论文部分内容阅读
[摘 要]目前已有很多种智能餐饮方案，但是餐馆仍需人工，效率低且易出错。本文提出一个新型智能餐饮解决方案，设计一款智能餐饮系统。该系统使餐饮变得更智能、高效、个性化，让用户得到更好的使用体验。对同类项目的实施有较好的参考作用。
[关键词]餐饮 智能 创新 设计
中图分类号：TM56 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0084-01
一、前言
俗话说“民以食为天”，可见饮食作为人们最基本的需求，至关重要。现代生活的节奏加快使得人们希望能有更高效智能的餐饮出现。人要一日三餐，对饮食的需求十分频繁。据调查，人的一生至少有6000小时花与在吃饭相关的事情上。若将这些时间节省一些出来，可以做很多事情。而且在一些社交场合，饮食的效率还会直接影响事态的进展。为了提升现代人的生活质量和效率，使生活更加便捷和智能化，该方案应运而生。
根据市场调查，目前在国内，虽然市面上已有很多种类的点餐机，但是无线点餐机仍然是由员工手持进行点餐，且设备维修复杂，繁忙时易出故障影响使用。这些产品并没有给人们带来多少便捷，给餐厅增加多少效益，因此很多餐厅使用一段时间后便放弃。国外的一些自动无人餐厅需要很多高科技产品的组合，这些产品技术限制较多，并不适合在我国原样照搬使用应用。可以说餐饮行业里还没有能适用于大范围各类餐厅的智能产品。
该智能餐饮系统的关键在于客户与店方的实时通讯和餐厅数据的处理，省去人工环节。该系统的客户端部分直接由客户来操作，无需呼叫服务员。客户可以进行点餐、退菜、结账等活动。与此同时店方接收到数据并立即处理，将每一桌的实时状态显示在上位机的窗口上，方便查看，达到店方与客户的高效率沟通。上位机支持店铺的智能盘点，将当天的总收入等数据保存于表格文件。该系统可移植，以适应多种不同的餐厅或饭店。客户端存储容量较大，菜谱数据可以灵活调整。店方的菜谱为表格文件，店铺数据一目了然且易于存储。该系统具有科学，高效，人性化的特点，店方方便掌握店内情况，更好的经营。由于系统开发成本低，性价比高，有很大的推广前景。
二、总体方案
系统由客户端，店方接收器和上位机三部分构成。客户端部分体积较小安置在餐桌上，方便客户的操作。采用STM32单片机作控制核心，通过SPI读取SD卡中的菜谱信息，将信息显示在屏幕上，同时不断检测触屏是否按下，根据按下的位置来发送数据。接收器在使用时连接在电脑自带的USB口上，采用STC89C52单片机作为主控芯片，循环检测是否收到数据，若收到则通过USB口发送至PC端。PC端上位机需加载EXCEL表格，之后接收数据显示的菜谱信息是以表格文件中填写的为准。技术的关键是客户端对SD卡的读取以及PC端上位机对EXCEL表格的操作。客户端开启时先读取SD卡，然后寻找菜谱文件并统计菜的数量。若文件数量为零或SD卡损坏，系统会报错提示该客户端无法使用。上位机也会提醒USB连接错误或菜谱文件错误。在完成一天的运行后，店方人员选择“一键盘点”可以将当天数据妥善处理并保存下来。该系统考虑周全，做到了科学，高效，人性化。
三、硬件设计
STM32F103RCT6单片机最小系统是整个客户端的核心部分，它是至关重要的。该单片机具有高性能低功耗特点，ARM Cortex-M3内核，72MHz时钟，满足设计需要。显示和触控均采用ILI93xxTFTLCD。该触屏具有低压应用，低驱动电压，使用方便灵活、维修容易，寿命长等许多优势。采用SD卡读卡器读取信息，通过spi驱动，在不接USB的情况下，单片机可以通过FatFs直接访问SD卡。显示采用ILI93xxTFTLCD。该触屏具有低压应用、低驱动电压、低功耗的特点，节省了大量的能源；显示功能强大，使用方便灵活、维修、更新、升级容易，寿命长。
接收器采用的STC89C52单片机是低电压，高性能的CMOS 8位单片机，兼容标准MCS-51指令系统，有着广泛的应用。接收器直接连USB口，通过USB转串口与PC通信。USB兼容V2.0。通过电平转换，提供 RS232接口。
客户与店方的通讯选用的NRF24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4～2.5GHzISM频段，具有通信速度快的优点，经实测通信距离也比较远。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信頻道可通过程序进行配置。客户端通过硬件SPI电路，接收器通过程序模拟SPI时序控制NRF24L01。模块功耗低，使节能设计更方便。
四、软件设计
