基于PIC32的無線自助點菜系統(tǒng)的實現(xiàn)，包含原理圖及

0.設計摘要

當今社會是信息爆炸的時代，但在絕大多數(shù)餐飲行業(yè)企業(yè)中，通常都還在使用傳統(tǒng)的點菜方式，即客人走進餐廳或者酒吧等場所，服務員就拿著菜單迎上來詢問客人要求客人點菜。這種傳統(tǒng)的點菜方式給顧客帶來了很多的不便，并且需要數(shù)量眾多的服務員，更給企業(yè)的發(fā)展帶來了很大的障礙。智能化設備的引進將有效的減少員工數(shù)量并提高員工工作效率，從而在減少企業(yè)人力成本的同時提升服務質(zhì)量，為企業(yè)的發(fā)展提供強勁的競爭力。

目前餐飲業(yè)中顧客對于餐廳的投訴或不滿,大部分是由于上菜速度太慢或服務人員對于顧客的要求反應不及時。只有操作簡便、服務及時的點菜方式，才能讓顧客滿意，否則即使菜肴、飲品質(zhì)量再好，也會使餐廳服務大打折扣。

本設計目的是為餐飲服務業(yè)提供一款基于PIC32的自助點菜系統(tǒng)——一種不需要服務員的點菜系統(tǒng);除此之外，本系統(tǒng)還為顧客提供催菜、緩菜、查看賬單和呼叫服務員等服務。該點菜系統(tǒng)一方面能減輕服務員的任務，減少服務員的人數(shù)，為商家降低人力成本;另一方面也能為顧客提供更全面和及時的服務，提高顧客消費的便利性、舒適性。

1.系統(tǒng)原理

本系統(tǒng)整合PIC和ZigBee無線通信技術，實現(xiàn)功能齊全方便易用的自助點菜系統(tǒng)。整個系統(tǒng)包括安裝在客人餐桌上的終端和餐廳前臺的上位機，其中終端主要是由PIC單片機和ZigBee的收發(fā)模塊組成，而上位機又與其它的ZigBee的收發(fā)模塊相連接，基本的系統(tǒng)結構框圖如圖1所示?？腿丝梢允褂冒惭b在餐桌上的終端，通過按鍵等輸入設備完成點菜、緩菜、查看賬單和呼叫服務員等服務?？腿舜_認所點的菜肴的時候按下確認鍵，這時候終端系統(tǒng)就會將客人的菜單通過ZigBee無線系統(tǒng)發(fā)送到收發(fā)模塊，收發(fā)模塊再將客人所點的菜單通過串口發(fā)送到廚房和前臺的上位機。

本系統(tǒng)所使用的Digilent Cerebot™ 32MX4開發(fā)板是一個功能強大的微控制器開發(fā)板，可以連接點菜系統(tǒng)中需要用到外圍Digilent Pmod模塊。本課題采用的是TI公司的嵌入式射頻芯片CC2430構建無線局域網(wǎng)絡，實現(xiàn)點菜終端和上位機的通信。通常，可以把安裝在終端上的無線收發(fā)器稱之為子節(jié)點，與上位機相連的收發(fā)器叫做中心節(jié)點。

圖1 點菜系統(tǒng)結構框圖

1.1 ZigBee技術

ZigBee技術在近年來得到了快速的發(fā)展。zigBee工作于868MHz、915MHz、2.4GHz這三個頻段，傳輸速率20-250kbps，傳輸距離為10-100m。由于其低速率、低功耗、低成本、近距離的特點，使得ZigBee技術可以很好的用于本課題設計的無線點菜系統(tǒng)。

ZigBee協(xié)議棧符合OSI體系結構，共分4層。下面兩層，物理層PHY和媒介訪問控制層MAC是由IEEE802.15.4標準定義的。ZigBee規(guī)范在此基礎之上構建了網(wǎng)絡層NWK、應用層APL以及安全服務SSP。ZigBee規(guī)范根據(jù)設備所處的角色定義了三種邏輯設備類型：ZigBee協(xié)調(diào)器(ZigBee Coordinator)、ZigBee路由器(ZigBee Router)和ZigBee終端設備(ZigBee End Device)。

