   ( 4   GB   R A M)   w a s   c h o s en   o v er   les s   p o w er f u l  s i n g le - b o ar d   co m p u t er s   o r   m icr o co n tr o ller s   d u e  to   its   ab ilit y   to   r u n   a  f u l l - f led g e d   L in u x   OS,   s u p p o r t  th e  s o p h i s ticated   P y Qt  g r ap h ical  f r a m e w o r k   s m o o th l y ,   a n d   h a n d le  m u lti - t h r ea d ed   p r o ce s s in g ,   w h ic h   is   es s en tial f o r   o u r   ap p licatio n .   −   UHF  R FID   s u b s y s te m :   a.   R ea d er   m o d u le:  a   m o d u le  R 2 0 0   UHF  r ea d er   o p er atin g   in   t h e  8 4 0 - 9 6 0   MH z  b an d .   I t  s u p p o r ts   th e  I SO  1 8 0 0 0 - 6 C /EP C   C 1 G2   p r o to co l  an d   co m m u n icate s   w it h   th e  R asp b er r y   P i  v ia  a  USB - to - s er ial  in ter f ac e  at  1 1 5 2 0 0   b p s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         S E LL A :   A n   I o T - b a s ed   s ma r t sh o p p in g   tr o lley  w ith   r ea l - time  R F I D  tr a ck in g   a n d   …   ( Ha d j Zerr o u ki )   187   b.   An te n n a:   a   p ass i v e  UH F  ce r a m ic  a n te n n a  w i th   3   d B i  g ai n   an d   r i g h t - h a n d   cir cu lar   p o lar izatio n   ( R HC P ) .   I t  is   o p ti m ized   f o r   r e ad in g   u p   to   5 0   tag s   p er   s ec o n d   at  a  d is tan ce   o f   u p   to   1   m et er ,   w h ich   is   n ec ess ar y   to   co v er   th e  en tir e  v o lu m e  o f   a  s h o p p in g   b ask e t,  an d   its   r o b u s t  an ti - co llis io n   p r o to co l   ( E P C   Gen 2 ) ,   en ab lin g   t h e  s i m u lta n eo u s   d etec tio n   o f   d o ze n s   o f   ite m s .   c.   T ag s :  p ass i v e  E P C   Ge n 2   UHF   tag s   m ad e  f r o m   co ated   p ap er .   E ac h   ta g   s to r es  a   9 6 - b it  E P C   an d   h a s   a  d ata  r eten tio n   li f e  o f   1 0   y ea r s .   −   User   i n ter f ac e  ( 7 - in c h   L C D  to u ch s cr ee n ) :  a   h i g h - r eso l u tio n   ( 8 0 0 × 4 8 0 )   ca p ac itiv e  to u ch s cr ee n   p r o v id es   an   in t u it iv e  a n d   m o d er n   u s er   i n ter ac tio n   m ed iu m ,   es s en tial f o r   cu s to m er   ad o p tio n .           Fig u r e  2 .  Flo w c h ar t o f   t h e  p r o p o s ed   s y s te m           Fig u r e  3 .  C ir cu it sc h e m atic  o f   th e  p r o p o s ed   s y s te m     S t a r t L o g i n C r e a t e   A c c o u n t M a i n   A p p l i c a t i o n   P a g e S c a n   R F I D C h e c k   f o r   T i m e o u t   ( P r o d u c t   n o   l o n g e r   d e t e c t e d ) E n t e r   P r o d u c t   W e i g h t E n t e r   B u d g e t T i m e o u t   R e a c h e d ? P r o d u c t   F o u n d   i n   D a t a b a s e ? A d d   P r o d u c t   W e i g h t S e t   a   B u d g e t S e l e c t   a   P r o d u c t D i s p l a y   S e l e c t e d   P r o d u c t   I n f o r m a t i o n P a y m e n t   W i n d o w S a v e   T r a n s a c t i o n E n d U p d a t e   P r o d u c t   L i s t U p d a t e   P r o d u c t   L i s t A d d   t o   D i s p l a y R e m o v e   f r o m   D i s p l a y M o d i f y   D i s p l a y N o Y e s Y e s Y e s Y e s Y e s Y e s N o N o N o N o N o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 26 :  1 84 - 1 95   188   2 . 3 .   So f t w a re   a rc hite ct ure   T h e  s y s te m ’ s   s o f t w ar e,   d ev el o p ed   in   P y t h o n   3 ,   e m p lo y s   a   m u lti - t h r ea d ed   ar ch itectu r e  t o   en s u r e  a   r esp o n s iv e  u s er   i n ter f ac e  a n d   co n cu r r en t b ac k g r o u n d   p r o ce s s in g .   −   Ma in   t h r ea d   ( g r ap h ical  u s er   in ter f ac e   ( GUI )   ev e n t  lo o p ) :  t h i s   th r ea d   i s   ex cl u s iv e l y   r esp o n s ib le  f o r   r u n n i n g   t h e  P y Q t  ap p licatio n   an d   h a n d lin g   al l  u s er   in ter ac tio n s   ( to u c h   e v en ts ,   b u t to n   click s ) .   T h is   s ep ar atio n   p r ev en t s   th e  UI   f r o m   f r ee zi n g   d u r in g   i n p u t/o u tp u t   ( I /O ) - in te n s iv e  o p er atio n s .   −   W o r k er   t h r ea d   ( R FID   p o lli n g ) :  a   s ep ar ate  b ac k g r o u n d   th r ea d   is   s p a w n ed   u p o n   ap p licatio n   s tar t.  I ts   s o le  p u r p o s e  is   to   co n tin u o u s l y   p o l l th e  USB   s er ial  p o r t c o n n ec te d   to   th e  R FID   r ea d er .   T h is   ar ch itectu r e  en s u r es  t h at   th e  R FID   r ea d in g   p r o ce s s   r u n s   in d ep en d e n tl y   a n d   co m m u n icate s   w it h   th e  UI   as y n ch r o n o u s l y   v ia  Qt ’ s   r o b u s t sig n al - an d - s lo t  m ec h an i s m ,   g u ar an teei n g   s y s te m   r esp o n s iv e n es s .     2 . 4 .   Co re   s y s t e m   a lg o rit h m   T h e  co r e  lo g ic  f o r   m a n a g i n g   t h e  s h o p p in g   ca r t  co n te n t s   is   i m p le m e n ted   i n   th e  R FID   w o r k er   th r ea d .   A   s i m p li f ied   p s eu d o co d e  o f   t h e  al g o r ith m   is   p r ese n ted   i n   Fig u r e  4 .   T h e  m ain   is s u e   i s   its   s e n s i tiv it y   to   in ter m itte n t  ta g   r ea d s .   I n   an y   r ea l  R FID   en v ir o n m e n t,  a  tag   th at  is   p h y s icall y   p r esen t  in   t h e  ca r t  m ig h t  n o t  b e  d etec ted   in   ev er y   s in g le  r ea d in g   c y cle  d u e  to :   −   I ts   o r ien tatio n   c h an g i n g   −   T em p o r ar y   o b s tr u c tio n   b y   o t h er   ite m s   ( esp ec iall y   liq u id s   o r   m etal s )   −   R ad io   f r eq u en c y   ( RF )   s ig n al  f l u ctu a tio n s           Fig u r e  4 .  P s eu d o co d e  b lo ck   f o r   R FID   tag   h an d li n g   an d   ca r t u p d ate  lo g i c     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         S E LL A :   A n   I o T - b a s ed   s ma r t sh o p p in g   tr o lley  w ith   r ea l - time  R F I D  tr a ck in g   a n d   …   ( Ha d j Zerr o u ki )   189   T o   av o id   th at  th e   al g o r ith m   i n ter p r ets   a  s in g le   m is s ed   r ea d   as  a  “ r e m o v al, ”   d eletin g   t h e  ite m   f r o m   th e  u s er ’ s   s cr ee n .   I n   t h e  v er y   n ex t  c y cle,   w h en   t h e  ta g   is   r ea d   ag ain ,   it  w o u ld   b e  r e - ad d ed .   T h is   w o u ld   ca u s e   ite m s   to   co n s tan tl y   f lic k er   in   an d   o u t  o f   th e  ca r t  o n   th e  GUI ,   w h ic h   is   u n ac ce p tab le.   T o   s o l v e  th is ,   w e  n ee d   to   in tr o d u ce   a  “ d eb o u n ci n g ”   o r   “ s tab ilit y ”   m ec h a n i s m .   A n   ite m   s h o u ld   o n l y   b e  co n s id er ed   “ r e m o v ed ”   a f ter   it   h as  b ee n   co n s is te n tl y   ab s en t  f o r   s ev er al  co n s ec u t iv e  r ea d in g   cy c les.  T h is   en s u r es  t h at  te m p o r ar y   r ea d   f ailu r es   d o   n o t a f f ec t  t h e  ca r t ’ s   s tate.     2 . 5 .   Sy s t em   co nfig ura t io n a nd   pro t o t y pe  a s s e m bly   T h e  R asp b er r y   P i  o p er atin g   s y s te m   ( OS )   w a s   i n s tal led   u s i n g   t h e  R a s p b er r y   P i  i m ag er   to o l.  S y s te m   co n f i g u r atio n ,   in cl u d in g   n et wo r k   s ettin g s   an d   p er ip h er al  en ab le m en t,  w as  p er f o r m ed   u s i n g   t h e  r asp i - co n f i g   co m m a n d - lin e  u tili t y .   So f t w ar e  p ac k ag es  w er e  k ep t c u r r en t  v ia  s u d o   ap t - g et  u p d ate  an d   d is t - u p g r ad e.   As  ill u s tr ated   i n   Fi g u r e  5 ,   th e   p h y s ical  as s e m b l y   i n v o lv ed   m o u n ti n g   t h e  liq u id   cr y s tal  d i s p la y   ( L C D )   s cr ee n   o n   th e   tr o lle y   h a n d leb ar .   A   c u s to m ,   3 D - p r in ted   en c lo s u r e  w a s   d esi g n ed   to   h o u s e  t h e  R asp b er r y   P i  an d   a  5   V  b atter y   p ac k ,   w h ic h   w a s   af f ix ed   to   t h e  r ea r   o f   th e  s cr ee n   m o u n t.  T h e  R FID   r ea d er   an d   its   a n te n n a  w er e   s tr ateg ical l y   p o s itio n ed   at  th e   b ase  o f   th e  tr o lle y   b ask e t,  an g led   u p w ar d s   to   m a x i m ize  c o v er ag e  w it h in   t h e   b ask et  w h ile  m in i m izin g   s tr a y   r ea d s   f r o m   o u ts id e.               