智能点单机模拟系统设计

王厚英

（北海职业学院，广西 北海 536000）

0 引言

智能订单是一种全新的无线手持终端，不仅集成了无线网络技术和嵌入式技术，还集成了当前流行的人工智能等技术，主要功能是订购食物、预约、结算、反馈和传递信息，适用于所有主要餐饮业务[1]。它不同于服务员的手动点餐，客户自助点餐的方式可以通过点餐订购后，订购信息立即通过无线网络发送到主服务器，有效地避免手动点餐效率低和餐厅人力不足的问题。

智能点餐系统既可以节省劳动力成本，而又不会失去餐厅必须具备的基本条件，餐饮业已逐渐达成共识，未来从传统餐厅向智能餐厅的转变是不可逆转的趋势。营销模式的多元化，成为未来智能餐厅的重要标准，智能点单机作为智能餐厅的重要代表，未来将成为餐饮业的宠儿。因此，根据市场需求情况，设计的点单机系统具备客户简易操作下单、下单信息无线传输、服务平台自动接单和打印等功能，满足餐饮进行过程客户的需求及提供更周到的现代化服务，促使该行业的智能发展，同时也为相似服务行业提供了参考性系统服务理念。

1 系统框架设计

本设计采用单片机作为主控芯片，根据芯片端口信号电平的高低变化调用和执行相关程序，利用矩阵键盘模拟触屏点控，ESP8266WiFi 模块传输[2]客户所点菜品，经过C 程序执行信息传输，C sharp 进行菜品总价结算和打印等一系列操作。

在本设计中，单片机最小系统是核心控制器，人机交互实现点餐结算[3-4]。系统框图如图1 所示。

图1 系统框图

本设计的硬件系统主要包括单片机控制系统、矩阵键盘、LCD12864 液晶显示器、ESP8266Wi-Fi 模块无线传输模块等，且C sharp 为底层开发语言，Visual Studio2012 为上位机开发工具。由复位电路、晶振电路、电源部分及芯片STC89C52 单片机构成的小系统作为整个点单系统的主控，接发及处理人机操作的点单信息、控制液晶显示屏工作及与Wi-Fi 模块的通信；液晶显示模块设计主要便于呈现菜谱信息（菜品、价格、销售情况等）、下单信息等；矩阵键盘用于功能切换——人机交互操作界面，客户通过键盘上下键及确定、取消等键，落实点单需求；Wi-Fi 传输在此运用ESP8266 串口模块，通过串口通信与单片机进行信息交互，同时使用通信TCP/IP 协议与上位机Windows Form 桌面应用程序进行通信，通过网络数据流的方式进行数据交互；上位机主要执行数据接收并控制打印机自动打印客户选购的菜单信息。

2 系统实现

系统主要由STC89C52 单片机主控，拓展液晶屏幕模块和Wi-Fi 模块的设计对单片机数据处理和液晶屏幕显示、Wi-Fi 模块数据的传输以及按键的人机交互逻辑等功能的实现。系统硬件样图如2 所示，系统工作程序流程如图3 所示。

图2 点单机系统样图

图3 系统程序流程图

本系统中运用TCP/IP 协议通信于Wi-Fi 模块和上位机Windows Form 桌面应用程序之间，通过网络数据流的方式进行数据交互[5，6]，主要体现在上位机工作中。Windows Form 界面主要包括两个textBox、两个label 和两个Button 控件，两个textBox 用于接收Wi-Fi 模块发送的数据和测试，两个label 用于标签说明，Button 控件用于个人测试时的数据发送的触发事件和单据的打印。打印功能的实现主要基于软件提供的打印组件printd-Dcument、printPreviewDialog。第一个组件的主要功能是为打印功能定义一个实例对象，将输出的数据发送到打印机，第二个组件的功能是显示一个对话框，在打印关联文档时为用户提供预览效果[6，7]。若程序编写无语法错误，程序则自动调出可选择打印机的窗体[6，7]。

本系统设计使用4 个按键，主要执行客户对菜单界面的一系列操作，例如菜单栏中光标上下的移动，对其中某一项菜品的选择或者取消以及选择完毕后将选中的菜品通过Wi-Fi 模块发送到上位机的服务器。

3 仿真测试结果

实验模拟系统功能的测试，测试整个设计的完整性。

首先，液晶显示器显示菜品信息是整个设计的基本功能，矩阵键盘的点击执行功能也是在其有显示信息的基础上进行的，菜品名称以及菜品单价显示如图4 所示。

图4 中所显示的菜品信息为首页，当点击下移按键后，首先显示特殊指示符号“→”充当光标进行移动指示，在点击次数大于4 次后，显示器调用第二页菜品信息，指示光标同时显示在第一行，当然也可以切换从第二页翻页显示至第一页，下移按键的点击次数大于4 次即可实现，如图5 所示。

图4 菜品信息显示

图5 光标与翻页显示

客户通过上下移动按键自行浏览菜品信息，根据自身需求可通过确定/ 取消按键实现对当前菜品的选择与取消，点击按键后液晶显示器通过特殊字符“●”指示已选中的菜品，并将选中的菜品信息发送至Wi-Fi 模块寄存器暂存。显示方式如图6 所示。

图6 已选中显示

经过以上步骤后，菜品信息已经被保存在数组中，通过点击发送按键即可将信息发送至Wi-Fi 模块寄存器暂存。利用串口调试助手检测单片机所发送的数据是否已经通过串口发送成功，助手波特率设置为9600。接受显示如图7 所示。

图7 串口调试助手数据接收

利用网络调试助手，设置网络协议类型为TCP Client，远程主机地址由助手工具自行获取，远程主机端口的设置与上位机服务器端口一致，其余设置保持默认即可，之后点击助手连接按键，打开上位机的服务器即可于助手取得连接。上位机接受数据显示如图8 所示。

图8 网络调试助手数据接收

待上位机数据接收完毕后，若安装有打印机即可打印单据，点击上位机服务器的打印单据按键即可，单据打印完成，至此仿真测试结束。菜品信息打印预览如图9 所示。

图9 打印预览

4 结论

本设计是基于单片机的智能点单机系统，较完整地模拟了智能点单设备的常规功能。点单系统实现了具有可操作性的矩阵按键的人机交互，能够执行相应操作；实现了能够通过液晶显示器较完整的显示常用中文汉字的菜单和价格，以供客户选择参考；Wi-Fi 模块实现了客户与终端服务器之间的交流，即通过对菜单选中后通过按键的方式利用串口通信技术将菜品名称和价格字符发送至Wi-Fi 模块暂时存储，而Wi-Fi 模块作为一个数据存储的中继设备，进而由Wi-Fi 模块将菜品名称和价格信息发送至服务器的应用界面并在界面上加以显示；实现了智能点单设备应该具有的打印功能，服务器接收到客户选择的菜品和价格后，由服务器通过串口驱动打印设备以结算小票的形式将其打印出来。智能点单机的下单、传输、接单和打印等功能都已模拟实现，但是智能点单系统在Wi-Fi 模块的数据接收和发送上依旧存在较大的问题，亟待改机和完善。