1.2終端點菜流程

終端軟件的點菜流程如圖2所示。上電初始化后，終端上的LCD進入點菜界面，顧客可以根據(jù)菜品分類(特色菜品、冷菜類、熱炒類、湯羹類、特色小吃、飲料等)瀏覽菜單，也可以瀏覽當天的推薦菜品，菜單上顯示菜品的價格和文字介紹等信息。同時，獲知已點菜品的狀態(tài)(未制作、烹制中、等待上菜、已經(jīng)上菜)，還可隨時查看自己的賬單明細。而飯店可根據(jù)當日實際情況更改菜品的狀態(tài)(可點或不可點)和價格。

此外，在整個用餐過程中，可隨時催菜、緩菜、退菜、加菜等操作，并查看菜的制作狀態(tài)和賬單明細，其中顧客的所有操作都是通過安裝在終端上的按鍵來完成。最后，通過前臺打印賬單進行結賬服務。整個過程方便快捷、操作簡單。

圖2 終端點菜流程圖

1.3無線點菜終端

終端設計中充分利用了PIC的片內(nèi)資源，程序可以存儲在片內(nèi)的Flash中，并且片內(nèi)RAM可以用來存儲數(shù)據(jù)，這樣就大大簡化了系統(tǒng)設計難度，節(jié)約了成本。更重要的是，在PIC周圍可以方便的連接上設計所需的外圍器件，主要有以下幾個部分：

1) UART接口用于與移植到CC2430的ZigBee通信模塊進行連接;

2) 16x2字符LCD模塊作為終端的輸出設備，輸入外設為一個2x2的按鍵開關，這些為用戶提供便捷的人機交互界面、良好的操作環(huán)境，利于調(diào)試;

3) SD卡模塊可與PIC32的SPI接口或者GPIO相連接，它用來存儲大容量的餐廳的菜品信息和顧客的點菜信息;

4) 外接專用的調(diào)試電路，可以通過USB接口方便的下載程序和片上調(diào)試;

5) PIC32內(nèi)建USB 2.0 On-The-Go物理層，可以直接與USB Host和USB OTG接口相連，這兩個接口可以用作將來的外設擴展。

其中LCD模塊采用使用一個Samsung KS0066 CD控制器的Sunlike LCD板, 而無線通信模塊則是基于CC2430搭建的ZigBee局域網(wǎng)絡，這些模塊正好利用Cerebot 32MX4開發(fā)板的PMOD擴展接口進行搭建，做到了資源的充分利用。整個無線點菜終端的硬件結構圖如圖3所示：

圖3 終端硬件結構

1.4前臺系統(tǒng)

前臺系統(tǒng)由三部分構成：上位機Visual C界面、無線通信中心節(jié)點板以及打印機。上位機(PC端)用MFC搭建人機交互界面，用于各個桌號菜單賬目統(tǒng)計，并控制打印機打印賬單。Visual C通過串口控件與中心節(jié)點板連接，保持與多個終端的通信。CC2430中心節(jié)點板的串口模塊可直接將接收到的數(shù)據(jù)傳到上位機，并將反饋數(shù)據(jù)傳回各個終端。點菜結束后，顧客可從打印機中得到消費賬單，快捷方便。

2.技術特點

1)靈活高效的PIC32解決方案

PIC32作為一款高性能32位單片機，它是以MIPS32架構為基礎設計的，具有高頻、小芯片尺寸和超低功耗的特點。本課題以PIC32MX460為核心部件，完成并實現(xiàn)了ZigBee無線點菜系統(tǒng)的設計，在終端中，采用PIC32來控制發(fā)射信號的種類和對信號編碼的控制。采用PIC32解決方案，方便靈活的擴展系統(tǒng)，滿足復雜的外設要求。