基于物聯(lián)網(wǎng)的餐廳智能就餐系統(tǒng)

郭立淥+馬騰+劉俊峰+楊丹琪

摘 要：智慧餐廳是基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)為餐飲店量身打造的智能管理系統(tǒng)，通過客人自主點餐系統(tǒng)、服務呼叫系統(tǒng)、后廚互動系統(tǒng)、前臺收銀系統(tǒng)、預定排號系統(tǒng)以及信息管理系統(tǒng)等功能顯著節(jié)約用工數(shù)量、降低經(jīng)營成本、提升管理績效。作品以目前比較流行的物聯(lián)網(wǎng)方便生活為設計理念，通過融合Android、Web及Linux平臺下的QT/Embedded等關鍵技術(shù)，并利用標準HTTP協(xié)議使得手機終端，柜員機，網(wǎng)站及服務器三種不同系統(tǒng)平臺實現(xiàn)相互通信，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成功運用到餐飲領域。同時利用STC89C52單片機、ISD1700系列語音芯片并通過MAX232芯片與條碼掃描槍實現(xiàn)串口電路通信，并借住EAN-8條碼小票、微型打印機、LCD液晶屏設計開發(fā)了一套自動叫號系統(tǒng)，結(jié)合RFID讀卡器完成刷卡扣費，通過這些技術(shù)實現(xiàn)餐廳無人智能化操作，改進傳統(tǒng)的餐廳運營模式，讓就餐環(huán)境變得更加舒適便捷。

關鍵詞：就餐系統(tǒng)；Web服務器；嵌入式設備；語音播報

1 作品詳細介紹

1.1 手機客戶端點餐

手機客戶端點餐，迎合年輕人的需求。該App實現(xiàn)菜單瀏覽、購物車管理、訂單號獲取、意見反饋、查看當前餐廳等待人數(shù)、餐廳實時視頻顯示等功能。實時就餐圖片如圖1所示。

1.2 網(wǎng)頁點餐

網(wǎng)頁點餐，方便電腦辦公族。Wap方式實現(xiàn)菜單瀏覽、購物車管理、訂單號獲取、意見反饋、查看當前餐廳等待人數(shù)、餐廳實時視頻顯示功能。圖2所示為就餐實時視頻顯示畫面。

1.3 柜臺機點餐

柜臺機點餐，提供一站式點餐服務?？蓪崿F(xiàn)菜單瀏覽、購物車管理、訂單號獲取、刷卡付費、條碼小票打印、語音提示功能。圖3所示是其條碼小票打印圖。

1.4 打卡機

打卡機，完成已定餐用戶付費。實現(xiàn)查詢已訂餐信息、訂單號模糊匹配查詢、刷卡付費、條碼小票打印、語音提示功能。打卡顯示如圖4所示。

1.5 服務器

服務器后臺可處理業(yè)務及數(shù)據(jù)存儲，包含三張數(shù)據(jù)表和近5 k行代碼，如圖5所示。

2 后廚叫號系統(tǒng)

本模塊為自主研發(fā)專利方案，可通過掃描槍掃描小票條碼，實現(xiàn)自動語音叫號通知、大廳LCD液晶屏信息顯示。此模塊不依賴任何操作系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)，成本低，可方便地移植到各種兒童語音玩具中。如圖6所示。（備注：1.單片機最小系統(tǒng)； 2.串口通信電路； 3.液晶屏顯示電路； 4.語音組合發(fā)音電路； 5.激光掃描搶）

3 工作原理

本系統(tǒng)由三大系統(tǒng)模塊構(gòu)成，如圖7所示。圖8為其系統(tǒng)流程圖。

本系統(tǒng)打卡機可打印條碼，一式兩份，一份留在用戶手中作為取餐憑證，另一份送至后廚供廚師參考。

3.1 數(shù)據(jù)通信

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸主要應用了兩種傳輸方式：一種是串口傳輸，另外一種是網(wǎng)絡文件傳輸。本系統(tǒng)中組件間的傳輸主要存在以下四種：

