CN101853442A - 基于物联网技术的多功能餐厅服务*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于物联网技术的多功能餐厅服务***。***包括：中央服务器、点菜功能模块、服务员功能模块、厨师功能模块、无线传感器功能模块。实现了一个管理方便、使用简单的智能化餐厅服务***。***运用了物联网、GPRS、无线传输、图像处理等多种应用技术，具有无线点菜、在线结账、服务员调度、做菜排序、短信预订、账号办理、数据库管理、安全监控等多种功能。本发明解决了餐厅上菜速度不均、管理效率不高及存在安全隐患等问题，具有功能强大、成本低的优点，使餐厅真正意义上的实现智能化、一体化。

Description

基于物联网技术的多功能餐厅服务***

技术领域

本发明涉及一种智能餐厅服务***，具体说涉及一种由中央服务器、面向顾客的点菜***、服务员***、厨师***、基于IEEE802.15.4/ZigBee的无线传感器网络、短信订餐***和智能排序***组成的多功能餐厅服务***。

背景技术

随着人们生活节奏和生活水平的提高，越来越多的人们选择在餐馆就餐。现在很多人都把年夜饭等重大节日的聚餐选择在了餐厅。于是大家对餐饮服务质量的关注也越来越大，餐饮业的竞争也逐步从原先的菜品口味、美食价格等转向服务质量和高效管理的竞争。

众所周知，一个餐厅的服务质量与顾客在餐馆的等菜时间、点菜效率、呼叫服务和安全保障有重要的关系。传统的点菜***普遍存在顾客等菜时间不均，餐馆不能及时地给每位顾客送上菜品，呼叫不及时，订餐不方便和餐厅安全系数低等问题。基于物联网技术的多功能餐厅服务***，通过一定的智能算法对做菜顺序做出排序，利用无线通信技术实现点菜和呼叫服务员功能，利用GPRS技术实现***自动订餐，利用无线传感器网络对餐厅安全实行监控。本发明的使用可以明显提高餐厅的服务质量和管理效率，使餐厅更趋于智能化。这不仅能降低餐馆的人力成本，还能有效提高餐厅的服务档次，增加其营业收入。

市场上现在也出现一些餐厅点菜***，同时，经过专利检索，已有一些利用现代化技术实现的一些点菜装置和***的案例。如200320105374.7、200710072929.5、200920068315.4等多项专利技术。但是，现有的这些技术不具备对做菜顺序进行排序的功能，缺少对餐厅的安全监控，不能真正实现餐厅的智能化。

发明内容

为了克服现有餐厅服务***的诸多不足，本发明提供了一种基于物联网技术的多功能餐厅服务***，整套***整合了物联网、GPRS、人脸检测、无线通信、人工智能、数据库、电子设计、单片机等多种技术，具有无线点菜、在线结账、服务员调度、做菜排序、短信预定、账号办理、数据库管理、安全监控等多种功能。

本发明通过以下技术方案实现，本发明的多功能餐厅服务***包括：中央服务器、点菜功能模块、服务员功能模块、厨师功能模块、无线传感器功能模块。

中央服务器包括：无线信息接受模块、信息处理模块、无线信息发送模块、GPRS处理模块、网络模块、图像处理模块、安全模块和数据库管理模块。

无线信息接收模块接收由点菜功能模块和无线传感器模块发送来的点菜信息和安全数据信息；信息处理模块处理点菜信息和安全数据信息，得到最优做菜排序和安全数据；无线信息发送模块用于将处理得到的最优做菜排序发送给厨师功能模块，发送调度信息到服务员功能模块；GPRS处理模块接收顾客发来的订餐短信，为顾客预留座位，储存顾客信息；网络模块用于经理通过远程网络查看餐厅的营业状况和菜品信息；图像处理模块采集办理会员卡的顾客的肖像信息，并存储；安全模块采集无线传感器模块传来的数据，分析餐厅是否有火灾状况并及时通知顾客，制定出最佳逃生路线；数据库管理模块为前台管理员建立人事档案，为顾客建立消费档案，为员工建立工作档案，存储食物品种信息，存储和处理餐厅营业信息。

