Cortex-A8和和ZigBee构成的智能餐厅系统构成的智能餐厅系统
本文提出一种基于CortexA8和ZigBee的智能餐厅系统设计方案,构建了无人餐厅模型,系统通过ZigBee无线网络
连接自助点菜终端、PC主机端、网关端、厨房端、送餐车、清洁车等模块,最终实现了通过Web服务器、CGI
接口、云计算平台等方式提供远程订餐服务。
引言
近年来,随着嵌入式技术的迅速发展和开发成本的降低,基于掌上电脑的无线点菜系统正在逐渐替代原有的人工点菜方式
[2]。以嵌入式系统为核心的无线点菜系统以快捷、高效、稳定等优点已迅速在中高端餐饮企业使用。
目前,已有的手持式点菜机多为服务员操作,其无线通信采用多信道跳频通信技术。随着人力成本的提高及客户体验度要求不
断提升,人们希望在更为宽松与私密的空间中就餐,无人餐厅系统应运而生。本设计选择CortexA8平台结合ZigBee组网技术
实现自助点菜系统,除具有一般点菜机的基本功能(如自动送餐、清洁、结算等)外,还可通过WiFi模块及云平台实现手机、
网页及微信订餐业务。
无人餐厅系统实现了顾客与餐厅的互动,为顾客提供了各种菜品和服务信息;同时,餐厅通过后台数据库可以便捷地收集顾客
的意见和建议,从而不断改善服务质量,为最终实现顾客和餐厅的双赢创造条件。利用ZigBee的网络拓扑,还可以实现对餐
厅家电的控制,实现餐厅无线物联化。
1 系统构成
根据系统需求分析,本系统包括:自助点菜终端、PC主机端、网关端、厨房端、载物车、清洁车以及ZigBee无线通信系统。
其中自助点菜终端、网关端和厨房端由CortexA8 DM3730与ZigBee模块构成,ZigBee无线通信是由CC2530组成的星形网
络,作为核心模块的PC主机端利用ZigBee协调器实现与各节点模块的通信。通过QT应用程序编写人机交互界面,SQLite 作
为嵌入式数据库,实现对无线传感网络的控制、管理、存储及查询。智能无人餐厅系统框图如图1所示。
图1 智能无人餐厅系统框图
各模块简要功能如下:
① PC主机端:实时显示餐厅信息,如菜单管理、预定管理、账单管理、用户管理、系统设置、打印账单和查询点菜信息。
② 手持点菜终端:点菜系统分为无预定点菜和预定点菜,可以查看菜品介绍、发送点菜信息、发送送餐及清洁指令。
③ 厨房端:厨房端能显示总台传来的菜品信息,将完成的菜品信息反馈给PC主机端。
④ 网关端:通过搭建Web服务器及CGI接口,可实现手机和网页订餐。
⑤ 送餐车:基于餐厅坐标,通过Dijkstra算法计算出餐桌间的最短路径[3],沿最短路径送餐,提高送餐效率。
⑥ 清洁车:智能两轮洗地机运用两轮和舵机臂的配合可以进行360°全方位的清洗,可以通过ZigBee发送指令或者使用手动模
式进行清理。
⑦ 微信订餐:通过云计算平台、网络服务器及微信公众号可实现微信订餐。
2 硬件平台
本系统嵌入式平台硬件部分的核心采用TI公司CortexA8处理器DM3730,该芯片时钟主频可达到1 GHz,包含丰富的功能外
设。选择UART3与CC2530连接,通过MAX3386进行电平转换,采用CP2102芯片完成UART转USB,由TFT 7寸触屏实现人
机交互。采用DM9000AE网卡芯片实现网络通信,通过RJ45端口与外部网络接口相连。512 MB的MDDR以及512 MB的
NAND Flash共同构成外部存储器。
无线通信传感网络各节点采用TI公司的CC2530,该芯片符合2.4 GHz IEEE 802.15.4协议,内部集成高性能RF收发器与8051
微处理器。可配备TI专有网络协议栈ZStack,加快开发速度。打印机采用DPHT201便携式热敏打印机,提供USB接口,安装
相应的驱动程序即可通过串口输出打印信息。清洁及送餐车模块略——编者注。
3 软件平台
3.1 ZigBee数据通信协议
在ZigBee网络中使用TI公司的ZStackCC25302.3.11.4.0协议,该协议符合ZigBee2007规范,支持多种平台。PC主机端与协
调器之间的通信协议格式如下:
协议帧由64 位组成,协议帧帧头标记为“&&”,帧尾标记“$$”,表示一帧的结束。不足64 位,以“$”符号补齐。
协议帧共包括5个数据域,其中消息源及消息目的中的d、p、c、w、x、f分别表示点菜终端、PC主机端、厨房、网关端、小
车和温控系统;源ID是用来标记点菜终端的ID号,范围为000~999;命令以“@”标记,根据消息源和消息目的不同,表示不