（1）報號系統(tǒng)：RS 232數(shù)據(jù)（掃描槍數(shù)據(jù)）---> TTL電平（電路板芯片內(nèi)傳輸）。

（2）客戶端與服務器：HTTP協(xié)議。

（3）柜臺機與服務器：HTTP協(xié)議。

（4）網(wǎng)頁與服務器：HTTP協(xié)議，具體如下：

單片機與PC：藍牙；

掃描槍與PC：RS 232接口；

MCU與發(fā)音電路：SPI總線；

視頻服務器與終端：Socket通信。

3.2 外圍功能器件及電路

外圍功能器件及電路包含RFID標簽、讀卡器、激光掃描槍、藍牙模塊、LCD模塊、數(shù)碼管、ARM11、電阻屏、功放電路、微型打印機、攝像頭、智能手機、IC芯片（ISD1700、MAX232、HC-06、STC89C52RC、TDA7052）。

3.3 關鍵技術(shù)

關鍵技術(shù)包含Qt/Embedded、J2EE、數(shù)據(jù)通信與解析、SPI總線、EAN8條碼、SQL模糊匹配查詢、Linux下Mplayer、Tomcat、MJpeg-streamer等開源軟件及嵌入式編程。圖9所示是其硬件結(jié)構(gòu)圖。

4 作品創(chuàng)新點、難點

4.1 創(chuàng)新點

針對用戶量大、服務集中的擁擠就餐環(huán)境，如學生食堂、員工餐廳、快餐店等實現(xiàn)了一套智能化就餐解決方案，作為一個完整系統(tǒng)，從訂餐開始到取餐驗證結(jié)束，給餐廳運營商提供了一套完整的解決方案。

充分挖掘年輕人，特別是學生群體的用戶需求，開發(fā)多終端訂餐，讓訂餐更加人性化。同時讓訂餐也變得時尚和有趣。

條形碼具有簡單方便、信息量大的特點，經(jīng)過對條形碼掃描儀的研究，開發(fā)了一套切實好用的語音報號系統(tǒng)。通過對點餐小票的條形碼信息的讀取識別出客戶的點餐訂餐信息，通過LCD屏幕顯示該信息，并實現(xiàn)語音提示播報。

基于ARM/ Linux硬件處理平臺，利用Qt/Embedded開發(fā)工具，開發(fā)了柜臺機一體化終端，即集訂餐、付費于一體的綜合性智能終端，可提供方便快捷的一站式點餐服務。

4.2 難點

對跨平臺HTTP標準通信協(xié)議進行了深入研究，并設計實現(xiàn)了基于HTTP標準通信協(xié)議的多平臺融合同步通信（ARM/Linux平臺下Qt環(huán)境、移動設備上Android系統(tǒng)環(huán)境以及服務器端平臺的Web應用服務器）。

對基于單片機的多段語音組合錄放系統(tǒng)進行了研究，并完成語音報號硬件電路的設計制作，在此基礎上完成所有代碼的設計，包括對ISD語音芯片內(nèi)部語音尋址，LCD液晶電路，串口通信電路的研究及單片機控制代碼的編寫等。

對Web網(wǎng)絡編程進行詳細研究，基于優(yōu)秀的開源軟件Tomcat及MySQL數(shù)據(jù)庫搭建了后臺Web服務器，并完成所有服務器端代碼的編寫，系統(tǒng)代碼總量超過8 k行。

5 市場前景

該系統(tǒng)能夠有效解決學生食堂中存在的擁擠、無序、等待時間過長等問題，它的優(yōu)勢體在以下幾點：

（1）多種訂餐終端，使得就餐更加便捷、人性化；

（2）實現(xiàn)前臺自動無人化操作，節(jié)省員工人力開支；

（3）就餐流程數(shù)字化管理，有助于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，提高工作效率。

相信隨著該方案的不斷成熟和完善，智慧餐廳將會得到更加廣泛的推廣。

6 比賽團隊獲獎風采照