菜功能模块包括：触摸屏模块、呼叫模块和无线传输模块。

触摸屏模块用于显示各种信息，给顾客提供一种人机交互的界面；呼叫模块用于呼叫服务员；无线传输模块用于和中央服务器之间传送信息。能实现账号和密码验证、无线点菜、显示所点菜的数量和消费金额、查看账号余额、呼叫服务员及结账等功能。所述功能还能实现在线查看菜的信息和已点的菜名、删除已点菜等功能，并且可浏览餐厅介绍、饮食健康、娱乐信息等。

服务员功能模块包括：数码管显示模块、无线传输模块、提示模块和按键模块。

数码管显示模块显示需要服务的餐桌号和需要上菜的餐桌号；无线传输模块用于和中央服务器之间的信息传送；提示模块含有震动、LED灯和蜂鸣器用于提醒服务员有信息接入；按键模块用于服务员输入信息。所述模块由服务员携带，通过中央服务器统一调度。当有呼叫服务时，***可通过三种方式来提醒服务员，分别是：电机运转产生的振动，亮红灯和蜂鸣器发出的音乐。不同的服务用不同颜色的灯来表示：亮黄灯表示有顾客需要服务，此时数码管显示需要服务的桌号；亮绿灯表示需要服务员去取菜。服务员在收到调度信息后，可通过遥控发送模块向上位机告知自己当前处于空闲还是忙碌状态，以便上位机进行有效调度。

厨师功能模块包括：液晶屏显示模块、无线传输模块和按键模块。

液晶屏显示模块显示经过计算排出的做菜顺序；无线传输模块用于和中央服务器之间的信息传送；按键模块用于厨师输入已做好一道菜。所述功能模块主要用于厨房，实现厨师和中央服务器之间的交互，指导厨师在最短时间内按中央服务器排出的顺序做菜。根据***需要，将厨师分为四个组：热菜组、凉菜组、主食组和汤羹组。不同组的厨师按照各自菜类的排序做菜，厨师可以自由选择查看不同菜类的做菜排序表(采用液晶屏显示)。厨师做好菜后，可告知中央服务器，直至中央服务器应答为止。中央服务器根据顾客的点菜信息及时更新排序，并将排序结果发送给厨师显示***，以达到做菜顺序和点菜顺序的同步，所述功能模块将厨师也纳入到***中。

无线传感器功能模块包括：传感器模块和无线传输模块。

传感器模块为烟雾传感器，用于采集烟雾浓度的数据；无线传输模块用于和中央服务器之间的信息传送。所述功能模块能采集餐厅指定地点的烟雾浓度的数据，并将其传送给中央服务器。中央服务器经过对数据的处理，判断出是否有火灾发生，并制定出最佳逃生路线，将最佳逃生路线发送到顾客终端，使顾客得到最及时的信息。

附图说明

图1是本发明实施例整体***结构图；

图2是本发明实施例中央服务器硬件框图；

图3是本发明实施例中央服务器软件框架图；

图4是本发明实施例中央服务器总体功能框架图；

图5是本发明实施例做菜排序算法流程图；

图6是本发明实施例点菜功能***硬件框图；

图7是本发明实施例点菜功能***软件流程图；

图8是本发明实施例服务员功能模块硬件图；

图9是本发明实施例服务员功能模块软件流程图；

图10是本发明实施例厨师功能模块硬件框图；

图11是本发明实施例厨师功能模块软件流程图；

图12是本发明实施例无线传感器功能模块网络构架。

具体实施方式

参见图1，基于物联网技术的多功能餐厅服务***包括中央服务器、点菜功能模块、服务员功能模块、厨师功能模块、无线传感器功能模块。当顾客来餐厅开账户时，***可通过摄像头实时采集顾客头像，并存储顾客信息。顾客通过点菜功能模块进行点菜，中央服务器接到点菜信息后，利用一套做菜排序算法，可以计算出做菜顺序，并把计算结果传送到厨师功能模块；顾客还可以利用点菜功能模块发送结账请求，中央服务器接到结账请求后，访问数据库并审核顾客账号信息，完成结账操作。在用餐时，顾客可以随时向中央服务器发送呼叫服务员的请求，前台操作员可以在中央服务器上向服务员发送各种服务信息，进行服务员调度。该***还可利用GPRS模块接收顾客的远程预订信息，并向顾客返回短信，告知预留的桌号。该***利用数据库可存储各种信息，并向***管理员提供本地和远程数据库管理界面。同时***利用无线传感器功能模块检测餐厅内安全信息并及时传达给中央服务器。