Fig u r e  5 .  P h o to s   o f   th e  f u ll y   a s s e m b led   p r o to ty p e  o n   th e  s h o p p in g   ca r t       2 . 6 .   So f t w a re   im ple m e nta t io n a nd   us er   inte rf a ce   T h e  SEL L A   ap p licatio n   w as   d ev elo p ed   in   P y t h o n ,   lev er a g in g   its   r ic h   ec o s y s te m   o f   li b r ar ies  f o r   r ap id   an d   r o b u s t  d ev elo p m e n t.   P y th o n   w as  s p ec if ica ll y   s elec ted   d u e  to   its   s ea m le s s   i n teg r atio n   w it h   R asp b er r y   P i h ar d w ar e  an d   i ts   ex te n s i v e  s u p p o r t f o r   d ata  p r o ce s s i n g   tas k s .   Fu r t h er m o r e,   t h i s   ch o ice  f ac il itates   f u tu r e  s ca lab il it y   a n d   en s u r es t h e  co d e  b ase  r em ai n s   ea s y   to   m ai n tai n   an d   u p d ate.     2 . 6 . 1 .   G UI  d ev elo p m e nt  w it h P y Q t 5     T h e  g r ap h ical  u s er   i n ter f ac e  w a s   b u ilt  u s i n g   th e  P y Qt5   f r a m e w o r k .   T h is   ch o ice  e n ab led   th e  cr ea tio n   o f   a  m o d er n ,   r esp o n s i v e,   a n d   ev e n t - d r i v en   ap p licatio n .   C o r e  ap p licatio n   w i n d o w s   an d   t h eir   f u n ctio n alitie s   w er e  i m p le m en ted   as  d is tin c t  class e s .   Fo r   e x a m p le,   u s er   in te r ac tio n s   ar e  h a n d led   b y   co n n ec t in g   w id g et   s ig n al s   ( lik e   b u tto n . click ed )   to   cu s to m   P y t h o n   m et h o d s   ( s lo ts ) ,   s u ch   a s   s e lf . lo g i n _ b u t to n . click ed . co n n ec t   ( s elf . h an d le   _ lo g i n ) .     2 . 6 . 2 .  User  inte rf a ce   w o rk f lo w   a nd   f ea t ures     T h e  u s er   in ter f ac e  w o r k f lo w   a n d   its   m ain   f ea t u r es c an   b e  b r o k en   d o w n   a s :   −   L o g i n   a n d   a u t h en t icatio n :  t h e   ap p licatio n   s tar ts   w it h   a  lo g i n   w i n d o w ,   allo w i n g   u s er s   to   au th e n tica te  o r   p r o ce ed   as a   g u est.  Au t h e n tica tio n   lo g ic  q u er ie s   a  lo ca l SQ L i te  d atab ase  to   v er if y   cr ed en t ial s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 26 :  1 84 - 1 95   190   −   Ma in   s h o p p in g   i n ter f ac e:  t h i s   is   th e  p r i m ar y   u s er   d ash b o ar d .   A   Q T ab leW id g et  d is p l a y s   s ca n n ed   p r o d u cts  w it h   co lu m n s   f o r   n a m e,   p r ice,   p h o to ,   an d   q u an tit y .   I te m   d ata  is   p o p u lated   d y n a m icall y   u s i n g   tab leW id g et. s etI te m ( ) .   A   lar g e  d is p lay   s h o w s   t h e  r ea l - ti m e   to tal.   T h e  s cr ee n s h o t  o f   th e  m ai n   w in d o w   d u r in g   s h o p p in g   is   s h o w n   i n   F ig u r e  6 .   −   Au to m a ted   p ay m e n t  p r o ce s s :  t h e  p a y m e n t  w i n d o w   is   tr ig g e r ed   b y   th e  u s er .   I t  d is p lay s   th e  f in al  a m o u n t  an d   g en er ate s   a  u n iq u e  Q R   co d e  b y   e m b ed d in g   a  p a y m en t  UR L   ( e. g . ,   h ttp s : //.. . /s ella? to tal_ p r ice= 3 7 0 . 0 )   in to   a  Q R   i m ag e.   A  “ s a v e  tr an s ac tio n ”   b u tto n ,   co n n ec ted   v ia  s el f . s a v e_ b u tto n . cl ick ed . co n n ec t   ( s elf . s a v eT r an s ac tio n ) ,   co m m i ts   th e  p u r c h ase  d etail s   to   th e  d atab ase.           Fig u r e  6 .  Scr ee n s h o t o f   th e  m a in   w i n d o w   d u r i n g   s h o p p in g       A  li g h t w eig h t  SQ L ite  d atab as e  is   u s ed   to   s to r e   p r o d u ct  in f o r m at io n   ( pr o d u ct  I D,   n a m e,   p r ice,   an d   i m a g e  U R L )   an d   u s er   tr a n s ac t io n   h is to r y   ( r ec eip t  n o ,   ti m est a m p ,   cu s to m er ,   a n d   to tal  p r ice ) .   T h e  h is to r y   tab l e   is   in i tialized   w it h   d ef i n ed   co lu m n s   an d   p o p u lated   u p o n   s u cc e s s f u l tr a n s ac t io n s ,   ac ce s s ib le  t o   lo g g ed - i n   u s er s .       