基于无线通信的点菜系统设计【开题报告】

毕业设计开题报告电子信息工程基于无线通信的点菜系统设计1选题的背景、意义近几年来，人们的生活方式和生活理念随着生活水平的大幅度提高而逐渐发生着变化，在整个社会中，餐饮业占据着举足轻重的位置，因此，被称为中国的黄金产业的餐饮业也拥有了巨大的投资市场[1]。

那么，如何提高餐饮业的服务质量和它的服务速率也成为逐渐成为了大家所关注的问题。

餐饮投资的多元化完全取决于餐饮业的蓬勃发展，大量投入的资本将会大大促进餐饮业的发展，随着信息化建设在各个领域的不断普及，餐饮业中也慢慢注入了一些信息化的因素，因为这些变化，将餐饮业带入了一个计算机管理的时代，这样一来，不仅仅节省了人力的资源，对提高管理和工作效率也有很大的帮助，将我国的餐饮业领入了一个新的信息化的时代[2]。

无线通信技术的一个典型应用就是无线电子点菜系统，它把无线技术运用在了餐饮业当中，这项技术将传统餐饮业中的人工记点菜、收银业务等等全部转移至一部小型的掌中宝上进行操作，通过这个掌中宝，将所有的点菜、加菜、结账业务在行动中就可以进行，就省去了很多服务员走动的时间，在提高工作效率的同时，也提升了服务质量[3]。

2相关研究的最新成果及动态我们国内的无线点餐系统发展还不是很成熟，但是这在国外来说，已经进入了一个崭新的时代。

早在2000年6月15日，微软就正式发布了他们最新一代的嵌入式操作系统Windows CE 3.0，这套嵌入式系统的开发理念就是围绕“任何时间，任何地点”而来的，它是基于32位设备的，具有丰富功能、可靠性能、操作灵活的系统。

当它匹配到PDA上时，可以有效地运用在无线点菜系统当中。

我们国内的这项技术目前只在一些较大的酒店餐饮得到了初步的应用，但是还没有到真正普及的状态，但是我们相信，这项技术的攻破，会使得它在未来的应用更加广泛。

[4]。

无线通信技术被使用在这套系统中，而无线通信功能的实现可以有很多种方法，常见的无线通信技术就有下面的几种[5]：（1）红外技术：是使用最广泛的无线技术，它采用了人眼看不到红外光线传输信息，采用了点对点的连接方式，具有方向性，并且数据在传输的过程中干扰会比较少，速度快，价钱便宜，保密性很好，所以各种遥控器，笔记本电脑等移动设备会广泛的使用红外技术[6]，不过红外技术有它的局限性，它只限于两台设备间的通信，无法构成一个网络在这套系统中，而且红外技术它只是一种视频传输技术，在传输的过程中要求两台设备之间不能有遮挡物，并且它的有效距离比较小，不能在移动设备中使用，所以不适合使用在无线点餐系统中。

（2）蓝牙技术：这是一种短距离的无线通信技术，它采用了无线电射频技术来实现设备之间的无线连接，可以全方位的传送数据，面对网络中各种语音和数据设备，经过无线的形式，连接成一个新的微微网(Piconet)，那么很多个微微网在一起，就可以形成一个分布式网络(Scatternet)，这样可以快速便捷的实现各种设备之间的通信[7]。

这种蓝牙技术语音和数据的传输能力非常的可靠，芯片的尺寸很小，它的应用将来会非常的广泛，不过，同一个微微网能够连接的设备不能超过8个，如果有超过8个设备需要同时进行的时候，就一定要使用两个微微网进行连接，这样做的后果就是网速大大的下降，那么要想在无线点餐系统中使用这项技术，也就不是很现实了。

（3）802．1lb技术：无线局域网的国际标准就是IEEE802．11b技术标准，兼容性好是它最大的优势所在，它只需要在本来的网络上装上AP，就能够提供无线网络服务，这样只要在终端设备上装上无线网卡之后，就可以像有线网络一样访问网络资源了，但是它却省去了很多布线带来的麻烦，可以说是非常的方便快捷。

这种技术的优势在于，具有穿透能力，可以全方位的传送数据，建网速度快，可以组建很多大型的无线网络，并且投资回报比较快，但是这种设备现阶段来说还是比较昂贵的，所以阻碍了它的推广和应用，因此也不是很适合应用在无线点餐系统中，这样会使得成本上升，不能很好的将这套系统进行推广[8]。