中央服务器具体实施方式：参见图2的硬件框图，主机采用研祥智能科技有限公司开发的EC5-1719CLDNA嵌入式主板。中央服务器可利用无线模块、遥控模块、摄像头和GPRS终端等模块采集数据，实现各种复杂的功能。GPRS终端用于短信预订，无线模块用于与其他模块的无线通信，无线遥控发送模块用于服务员调度，摄像头用于人脸采集，还可通过网络与远程客户端通信。所述发明在功能强大的硬件基础上搭建了一个结构稳定、分工明确、扩展能力强的多层软件框架，该框架是在微软公司提出的三层架构(UI、BT、DA)的基础上，配上***所需的各种工具软件搭建起来的，如图3所示。中央服务器以VisualStudio2005为编程环境，用C#编程语言实现了一个功能丰富、人机交互良好的软件***，包括顾客账号办理、点菜信息处理、菜谱显示、短信预订、身份验证和数据库管理等功能。每个功能都有一个对应的人机交互界面。中央服务器的总体功能框架如图4所示。***分为客厅中心和管理中心。其中客厅中心包括前厅、后厨、预定、菜谱和账号办理。在前厅中，可查看餐厅中各个餐桌的情况，并能实现服务员的调度；在后厨中，可查看做菜的顺序；在预定中，可显示预定的信息，并能进行接、打电话和短信的查看；在菜谱中，可查看餐厅所有菜谱的信息；在账号办理中，可实现顾客账号的办理，并能完成顾客的对账号的充值。管理中心包括菜谱信息、员工信息、客户信息、营业记录和账务统计。在菜谱信息中，可查找、添加、删除或修改餐厅的菜谱信息；在员工信息中，可查找、添加、删除或修改员工的资料；在客户信息中，可查找、添加、删除或修改客户的资料；在营业记录中，可查找最近几个月的营业记录；在账务统计中，可按年、月或日对餐厅的账务信息进行统计。

做菜排序算法的具体实施方式：为了能够使餐厅运营更有序、做菜顺序更合理、顾客更满意，需要为餐厅的运营过程建立一个数学模型，从而把日常的餐厅运营过程转化为数学处理过程，便于分析、编程和求解。在建模时，考虑到顾客的满意度起决定性作用，模型必须在顾客满意度最大的情况下，计算出合理的做菜顺序。所述发明用人均上菜速度来衡量顾客的满意度。中央服务器通过计算得到每桌人均上菜速度，再选出人均上菜速度最小的一桌，然后优先为其做菜，进而排出最优的做菜顺序。做菜排序算法流程图如图5所示。当k＝1时既刚刚开始做第一道菜开始，计算出各桌的上菜速度，然后计算出各餐桌的人均上菜速度，求出人均上菜速度最小的桌号，然后取出那个餐桌的所点的一道菜排在做菜顺序的第一位，并将该菜从总菜单中排除，这时总菜数减1，同时k+1，进入下一步循环，计算得出第二道菜。直到所有的菜均完成为止，排序完成。