客户端与接收器的软件均采用C语言编写，程序具有模块化的特点，方便代码优化和调整。客户端上电后先初始化程序，初始化硬件的连接口。读取SD卡中的菜信息，驱动LCD显示菜谱图片与详细信息，同时不断检测触屏是否按下，根据按下的位置，发送相应数据。店方接收器上电后不断循环检测是否收到数据，若收到则通过串口发送至PC。上位机使用PC作为载体，因此采用Visual Basic编写 ，Visual Basic是一种结构化的、模块化的、面向对象的、包含协助开发环境的事件驱动为机制的可视化程序设计语言，拥有图形用户界面（GUI）和快速应用程序开发（RAD）系统，可以的创建ActiveX控件，功能强大，操作简单，且界面美观。上位机正常工作前要加载EXCEL表格形式的菜谱并打开USB口与接收器的连接。之后接收数据显示的文字是以表格文件中填写的为准。当店铺结束一天的运营后，店主可以“一键盘点”店铺，将当天数据妥善处理并保存于表格文件。
五、系统测试
无线通讯经测试，该系统中客户端与店方所用的通信速率与距离的关系如下：当通信速率为2MB/S时，距离只有15m左右，显然不能在实际的餐厅使用。通信速率为1MB/S，通信距离30m浮动3m。当调整通信速率为250kb/S，距离增至50m左右，符合实际的需要。由于客户端一次发送的数据较少，因此最终选定250kb/S的通信速率。
系统各部分均采用低功耗单片机作为主控芯片，选用功耗较低的器件，在不影响正常工作的条件下设计低功耗电路，最大程度的降低了系统的功耗。经实际测试，客户端的电源电流为10mA，消耗功率33毫瓦左右。接收器功耗只有10毫瓦，符合节能设计的要求。
经多次不同地点的实际测试，该系统适用于小型饭店、酒店、学校食堂、连锁快餐店、旅游餐饮等场合，使用限制条件少，安全实用，用户体验极佳。系统支持的各种餐厅，各项要求可以基本达到。
结论
由于价格低廉使用方便，可大规模产品化销售。下一步将结合云端数据库，建立相应的网站统计大数据，并开发出具有不同功能，适用于不同场所的智能餐饮系统，使各品种之间合理分类，使之成为体系完整的产品。
参考文献
[1] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程.电子工业出版社.2009：978-7-121-07893-4.
[2] 廖义奎.cortex-m3之stm32嵌入式系统设计.中国电力出版社.2012.4：978-7-512-32671-2.
[3] Oreilly.Visual.Basic.2005.A.Developers.Notebook.Apr.2005.
[4] 陸朋.餐饮服务与管理.中国物资出版社.2009-08：978-7-504-73113-5.
[关键词]餐饮 智能 创新 设计
中图分类号：TM56 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0084-01
一、前言
俗话说“民以食为天”，可见饮食作为人们最基本的需求，至关重要。现代生活的节奏加快使得人们希望能有更高效智能的餐饮出现。人要一日三餐，对饮食的需求十分频繁。据调查，人的一生至少有6000小时花与在吃饭相关的事情上。若将这些时间节省一些出来，可以做很多事情。而且在一些社交场合，饮食的效率还会直接影响事态的进展。为了提升现代人的生活质量和效率，使生活更加便捷和智能化，该方案应运而生。
根据市场调查，目前在国内，虽然市面上已有很多种类的点餐机，但是无线点餐机仍然是由员工手持进行点餐，且设备维修复杂，繁忙时易出故障影响使用。这些产品并没有给人们带来多少便捷，给餐厅增加多少效益，因此很多餐厅使用一段时间后便放弃。国外的一些自动无人餐厅需要很多高科技产品的组合，这些产品技术限制较多，并不适合在我国原样照搬使用应用。可以说餐饮行业里还没有能适用于大范围各类餐厅的智能产品。
该智能餐饮系统的关键在于客户与店方的实时通讯和餐厅数据的处理，省去人工环节。该系统的客户端部分直接由客户来操作，无需呼叫服务员。客户可以进行点餐、退菜、结账等活动。与此同时店方接收到数据并立即处理，将每一桌的实时状态显示在上位机的窗口上，方便查看，达到店方与客户的高效率沟通。上位机支持店铺的智能盘点，将当天的总收入等数据保存于表格文件。该系统可移植，以适应多种不同的餐厅或饭店。客户端存储容量较大，菜谱数据可以灵活调整。店方的菜谱为表格文件，店铺数据一目了然且易于存储。该系统具有科学，高效，人性化的特点，店方方便掌握店内情况，更好的经营。由于系统开发成本低，性价比高，有很大的推广前景。
二、总体方案