3.   E XP E R I M E NT A L   SE T UP   AND  P E RF O RM ANCE E V AL UA T I O N   T o   s cien tif ical l y   v al id ate  th e   SEL L A  s y s te m ,   a  s er ies   o f   co n tr o lled   ex p er i m en t s   w er e  d es ig n ed   a n d   ex ec u ted   w it h   d etailed   m et h o d o lo g y   to   en s u r e  f u ll  r ep r o d u c ib ilit y .   T h ese  ex p er i m en ts   f o c u s ed   o n   m o n ito r i n g   cr itical  p er f o r m a n ce   m etr ic s   u n d er   v ar y in g   en v ir o n m en tal   co n d itio n s   an d   u s a g e  s ce n a r io s .   T h e  p r im ar y   o b j ec tiv e  w a s   to   s tr ess - te s t  th e  h ar d w ar e  an d   s o f t w ar e  in te g r atio n   to   en s u r e  r eliab ilit y   in   a  r ea l - w o r ld   r etail  s etti n g .     3 . 1 .    T estbed  a nd   e nv iro n m e nt     Ou r   ex p er i m e n tal  s et u p   is   ch ar ac ter ized   b y   t h e  f o llo w i n g   k e y   asp ec ts :   −   Har d w ar e:  t h e  f u ll y   as s e m b l ed   p r o to ty p e  as  d escr ib ed   in   s ec tio n   2 ,   w it h   all  co m p o n en ts   p r ec is el y   d o cu m en ted   in cl u d in g   m o d el  n u m b er s ,   f ir m w ar e  v er s io n s ,   an d   co n f i g u r atio n   s e tti n g s .   −   T est  i tem s :  a   s et  o f   2 0   d is tin ct   r etail  item s   w er e  u s ed ,   in cl u d in g   p last ic  co n tai n er s ,   ca r d b o a r d   b o x es,  an d   clo th in g   ite m s .   E ac h   w a s   af f i x ed   w it h   an   E P C   Gen 2   U HF  tag .   A   k n o w n   R F - i n ter f er in g   ite m   ( an   a lu m in u m   f o il - w r ap p ed   b o x )   w a s   also   u s ed .   A ll  ite m s   w er e  s y s te m atica ll y   ca talo g ed   w i t h   d i m e n s io n s ,   m ater ials ,   a n d   tag   p lace m en t l o ca tio n s .   −   E n v ir o n m e n t :   t est s   w er e  co n d u cted   in   a  s tan d ar d   in d o o r   lab   en v ir o n m e n t  ( 2 2   °C ,   4 5 %  h u m id it y ) ,   s i m u lat in g   a  r etail  aisl e.   E n v ir o n m e n tal  R F n o i s e  w as  m ea s u r ed   at  - 8 5   d B m   u s i n g   a  s p ec tr u m   an al y ze r .       3 . 2 .    P er f o rm a nce  m et rics     T o   p r o v id e  a  q u an titati v e  ass es s m en t,  t h e  f o llo w i n g   k e y   p er f o r m an ce   i n d icato r s   ( KP I s )   w er e   d ef in ed :   −   T ag   d et ec tio n   a cc u r ac y   ( %):  t h e  p er ce n tag e  o f   co r r ec tly   id e n ti f ied   tag s   o u t  o f   th e  to tal  n u m b er   o f   tag s   p lace d   in   th e  tr o lle y .   A cc u r ac y   =  ( co r r ec t  d etec tio n s   / to tal  tag s )   ×  1 0 0 .   −   R ea d   r an g e  ( c m ) :  t h e  m a x i m u m   d i s tan ce   f r o m   t h e  a n ten n a  at  w h ic h   a  tag   i s   r eliab l y   d etec ted   ( >9 9 %   r ea d   r ate) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         S E LL A :   A n   I o T - b a s ed   s ma r t sh o p p in g   tr o lley  w ith   r ea l - time  R F I D  tr a ck in g   a n d   …   ( Ha d j Zerr o u ki )   191   −   UI   u p d ate  late n c y   ( m s ) :  t h e  t i m e  elap s ed   b et w ee n   a   tag   b ein g   p h y s ical l y   p lace d   in   th e   ca r t  an d   t h e   co r r esp o n d in g   v i s u al  u p d ate  o n   th e  G UI .   T h is   w a s   m ea s u r e d   u s in g   h i g h - s p ee d   v id eo   ca p tu r e  ( 1 2 0   f p s )   an d   f r a m e  a n al y s i s .   −   Sy s te m   r eso u r ce   u ti lizatio n   ( %):  t h e  a v er ag e  C P U  an d   R A M  u s a g e  o f   t h e  R a s p b er r y   P i  d u r in g   ac ti v e  s h o p p in g   s i m u latio n ,   m ea s u r e d   u s in g   t h e  h to p   co m m a n d - li n e  u tili t y   w it h   s a m p li n g   e v er y   5   s ec .     3 . 3 .    E x peri m ent a l  p ro ce du r e   Fo r   ea ch   test   s ce n ar io ,   5 0   tr ial s   w er e   co n d u cted   to   en s u r e  s ta tis tical  s ig n i f ica n ce ,   in cl u d ed :   −   Scen ar io   A   ( b aselin e) :  a d d in g   1 0   n o n - i n ter f er i n g   ite m s   o n e  b y   o n e  ( ea ch   3 0 - s ec o n d ) .   −   Scen ar io   B   ( m u lt i - t a g ) :  a d d in g   all  2 0   item s   s i m u lta n eo u s l y   i n   a  r an d o m ized   ar r an g e m en t.   −   Scen ar io   C   ( i n ter f er e n ce ) :  a d d in g   1 0   ite m s   alo n g   w i th   th e  al u m in u m - w r ap p ed   b o x   p lace d   d ir ec tl y   o v er   th e  an te n n a.   −   Scen ar io   D  ( d y n a m ic  m o v e m en t) :  s i m u lati n g   r ea li s tic  s h o p p in g   co n d itio n s   b y   co n ti n u o u s l y   m o v i n g   ite m s   in   a n d   o u t o f   t h e  ca r t a t v ar y i n g   s p ee d s .   −   Scen ar io   E   ( m i x ed   m ater ial s ) :  t esti n g   w it h   ite m s   co n tai n i n g   l iq u id s   ( w ater   b o ttles ) ,   m etals  ( ca n n ed   g o o d s ) ,   an d   elec tr o n ics to   ev al u ate  p er f o r m a n ce   w it h   ch alle n g in g   m ater ials .   E ac h   tr ial  f o llo w ed   a  s tan d ar d ized   p r o t o co l:   1 )   s y s te m   i n i tializatio n   a n d   ca lib r atio n ,   2 )   b as elin e   n o is e  m ea s u r e m e n t ,   3 )   i te m   p l ac e m en t  ac co r d in g   to   s ce n ar io   s p ec if icatio n s ,   4 )   d ata  co llecti o n   f o r   6 0   s ec o n d s ,  an d   5 )   s y s te m   r eset a n d   v alid a tio n   b et w ee n   tr ial s .  R a w   d ata  i n clu d i n g   ti m esta m p s   a n d   tag   I Ds  w er e  lo g g ed .     3 . 4 .     P ilo t   us a bil it y   ev a lua t io n   T o   v alid ate  th e  u s er - f r ien d l y   d esig n ,   a  p ilo t  u s ab ilit y   s tu d y   w as  co n d u cted   w ith   f i v e  r ep r esen tat iv e   u s er s   ( a g es  2 5 - 5 0 ) .   T h is   h e u r is tic  e v al u atio n   r eq u ir ed   p ar ticip an ts   to   p er f o r m   p r ed e f in ed   tas k s   ( lo g   in ,   ad d /r em o v e  5   u n its ,   s h o w   t o tal,   an d   p r o ce s s   m o ck   p a y m en t) ,   w h ile  u s i n g   t h e  “ th i n k   alo u d ”   p r o to c o l.  Qu alitat iv e  f ee d b ac k   w as  r ec o r d ed ,   an d   th e  s es s io n   co n cl u d ed   w it h   a  q u a n tita tiv e  s y s t e m   u s ab ilit y   s ca le   ( SUS)  q u esti o n n air e.       4.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   4 . 1 .    RF I D  s ub s y s t e m   perf o r m a nce   T h e  R FID   r ea d er ’ s   p er f o r m a n ce   is   cr itical.   Ou r   test s   y ield ed   th e  r e s u lt s   s u m m ar ized   i n   T ab le  1 .   T h e   s y s te m   d e m o n s tr ated   ex ce llen t  ac cu r ac y   ( >9 8 %)  u n d er   n o r m al  co n d itio n s .   As  h y p o th es i ze d ,   th e  p r esen ce   o f   m etallic   m a ter ial  ( Sce n ar io   C )   an d   m i x ed   m ater ials   in cl u d in g   liq u id s   ( Scen ar io   E )   s ig n if ica n tl y   d eg r ad ed   p er f o r m a n ce .   D y n a m ic  m o v e m en t  ( Scen ar io   D)   also   in tr o d u ce d   a  m o d er ate  d ec r ea s e  i n   ac cu r ac y .   T h ese  r esu lt s   co n f ir m   t h at  w h ile  t h e   s y s te m   i s   r o b u s t,  o p ti m al  p e r f o r m an ce   r eq u ir e s   eith er   u s e r   g u id an ce   o n   ite m   p lace m e n t o r   f u t u r e  h ar d w ar e  en h a n ce m en ts   li k e  m u lt i - a n te n n a  ar r a y s .       T ab le  1 .   R FID   p er f o r m a n ce   m etr ics u n d er   d if f er e n t sce n ar io s   M e t r i c / s c e n a r i o   S c e n a r i o   A    ( b a se l i n e )   S c e n a r i o   B    ( m u l t i - t a g )   S c e n a r i o   C     ( i n t e r f e r e n c e )   S c e n a r i o   D     ( d y n a mi c   m o v e me n t )   S c e n a r i o   E     ( m i x e d   m a t e r i a l s)   D e t e c t i o n   a c c u r a c y   9 9 . 6 %   9 8 . 2 %   7 8 . 4 %   9 4 . 7 %   8 9 . 3 %   M e a n   r e a d   t i me   1 5 0   m s   2 1 0   m s   3 5 0   m s   2 4 5   m s   2 8 0   m s   M a x   r e a d   r a n g e   5 5   c m   5 2   c m   3 0   c m   4 8   c m   4 2   c m   S t d .   d e v i a t i o n   ± 2 . 1 %   ± 3 . 4 %   ± 8 . 7 %   ± 5 . 2 %   ± 6 . 