点菜功能模块具体实施方式：点菜功能模块的硬件框图如图6所示。为了更好地实现人机交互，***用一个4.3寸的触摸液晶屏进行显示。由于需要用两个串口进行通信，其中一个串口对液晶屏进行控制，另一个串口通过无线模块EM200D把数据传送给中央服务器，为此本***选用了ATmega128单片机。触摸屏的实现：所述功能模块在确定触摸点的位置时，采用对所采集的地址进行取模的方法。例如：对于一个像素为100×100的液晶屏，将其分成10×10的100个小格。对每个格子进行编号(如第2列第3行记为a2b3)；当***采集到一个地址坐标值(53，72)时，将它们分别对10取模，得到两个数据5和7，从而就能确定这个点所在格子的位置是a5b7。串口传输的实现：所述功能模块采用ATmega128单片机的串口USART0与液晶屏进行通信，采用串口USART1通过无线模块与上位机通信，两个串口的接收和发送均采用中断方式。在通信时，主程序将待发送的数据存储到相应的发送缓冲区，发送中断子程序负责将该数据传送出去，即可完成发送；接收时，接收中断子程序将要接收的数据存储到接收缓冲区，然后主程序将接收缓冲区中的数据取出，即可完成。所述模块软件流程图如图7所示。开始时，顾客输入其账号和密码，若验证通过，屏幕上显示让顾客输入所在餐桌的人数，输入完成后进入***菜单中。***菜单分为点菜、上传菜单、查看余额、餐厅介绍、娱乐笑话、饮食健康、呼叫服务员和结账。其中点菜中，顾客可查看到餐厅的菜谱信息，包括菜品的价格和菜品的介绍，同时顾客可进行点菜，并查看点菜结果，对点菜结果进行修改；在上传菜单中，顾客可将其所点的菜品上传到中央服务器；在查看余额中，顾客可查看当前账号的余额情况；在餐厅介绍中，顾客看了解到餐厅的一些基本情况；在娱乐笑话中，顾客可看一些娱乐笑话，来打发等菜的时间；在饮食健康中，顾客可看到一些饮食中应该注意的问题和一些健康饮食搭配；在呼叫服务员中，顾客可呼叫服务员，是服务员收到消息后前来为你服务；在结账中，顾客可完成此次消费的结账。

服务员功能模块具体实施方式：服务员功能模块的硬件框图如图8所示。所述功能模块选用了ATmega16单片机，利用ATmega16对无线遥控信号进行采集和处理，并控制电机、数码管、LED指示灯来实现各个功能。利用单片机的外部中断功能设置两个开关，服务员通过这两个开关向前台报告自己当前的状态。无线遥控模块的实现：无线遥控模块采用射频发射的形式来进行传输。射频简称RF射频，它是一种高频交流变化电磁波的简称。无线遥控发送模块将电信号用高频电流进行调制，形成射频信号，经过天线发射到空中；无线遥控接收模块将射频信号接收后进行解调，还原成电信号，来达到无线通信的目的。电机运行的实现：所述模块使用直流电机，其工作电压为1.8V～6V。虽然电机在由运行到停止的过程中有个反峰电压，会对单片机造成一定的损坏，但是由于ATmega16单片机的所有I/O口都具有一个缓冲器和与电压无关的上拉电阻，并有保护二极管与VCC和地相连。这些可以保证反峰电压不会对单片机造成影响。因此本***直接采用单片机的端口电压对其进行起停的控制。所述模块软件流程图如图9所示。开始时，模块接收来自中央服务器的遥控信号，判断是否呼叫自己。如果不是，继续等待下一个遥控信号；如果是，则模块上红灯亮，电机运转产生振动并且蜂鸣器响以来提示服务员有消息接收，然后如果黄灯亮，则数码管上显示需要进行服务的餐桌号，如果绿灯亮，则表示去拿菜，数码管上显示要将菜送到所属餐桌的桌号。完成后***又开始等待下一个信号的接入。

厨师功能模块具体实施方式：厨师功能模块硬件框图如图10所示。为实现所述模块的功能，选择ATmega 128单片机作为***处理器，采用液晶屏作为显示界面，同时利用一组按键来选择不同菜类的排序界面，以及向中央服务器传送刚做好的菜类号。串口通信部分同点菜功能模块。所述模块软件流程图如图11所示。开始时，模块接收来自中央服务器的信息，此时红灯亮。当厨师按下K1键，屏幕显示热菜做菜顺序；按下K2键，屏幕显示凉菜做菜顺序；按下K3键，屏幕显示汤类做菜顺序；按下K4键，屏幕显示汤类做菜顺序；按下K5键表示做完一道菜，并通知中央服务器。然后等待中央服务器的信息。