（4）微功率短距离无线通信技术：一般会使用数字信号单片射频收发芯片，再加上一些微控制器和少量的外围器件，就能够构成专用或者通用的无线模块。

这种模块使用简单的加密协议，或者它其中本身就包含了简单透明的数据传输协议，用户并不需要对无线通信的原理和工作机制进行很深的了解，只需要按照命令字进行简单操作就可以实现一些最基本的数据传输功能。

由于它的功率小，开发简单快速而且应用很广泛，数据传输的速度和流量都比较小，所以这种技术很适合搭建一些小型的网络，所以在工业，民用领域都得到了广泛的应用[9]。

通过对上面无线通信的集中技术看来，只有微功率短距离无线通信技术比较适合我们即将要做的这套无线点餐系统，并且相对来说它的成本比较低，而且使用的芯片等元器件比较容易找到，易于整个方案的实现。

3课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标1.系统原理：我们的课题想初步研究这套无线点餐系统的原理，主要利用无线模块的发射和接收，将信息反应出来。

将程序模块化处理，在PC上利用SQL Server 2000，创建出一个新的菜单的数据库，数据库可以将菜谱进行简单的分类，比如热菜、冷菜、汤类等等。

这个数据库中的信息，将被51单片机调用，顾客点菜的数据和桌号将由单片机通过NRF2401的无线模块传输到主管理器，然后主管理器将信息显示在电脑显示屏上，电脑上的显示界面，可以利用VB来设计。

而且当顾客用完餐后由主管理器根据所点的菜单将消费总额计算出来方便顾客结账付款。

而各个模块的功能如下[10]：(1)业务选择模块：程序一旦初始化之后，首先就进入选择业务的界面，这个界面包括了开台、点菜、结账三个部分。

只要点击各个模块，程序就会进入相应的分界面。

其中，开台部分包括时间、用餐人数以及桌号等一系列常见的信息；(2)分类点菜界面模块：在业务选择的界面中点击“点菜”后进入该分界面，这个界面一共包括四个部分：热菜、冷菜、主食、汤类等等。

选择以后就会进入相应的界面，点菜之后，会显示所选菜名的价格以及所属分类等信息；(3)已选菜肴状态查询模块：在顾客点餐结束之后，调用已经选择好的菜单，显示出前面所选择的所有菜名以及价格，便于向顾客进行再一次的复述；(4)价格统计模块：在顾客用餐结束之后，将所选菜单的价格进行合计，最后得出总额，并且同时显示时间、桌号、消费总额等信息。

2.系统采用的方法：我们方案的数据传输是利用无线模块进行无线通信。

根据上文的分析看来，我们这套系统选择的是微功率段距离的无线通信技术。

在我们整个点菜系统中，无线通信的任务主要包括下面几个方面[11]：(1)将顾客的就餐位置、点菜分配命令，就餐位置调换命令等业务信息通过无线手持终端上传给服务器；(2)将当天的饭店菜谱信息、结帐信息由服务器下传给无线终端。

由此看来，在整个通信的过程中，服务器和无线终端设备不仅仅是数据发送端也是数据的接收端。

因为在本无线网络中，存在一个主站（服务器终端）和多个从站（各个无线手持终端），所以这个无线通信协议是一个一对多的无线通信协议[12]。

3.系统的工作环境：整个无线通信系统中，无线通信模块的工作频率是433MHZ，数据的传输速率是9600bps。

由于整个系统均工作在单一的载波频率之下，那么想要采用FDMA 技术是不太可能的，整个系统只有一个载波频率；采用随机竞争的方式，由于硬件缺少了检测冲突的机制，所以在经过了权衡之后，就要采取TDMA的方式，即分时多路访问，由于整个系统每次最多的通信数据量是限制在1K以内的，采用了轮换的工作方式[13]。

我们整个系统的工作过程如下：首先服务器端需要向无线手持终端发送一个建链请求，这个请求中要求包含有终端ID，用来询问这个终端是否有数据或者命令要发送；如果收到了该终端的肯定响应回答之后，那么服务器就会和终端进行通信，来接收终端的数据或者向无线终端发送数据，整个通信结束之后就会转到下一个终端的通信并且回到第一步。

其次是无线的手持终端，监听服务器端发送建链请求，如果这个请求当中包含的终端ID和自己的ID完全吻合，那么就开始和服务器进行通信，直到整个通信的结束，谈后再回到第一步；如果这个请求中包含的终端ID和自己的ID不吻合的话，那么就要丢弃这个请求包，继续进行监听；如果这个终端有数据或者命令需要上传的话，那么就和服务器进行通信，一直到通信结束，然后回到第一步；如果这个终端没有数据或者命令需要上传的话，那么就直接返回到第一步。