8 %       C o m m o n   R FID   p it f all s   o b s e r v ed   d u r in g   tes tin g   i n cl u d ed   tag   s h ad o w in g   ( w h er e  o n e  tag   b lo ck s   an o th er ) ,   s i g n al  ab s o r p tio n   b y   liq u id - co n tai n in g   ite m s ,   a n d   in ter f er en ce   f r o m   m etal  s u r f ac e s .   T h ese  ef f ec t s   ar e   co n s is ten t  w it h   f i n d in g s   f r o m   r ec en t  r esear ch   b y   Do b k i n   [ 2 7 ]   an d   Gr if f i n   et  a l.   [ 2 8 ] ,   w h o   h av e  ex te n s iv el y   d o cu m en ted   R F i n ter f er e n ce   c h alle n g e s   in   r etail  e n v ir o n m en ts .     4 . 2 .    Sy s t em - lev el  perf o r m a n ce   −   S y s te m - le v el  m etr ics ar e  cr u ci al  f o r   ass es s i n g   t h e  r ea l - w o r ld   u s er   ex p er ie n ce   an d   lo n g - ter m   s tab ilit y .   −   UI   u p d ate  l aten c y :  t h e  m ea n   laten c y   w as   m ea s u r ed   to   b e  4 8 5   m s ,   w it h   a  s tan d ar d   d ev iat io n   o f   3 5   m s   ( m in i m u m :  4 2 0   m s ,   m ax i m u m :  5 8 0   m s ) .   T h is   s u b - s ec o n d   r esp o n s e  ti m e  is   p er ce iv ed   b y   u s er s   as  in s ta n ta n eo u s ,   p r o v id in g   a  f l u i d   ex p er ien ce .   −   R eso u r ce   u t ilizat io n :  d u r i n g   ac tiv e  u s e  ( Sce n ar io   B ) ,   th e  s y s te m ’ s   av er a g e  C P U  u ti liza tio n   w as  2 8 %  ( p ea k :  4 5 %),   an d   R A M  u s a g e  w as  3 1 0   MB   ( p ea k :  3 8 0   MB ) .   T h ese  lo w   f i g u r e s   d em o n s tr ate  th e   ef f icien c y   o f   t h e  s o f t w ar e  ar ch itectu r e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 26 :  1 84 - 1 95   192   4 . 3 .    User - ce ntr ic  ev a lua t io n   T h e  p ilo t  u s ab ilit y   s t u d y   y iel d ed   p r o m i s i n g   q u alitati v e  r es u lts .   T h e  f iv e  p ar ticip a n ts   al l  p er f o r m ed   th e  tas k s   s et  w it h o u t  as s i s ta n ce .   T h e  f ee d b ac k   in v ar iab l y   em p h asized   th e  “ i n t u iti v e ”   f ee l  o f   th e  ce n tr al   s h o p p in g   p ag e  a n d   th e  “ clea r   an d   s i m p le ”   p a y m en t  p r o ce s s .   T h e  av er ag e  SUS  s co r e  w a s   8 5 . 5 ,   in   th e  u s ab ilit y   “ e x ce lle n t ”   g r ad e.   T h er e  w a s   o n e  v er y   s m all  ar ea   f o r   i m p r o v e m e n t  id e n ti f ied :  t w o   p ar tici p an ts   s u g g e s ted   th at   th e  co n f ir m atio n   o f   th e  “ r e m o v e  i te m ”   ca n   b e  m ad e  m o r e  ex p licit  w h e n   an   ite m   i s   r e m o v e d   f r o m   th e  ca r t.  T h e  f ee d b ac k   p r o v id es  an   e m p ir ic al  b asis   f o r   th e  clai m   o f   h av in g   m ad e  th e  d esi g n   “ u s er - f r ie n d ly ”   a n d   id en ti f ies  a   clea r   f u t u r e  d ir ec tio n   f o r   r ef i n e m en t o f   t h e  u s er   i n ter f ac e.     4 . 4 .    Co ntr ibu t io n a nd   co m p a riso n w it h prio r  a rt   T h e  n o v elt y   o f   t h e  SE L L A   s y s te m   is   b est  ill u s tr ated   b y   c o m p ar i n g   it  a g ain s t  p r io r   w o r k   o n   k e y   tech n ical  an d   v alid atio n   d i m en s io n s ,   as  s h o w n   i n   T ab le  2 .   T h is   co m p ar is o n   clea r l y   h ig h lig h t s   SEL L A ’ s  co n tr ib u tio n .   I t  is   i m p o r t an t  to   n o te  th at  a  d ir ec t  q u an tita tiv e  p er f o r m an ce   co m p ar is o n   w it h   co m m er cial   s y s te m s   lik e  t h e  Am az o n   Das h   C ar t  [ 2 9 ]   is   ch allen g i n g ,   as  t h eir   d etailed   p er f o r m an ce   m et r ics  an d   o p er atio n al   d ata  ar e  p r o p r ietar y .         T ab le  2 .  C o m p ar ativ e  a n al y s i s   o f   s m ar t tr o ll e y   s y s te m s   F e a t u r e   Y u so f f   e t   a l .   [ 8 ]   P r a d h a n   e t   a l .   [ 1 0 ]   A maz o n   d a sh   c a r t   [ 2 9 ]   S E L L A   ( t h i s  w o r k )   P r o c e sso r   A r d u i n o   R a s p b e r r y   P i   P r o p r i e t a r y   R a s p b e r r y   P i   4   C h e c k o u t   p r o c e ss   C e n t r a l i z e d   N o t   s p e c i f i e d   A u t o n o mo u s   A u t o n o mo u s (Q R   c o d e )   G U I   B a si c   L C D   N o t   s p e c i f i e d   A d v a n c e d   A d v a n c e d   ( P y Q t )   P e r f o r man c e   v a l i d a t i o n   C o n c e p t u a l   B a si c   L i mi t e d   R i g o r o u s  a n d   q u a n t i t a t i v e   U I   l a t e n c y   r e p o r t e d   No   No   No   Y e s (<5 0 0   ms)   R e so u r c e   u sag e   r e p o r t e d   No   No   No   Y e s (CPU ,   R A M )   P a y me n t   i n t e g r a t i o n   No   No   Y e s   Y e s   A n t i - t h e f t   m e c h a n i sm   No   No   W e i g h t   +   v i si o n   R F I D   d e b o u n c i n g   C o st   e st i mat i o n   L o w   M e d i u m   H i g h   M e d i u m       Ho w e v er ,   SEL L A   p r o v id es  a  m o r e  tr an s p ar en t  an d   co s t - ef f ec t iv e  ap p r o ac h   u s in g   o p en - s o u r ce   tech n o lo g ies.  R ec e n t  in d u s tr y   ad v an ce s ,   as  h i g h li g h ted   i n   s y s te m atic  r ev ie w s   o f   I o T   tec h n o lo g ies  f o r   r etail  [ 3 0 ] ,   em p h a s ize  th e  g r o w i n g   i m p o r tan ce   o f   s ea m les s   ch ec k o u t  ex p er ien ce s .   SE L L A ’ s   ap p r o ac h   alig n s   w i th   th ese  tr e n d s   w h ile  o f f er in g   a  m o r e  ac ce s s ib le  i m p le m e n tati o n .     4. 5 .    Securit y   a nd   priv a cy   co ns idera t io ns   I n   o r d er   to   p r o v id e  a  r eliab le  u s er   e x p er ien ce ,   t h e  SE L L A   s o lu tio n   d ep lo y s   a  m u lt i - la y er e d   s ec u r it y   an d   p r iv ac y   ar ch itect u r e.   T h e  m o s t  p r ed o m i n an t  m ea s u r es  in te n d   to   s af eg u ar d   u s er   in f o r m a tio n ,   m a k e   p ay m e n t tr an s ac tio n s   s ec u r e,   an d   o v er co m e  p r iv ac y   i s s u es i n h er en t i n   R FID   tech n o lo g y .   −   User   a u th e n ticatio n :  t h e  s y s te m   s ec u r es  ac ce s s   th r o u g h   a  m an d ato r y   au th e n ticat io n   p r o ce s s .   A   r o b u s t   lo g in   in ter f ac e  ( Fi g u r e  7 ( a ) )   r eq u ir es  a  u s er n a m e  a n d   p ass w o r d   to   v er i f y   u s er   id e n tit y   b ef o r e  g r an t in g   ac ce s s   to   th e  m a in   ap p licatio n   an d   p er s o n al  d ata,   s u ch   as  tr an s ac tio n   h is to r y .   T h is   s er v es  as  th e  p r im ar y   g ate w a y   f o r   p r ev en t in g   u n a u t h o r ized   ac co u n t a cc ess .   −   Secu r e  p a y m e n t  p r o ce s s i n g :  f i n an cia l  tr an s ac t io n s   ar e  s ec u r ed   w ith   a  d y n a m ic,   o n e - ti m e - o n l y   Q R   co d e   p er   p ay m e n t  ( Fig u r e  7 ( b ) ) .   T h is   is   a  n atu r all y   s ec u r e  m ec h an i s m   t h at  d o es  n o t  in v o lv e  s to r in g   o r   tr an s m itti n g   v u ln er ab le  cr ed i t  ca r d   in f o r m atio n   o n   th e   d ev ice  it s el f ,   t h er eb y   r ed u ci n g   t h e  r is k   o f   b r ea ch es  o r   p h y s ical  ca r d   s k i m m i n g .   T h e  tr an s ac tio n   i s   p r o ce s s ed   b y   a  s e c u r e,   ex t er n al  p a y m en t   p r o ce s s o r ,   in   lin e  w it h   cu r r en t - d a y   e - co m m er ce   s ec u r it y   p r a ctice s .   −   Data   p r o tectio n :  s en s iti v e  u s er   in f o r m a tio n ,   i n   p ar ticu lar ,   tr an s ac tio n   h i s to r y ,   is   all  e n c r y p ted   b ef o r e  b ein g   w r itte n   to   th e  lo ca l  SQ L ite  d atab ase.   T h e  s o f t w ar e  au to m at icall y   d elete s   an y   te m p o r ar y   p a y m en t   in f o r m atio n   f o llo w i n g   a  s u cc e s s f u l  tr an s ac t io n   s o   t h at  n o   s en s iti v e  in f o r m at io n   is   m ai n tai n e d   lo n g er   th a n   n ec es s ar y .   −   T ag   p r iv ac y :  t o   s af e g u ar d   s h o p p er   p r iv ac y ,   t h e  s y s te m   i s   co n f i g u r ed   to   r ea d   n o n - p er s o n al  elec tr o n ic   p r o d u ct  co d es   ( E P C s )   o f   p r o d u cts  o n l y .   No   p er s o n all y   id en t if iab le  o r   p er s o n al  in f o r m atio n   r esid es  o r   is   tr an s m itted   b y   t h e  R FID   ta g s .   