基于物联网的餐厅智能就餐系统

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摘 要：智慧餐厅是基于物联网和云计算技术为餐饮店量身打造的智能管理系统，通过客人自主点餐系统、服务呼叫系统、后厨互动系统、前台收银系统、预定排号系统以及信息管理系统等功能显著节约用工数量、降低经营成本、提升管理绩效。作品以目前比较流行的物联网方便生活为设计理念，通过融合Android、Web及Linux平台下的QT/Embedded等关键技术，并利用标准HTTP协议使得手机终端，柜员机，网站及服务器三种不同系统平台实现相互通信，将物联网技术成功运用到餐饮领域。同时利用STC89C52单片机、ISD1700系列语音芯片并通过MAX232芯片与条码扫描枪实现串口电路通信，并借住EAN-8条码小票、微型打印机、LCD液晶屏设计开发了一套自动叫号系统，结合RFID读卡器完成刷卡扣费，通过这些技术实现餐厅无人智能化操作，改进传统的餐厅运营模式，让就餐环境变得更加舒适便捷。

关键词：就餐系统；Web服务器；嵌入式设备；语音播报

1 作品详细介绍

1.1 手机客户端点餐

手机客户端点餐，迎合年轻人的需求。该App实现菜单浏览、购物车管理、订单号获取、意见反馈、查看当前餐厅等待人数、餐厅实时视频显示等功能。实时就餐图片如图1所示。

1.2 网页点餐

网页点餐，方便电脑办公族。Wap方式实现菜单浏览、购物车管理、订单号获取、意见反馈、查看当前餐厅等待人数、餐厅实时视频显示功能。图2所示为就餐实时视频显示画面。

1.3 柜台机点餐

柜台机点餐，提供一站式点餐服务。可实现菜单浏览、购物车管理、订单号获取、刷卡付费、条码小票打印、语音提示功能。图3所示是其条码小票打印图。

1.4 打卡机

打卡机，完成已定餐用户付费。实现查询已订餐信息、订单号模糊匹配查询、刷卡付费、条码小票打印、语音提示功能。打卡显示如图4所示。

1.5 服务器

服务器后台可处理业务及数据存储，包含三张数据表和近5 k行代码，如图5所示。

2 后厨叫号系统

本模块为自主研发专利方案，可通过扫描枪扫描小票条码，实现自动语音叫号通知、大厅LCD液晶屏信息显示。此模块不依赖任何操作系统和存储系统，成本低，可方便地移植到各种儿童语音玩具中。如图6所示。（备注：1.单片机最小系统； 2.串口通信电路； 3.液晶屏显示电路； 4.语音组合发音电路； 5.激光扫描抢）

3 工作原理

本系统由三大系统模块构成，如图7所示。图8为其系统流程图。

本系统打卡机可打印条码，一式两份，一份留在用户手中作为取餐凭证，另一份送至后厨供厨师参考。

3.1 数据通信

本系统的数据传输主要应用了两种传输方式：一种是串口传输，另外一种是网络文件传输。本系统中组件间的传输主要存在以下四种：

（1）报号系统：RS 232数据（扫描枪数据）---> TTL电平（电路板芯片内传输）。

（2）客户端与服务器：HTTP协议。

（3）柜台机与服务器：HTTP协议。

（4）网页与服务器：HTTP协议，具体如下：

单片机与PC：蓝牙；

扫描枪与PC：RS 232接口；

MCU与发音电路：SPI总线；

视频服务器与终端：Socket通信。

3.2 功能器件及电路

功能器件及电路包含RFID标签、读卡器、激光扫描枪、蓝牙模块、LCD模块、数码管、ARM11、电阻屏、功放电路、微型打印机、摄像头、智能手机、IC芯片（ISD1700、MAX232、HC-06、STC89C52RC、TDA7052）。

3.3 关键技术

关键技术包含Qt/Embedded、J2EE、数据通信与解析、SPI总线、EAN8条码、SQL模糊匹配查询、Linux下Mplayer、Tomcat、MJpeg-streamer等开源软件及嵌入式编程。图9所示是其硬件结构图。

4 作品创新点、难点

4.1 创新点

针对用户量大、服务集中的拥挤就餐环境，如学生食堂、员工餐厅、快餐店等实现了一套智能化就餐解决方案，作为一个完整系统，从订餐开始到取餐验证结束，给餐厅运营商提供了一套完整的解决方案。

充分挖掘年轻人，特别是学生群体的用户需求，开发多终端订餐，让订餐更加人性化。同时让订餐也变得时尚和有趣。

条形码具有简单方便、信息量大的特点，经过对条形码扫描仪的研究，开发了一套切实好用的语音报号系统。通过对点餐小票的条形码信息的读取识别出客户的点餐订餐信息，通过LCD屏幕显示该信息，并实现语音提示播报。

基于ARM/ Linux硬件处理平台，利用Qt/Embedded开发工具，开发了柜台机一体化终端，即集订餐、付费于一体的综合性智能终端，可提供方便快捷的一站式点餐服务。

4.2 难点

对跨平台HTTP标准通信协议进行了深入研究，并设计实现了基于HTTP标准通信协议的多平台融合同步通信（ARM/Linux平台下Qt环境、移动设备上Android系统环境以及服务器端平台的Web应用服务器）。

对基于单片机的多段语音组合录放系统进行了研究，并完成语音报号硬件电路的设计制作，在此基础上完成所有代码的设计，包括对ISD语音芯片内部语音寻址，LCD液晶电路，串口通信电路的研究及单片机控制代码的编写等。

对Web网络编程进行详细研究，基于优秀的开源软件Tomcat及MySQL数据库搭建了后台Web服务器，并完成所有服务器端代码的编写，系统代码总量超过8 k行。

5 市场前景

该系统能够有效解决学生食堂中存在的拥挤、无序、等待时间过长等问题，它的优势体在以下几点：

（1）多种订餐终端，使得就餐更加便捷、人性化；

（2）实现前台自动无人化操作，节省员工人力开支；

（3）就餐流程数字化管理，有助于数据的统计和分析，提高工作效率。

相信随着该方案的不断成熟和完善，智慧餐厅将会得到更加广泛的推广。

6 比赛团队获奖风采照