4.系统的硬件部分[14]：本系统的硬件框图如图1所示:图1系统硬件框图5.系统的软件部分：这套系统的软件部分，主要就是充分利用单片机低功耗的优点，在主程序中，仅仅完成了系统的初始化和开始部分的显示，就进入了低功耗的模式中，整个系统的设计，使得这个系统在绝大多数情况下都是处于低耗能的状态之下的，主程序的流程图如图2所示[15]。

这个系统整个程序都由C语言来完成，分模块进行，在主程序中进行子程序的调用，不仅仅便于调试，调用和修改，而且提高了整个程序的效率，缩短了整个调试周期[16]。

图2 主程序流程图在主程序当中，首先应该关闭关门狗和总中断，这样可以避免在初始化的过程之中，看门狗或者其他的中断程序使得单片机复位，无法完成初始化的任务[17]。

在每一个模块的初始化完成之后，就要打开中断进入低耗能的模式，这个时候只有RAM，端口和寄存器的数据保持，所以功耗保持在最低的状态[18]。

这个时候，如果外部有中断发生的话，CPU就会被唤醒，并且开始执行相对应的操作，完成以后继续进入低耗能的模式状态之下。

整个过程中除了系统本身相应的中断之外，其余时间全部处在低耗能的状态之下，这样一来充分体现了单片机低耗能的优点[19]。

本系统的难点在于程序的编写以及调试，程序的难点主要是数据处理方面的，然后再有就是无线通信方面的，这要求理解清楚无线模块之间的通信协议。

本系统预期达到的目标是顾客可以通过移动点餐器根据菜单进行点菜，然后由单片机将菜单的数据和对应的桌号利用无线通信传输到厨房，厨师根据菜单进行配菜、做菜。

服务员也可以根据菜单传菜，最后收银台可以根据单片机结算的顾客消费金额为顾客结账。

4研究工作详细进度和安排2011年3月5日—2011年4月8日，对整个系统进行详细的分析，完成大体电路的设计；2011年4月9日—2011年4月19日，系统开发、各个模块的代码设计，分模块进行调试；2011年4月20日—2011年4月29日，进行整个系统的调试、修改及优化阶段；2011年4月30日—2011年5月3日，完成整个系统的设计，使得系统可行。

5参考文献[1]夏建军．餐饮管理信息系统的设计与实现[D]．广东：广东工业大学，硕士学位论文，2005年．[2]强磊，吕玉琴．一种无线餐饮点菜系统的设计与实现[A]．北京：北京邮电大学电子工程学院，微计算机应用，2001年7月．[3]王景景．无线点菜系统的设计与实现[A]．海南：海南大学学报自然科学版，2009年3月第27卷第1期．[4]李健．无线点菜系统的研究[D]．天津：天津大学，2004年7月．[5]蔡子裕.基于ARM嵌入式无线点菜系统终端的研究与设计[D].中南大学，硕士学位论文，2008年.[6]无线+美味：无线点餐系统加速餐饮业信息化，|时·讯|札记．[7]于大为，余震虹，李鑫．基于无线通信网络电子餐饮系统的解决方案[A]．无锡：江南大学，科学技术与工程，2008年7月．[8]张东英．基于GSM短消息的无线数据采集系统的设计[D]．鞍山：鞍山科技大学，硕士学位论文，2005年．[9]李玮．采用NRF2401无线收发点菜器系统[A]．电子技术，2007.1．[10]杨金伟，郭勇．无线点菜系统设计[A]．成都：成都理工大学学报（自然科学版），2003年6月．[11]于旭．无线点菜系统及后台数据库设计[A]．中国科技博览，2009年第7期．[12]程继兴，宋健．一种单片机控制的点菜系统[A]．电子工程师，2004年4月．[13]刘爽．基于Visual Basic的小型点餐系统实现．福建电脑，2010年第2期．[14]赖联有，陈仅星，许伟坚．基于ZigBee的无线点餐系统设计[A]．甘肃科技，2010年2月第26卷第3期．[15]刘辉，谢明华，龙英勇．基于Zig Bee技术无线自助点餐系统的设计[B]．自动化技术与应用，2009年第28卷第5期．[16] 李永隆．Windows CEN序设计实务：使用embedded Visual Basic．中国电力出版社．2002．[17] 梁秋妍. 餐饮业无线管理系统终端部分的设计与实现. 天津大学, 2008.[18]Junyi Zhou ·Jing Shi．RFID localization algorithms and applications—a review．J Intell Manuf (2009) 20:695–707DOI 10.1007/s10845-008-0158-5．[19]C. Saygin．Adaptive inventory management using RFID data．(2007) 32: 1045-1051 Int J Adv Manuf Technol DOI 10.1007/s00170-006-0405-x．。