T h is   d esig n   f ea tu r e  is   co n s i s ten t  w i th   p r iv ac y - p r eser v i n g   ten d en cies  i n   I o T   s y s te m s   a n d   co m p lies   w it h   th e  co n ce r n s   s u r r o u n d in g   R FID   tech n o lo g y   [ 3 1 ] .   T h ese  to g eth er   f o r m   a n   en d - to - en d   s ec u r i t y   ar ch i tectu r e  t h at  n o t  o n l y   s ec u r es  u s er   in f o r m atio n ,   b u t   p ay m e n t  tr an s ac tio n s   to o ,   ad d r ess in g   th e  m o s t  s al ien t  s ec u r it y   co n ce r n s   ev id e n t  in   p r ev aili n g   I o T   r etail  i m p le m en ta tio n s   [ 3 2 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         S E LL A :   A n   I o T - b a s ed   s ma r t sh o p p in g   tr o lley  w ith   r ea l - time  R F I D  tr a ck in g   a n d   …   ( Ha d j Zerr o u ki )   193       ( a)   ( b )     Fig u r e  7 .   SEL L A   s ec u r it y   i n te r f ac e  c o m p o n en ts :   ( a)   u s er   a u t h en t icatio n   a n d   ( b )   s ec u r e  QR   co d e  p ay m e n t       5.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r esen ted   SEL L A,   a  f u ll y   au to n o m o u s   I o T - b ased   s m ar t  tr o lle y   i n teg r ati n g   UHF  R FI D   tr ac k in g ,   a  r e s p o n s i v e  to u ch s cr ee n   i n ter f ac e,   an d   a u to m ated   o n - b o ar d   p a y m e n t.  C o m p r e h e n s i v e  te s ti n g   d em o n s tr ated   h i g h   d etec tio n   ac cu r ac y   ( 9 8 . 2 %),   lo w   UI   la ten c y   ( <5 0 0   m s ) ,   an d   ef f icie n t  r eso u r ce   u s a g e,   ad d r ess in g   t h e  k e y   s h o r tco m i n g s   o f   p r io r   w o r k .   B y   co u p li n g   r o b u s t  h ar d w ar e  d esig n   w it h   a  s tab ilit y - f o cu s ed   s o f t w ar e  ar ch itect u r e,   SEL L A  d eliv er s   a  v alid ated ,   u s er - f r ie n d l y   s o l u tio n   f o r   q u eu e - f r ee   r etail.   Fu t u r e  w o r k   wi l l e x p lo r e  m u l ti - a n te n n a  co n f ig u r atio n s   to   m iti g ate  i n ter f e r en ce ,   in te g r atio n   w it h   r etailer   in v en to r y   s y s te m s ,   an d   lar g e - s ca le  d ep lo y m en t tr i als to   ass es s   s ca lab ilit y   i n   o p er atio n al  en v ir o n m e n ts .   T h e  s y s te m   r ep r esen t s   a  s i g n i f ican t  ad v a n ce m en t  i n   s m ar t  r e t ail  tech n o lo g y ,   o f f er in g   a  s ci en ti f icall y   v alid ated   s o lu tio n   th at  ad d r ess es  b o th   cu s to m er   ex p er ien ce   an d   o p er atio n al  ef f icie n c y .   As  r etailer s   co n tin u e   to   s ee k   in n o v at io n s   th a t  b len d   p h y s ical  a n d   d ig ital   s h o p p in g   ex p er ien ce s ,   s y s te m s   li k e  SEL L A  p r o v id e  a   pr ac tical  f o u n d atio n   f o r   th e  n e x t g e n er atio n   o f   r etail  en v ir o n m en ts .       F UNDIN G   I NF O RM AT I O N   Au t h o r s   s tate  n o   f u n d i n g   i n v o l v ed .       AUTHO R  CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT   T h is   j o u r n al  u s e s   t h e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed i T )   to   r ec o g n ize  in d i v id u a l  au th o r   co n tr ib u ti o n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u te s ,   an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Had j   Z er r o u k i   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓     ✓   ✓   ✓   ✓     Sali m a  A zz az - R ah m a n i     ✓       ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓       ✓     C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y si s   I   :    I n v e st i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i si o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au t h o r s   s tate  n o   co n f lic t o f   i n t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   Data   av ailab ilit y   i s   n o t  ap p licab le  to   th is   p ap er   as  n o   n e w   d ata  w er e  cr ea ted   o r   an al y ze d   in   th i s   s tu d y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.