系统由客户端，店方接收器和上位机三部分构成。客户端部分体积较小安置在餐桌上，方便客户的操作。采用STM32单片机作控制核心，通过SPI读取SD卡中的菜谱信息，将信息显示在屏幕上，同时不断检测触屏是否按下，根据按下的位置来发送数据。接收器在使用时连接在电脑自带的USB口上，采用STC89C52单片机作为主控芯片，循环检测是否收到数据，若收到则通过USB口发送至PC端。PC端上位机需加载EXCEL表格，之后接收数据显示的菜谱信息是以表格文件中填写的为准。技术的关键是客户端对SD卡的读取以及PC端上位机对EXCEL表格的操作。客户端开启时先读取SD卡，然后寻找菜谱文件并统计菜的数量。若文件数量为零或SD卡损坏，系统会报错提示该客户端无法使用。上位机也会提醒USB连接错误或菜谱文件错误。在完成一天的运行后，店方人员选择“一键盘点”可以将当天数据妥善处理并保存下来。该系统考虑周全，做到了科学，高效，人性化。
三、硬件设计
STM32F103RCT6单片机最小系统是整个客户端的核心部分，它是至关重要的。该单片机具有高性能低功耗特点，ARM Cortex-M3内核，72MHz时钟，满足设计需要。显示和触控均采用ILI93xxTFTLCD。该触屏具有低压应用，低驱动电压，使用方便灵活、维修容易，寿命长等许多优势。采用SD卡读卡器读取信息，通过spi驱动，在不接USB的情况下，单片机可以通过FatFs直接访问SD卡。显示采用ILI93xxTFTLCD。该触屏具有低压应用、低驱动电压、低功耗的特点，节省了大量的能源；显示功能强大，使用方便灵活、维修、更新、升级容易，寿命长。
接收器采用的STC89C52单片机是低电压，高性能的CMOS 8位单片机，兼容标准MCS-51指令系统，有着广泛的应用。接收器直接连USB口，通过USB转串口与PC通信。USB兼容V2.0。通过电平转换，提供 RS232接口。
客户与店方的通讯选用的NRF24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4～2.5GHzISM频段，具有通信速度快的优点，经实测通信距离也比较远。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信頻道可通过程序进行配置。客户端通过硬件SPI电路，接收器通过程序模拟SPI时序控制NRF24L01。模块功耗低，使节能设计更方便。
四、软件设计
客户端与接收器的软件均采用C语言编写，程序具有模块化的特点，方便代码优化和调整。客户端上电后先初始化程序，初始化硬件的连接口。读取SD卡中的菜信息，驱动LCD显示菜谱图片与详细信息，同时不断检测触屏是否按下，根据按下的位置，发送相应数据。店方接收器上电后不断循环检测是否收到数据，若收到则通过串口发送至PC。上位机使用PC作为载体，因此采用Visual Basic编写 ，Visual Basic是一种结构化的、模块化的、面向对象的、包含协助开发环境的事件驱动为机制的可视化程序设计语言，拥有图形用户界面（GUI）和快速应用程序开发（RAD）系统，可以的创建ActiveX控件，功能强大，操作简单，且界面美观。上位机正常工作前要加载EXCEL表格形式的菜谱并打开USB口与接收器的连接。之后接收数据显示的文字是以表格文件中填写的为准。当店铺结束一天的运营后，店主可以“一键盘点”店铺，将当天数据妥善处理并保存于表格文件。
五、系统测试
无线通讯经测试，该系统中客户端与店方所用的通信速率与距离的关系如下：当通信速率为2MB/S时，距离只有15m左右，显然不能在实际的餐厅使用。通信速率为1MB/S，通信距离30m浮动3m。当调整通信速率为250kb/S，距离增至50m左右，符合实际的需要。由于客户端一次发送的数据较少，因此最终选定250kb/S的通信速率。
系统各部分均采用低功耗单片机作为主控芯片，选用功耗较低的器件，在不影响正常工作的条件下设计低功耗电路，最大程度的降低了系统的功耗。经实际测试，客户端的电源电流为10mA，消耗功率33毫瓦左右。接收器功耗只有10毫瓦，符合节能设计的要求。
经多次不同地点的实际测试，该系统适用于小型饭店、酒店、学校食堂、连锁快餐店、旅游餐饮等场合，使用限制条件少，安全实用，用户体验极佳。系统支持的各种餐厅，各项要求可以基本达到。
结论
由于价格低廉使用方便，可大规模产品化销售。下一步将结合云端数据库，建立相应的网站统计大数据，并开发出具有不同功能，适用于不同场所的智能餐饮系统，使各品种之间合理分类，使之成为体系完整的产品。
参考文献
[1] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程.电子工业出版社.2009：978-7-121-07893-4.
[2] 廖义奎.cortex-m3之stm32嵌入式系统设计.中国电力出版社.2012.4：978-7-512-32671-2.
[3] Oreilly.Visual.Basic.2005.A.Developers.Notebook.Apr.2005.
[4] 陸朋.餐饮服务与管理.中国物资出版社.2009-08：978-7-504-73113-5.