无线传感器功能模块具体实施方式：烟雾传感器选用了Longhorn公司型号为LH-92L的离子感烟探测器。所述功能模块是一个基于ZigBee协议的无线传感器网络，其网络架构如图12所示。一个网络协调器，一个路由器，和四个末端设备形成一个簇树型网络。箭头的方向表示数据传输方向。其中两个末端节点挂接在协调器上，另外两个末端节点挂接在路由器上。在这个网络中，协调器和路由器的硬件一样，由微控制器、无线模块和电源组成。末端设备还带有烟雾传感器，当检测到烟雾时，与协调器相连的两个末端设备直接将数据发送给协调器，而远处的两个节点通过路由器转发给协调器。中央服务器在接受到数据后经过计算判断是否有火灾产生，并计算出最佳逃生路线，及时通知顾客。

Claims (6)

1.一种基于物联网技术的多功能餐厅服务***，包括：中央服务器、点菜功能模块、服务员功能模块、厨师功能模块、无线传感器功能模块，其特征在于：

所述中央服务器包括：无线信息接受模块、信息处理模块、无线信息发送模块、GPRS处理模块、网络模块、图像处理模块、安全模块和数据库管理模块；其中，无线信息接收模块接收由点菜功能模块和无线传感器模块发送来的点菜信息和安全数据信息；信息处理模块处理点菜信息和安全数据信息，得到最优做菜排序和安全数据；无线信息发送模块用于将处理得到的最优做菜排序发送给厨师功能模块，发送调度信息到服务员功能模块；GPRS处理模块接收顾客发来的订餐短信；网络模块用于经理通过网络查看餐厅的营业状况和菜品信息；图像处理模块采集办理会员卡的顾客的肖像信息；安全模块采集无线传感器模块传来的数据，分析餐厅什么地方有火灾状况并通知顾客，制定出最佳逃生路线；数据库管理模块为前台管理员建立人事档案，为顾客建立消费档案，为员工建立工作档案，存储食物品种信息，存储和处理餐厅营业信息；

所述点菜功能模块包括：触摸屏模块、呼叫模块和无线传输模块；其中，触摸屏模块提供顾客点菜时的一种人机交互界面，并且可浏览餐厅介绍、饮食健康、娱乐信息；呼叫模块用于对服务员的呼叫；无线传输模块用于与中央服务器之间的通信；

所述服务员功能模块包括：数码管显示模块、无线传输模块、提示模块和按键模块，用于实现对服务员的调度；

所述厨师功能模块包括：液晶屏显示模块、无线传输模块和按键模块，用于显示从中央服务器传来的最优做菜顺序，并能向中央服务器传送已做完菜的信息；

所述无线传感器功能模块包括：传感器模块和无线传输模块，传感器模块将采集所安放地点的烟雾浓度信息，并由无线传输模块将采集到的数据传送给中央服务器。

2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的多功能餐厅服务***，其特征在于：所述***的GPRS模块，能够支持顾客的短信预定，即顾客通过发送相应短信后，中央服务器在接收到短信后会自动根据顾客提供的人数和时间为其预留座位。

3.根据权利要求1所述的基于物联网技术的多功能餐厅服务***，其特征在于：所述***的网络模块能使餐厅经理通过远程网络查看餐厅各种信息，以便能随时随地掌握餐厅的经营状况。

4.根据权利要求1所述的基于物联网技术的多功能餐厅服务***，其特征在于：所述***的图像处理模块能够利用摄像头采集出顾客头像，并将其储存，用于给顾客办理会员卡。

5.根据权利要求1所述的基于物联网技术的多功能餐厅服务***，其特征在于：所述***的无线传感器功能模块，能够采集相应地点的烟雾数据，传送给中央服务器，通过计算判断是否有火灾，如果有火灾发生就会得出一条最佳逃生路线，发送给顾客。

6.根据权利要求1所述的基于物联网技术的多功能餐厅服务***，其特征在于：所述***的信息处理模块，能够根据顾客的点菜时间、每桌人数，计算出合理的做菜顺序，使每位顾客的等待时间都能达到最小，顾客的满意度最大。

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