智慧餐厅系统应用研究

2022-02-22王攀藻赵金库李嫣然胡越洋

物联网技术 2022年2期

王攀藻，赵金库，李嫣然，胡越洋，桂军，朱玲

（四川旅游学院信息与工程学院，四川成都 610100）

0 引言

学校学生中午同时下课，到食堂用餐，人数多而且拥挤，排队花费较多的时间。为了节省学生用餐时间和食堂的运行成本，提出一种智慧餐厅系统方案，该方案基于人工智能、物联网技术和云计算技术，实现智能化售卖，并对大数据进行分析，是一个完整的餐厅运营体系。该方案可减少食堂运营费用，提高利润，并提高学生取餐、结账速度，节省学生用餐时间，提高学生对食堂服务的满意度。

1 智慧餐厅

运用大数据、云计算、物联网和人工智能等现代技术，打造状态感知，全面、高效处理信息和应用方便的新型餐厅形态。智慧餐厅能实现线上订餐、线下取餐，人脸识别或扫码支付，并进行大数据分析，为提升经营管理决策提供支撑，在降低财务管理成本的同时，实现控制食品安全、提高服务质量的目的。

2 系统总体设计

智慧餐厅系统由餐厅智能结算系统、人数统计系统、餐厅监控系统、用户点餐系统、餐厅备菜系统和KMS管理系统等构成。智慧餐厅能提高就餐效率、节省用餐时间、实现经济化管理，降低成本，提升顾客信息化体验。

3 硬件部分

智慧餐厅硬件部分包含视觉结算设备、3D双目视觉客流统计设备、触控一体机KMS（自助线上点餐设备、自助线下取餐设备和后厨备餐设备）及其他自控设备等。

3.1 视觉结算设备

设备可录入各种菜品和餐盘信息，自动识别菜品价格并计价，完成智能付费。设备尺寸为585 mm×300 mm×170 mm，采用电容触控屏，屏幕分辨率为1 920×1 080。设备采用安卓7.1操作系统，选用RK3288主板与Cotex-A17四核处理器，处理器主频为1.8 GHz，拥有2G内存和8G存储空间。设备采用WiFi无线网络或有线网络通信，设备扫码器支持扫描二维码和条形码，采用支付宝摄像头进行人脸识别。

3.2 触控一体机（KMS）系统

设备备餐屏尺寸为536 mm（L）×329 mm（W）×46 mm（H），设备屏幕分辨率为1 920×108，设备耗电量为0.036 kW·h，设备联网方式为WiFi、以太网和蓝牙。

设备叫号屏尺寸为732 mm（L）×432 mm（W）×46 mm（H），设备选用RK3288主板，屏幕分辨率为1 920×1 080，屏幕耗电为0.045 kW·h，设备联网方式为WiFi、以太网和蓝牙，屏幕触摸方式为非触摸。

智能取餐柜（12窗口）总体尺寸为1 330 mm×1 130 mm×460 mm，设备有12个窗口（4行3列），单面开门。设备采用不锈钢304板材，加工后做防指纹处理。设备选用A83操作主板和安卓操作系统。

3.3 POS结算设备

该设备为备用设备，用于人工结账。设备主屏为15.6英寸，分辨率为1 920×1 080，副屏尺寸为381 mm×215 mm×349 mm。设备具有2 GB内存和8 GB存储空间，以及3D结构光摄像头（支付宝）。

3.4 双目视觉客流设备

设备基于智能视频分析原理，跟踪行进轨迹，双向统计（进、出同时识别），标准环境下客流统计准确率为95%。手机和电脑后台可实时看到进入和离开客流数及曲线图，可以调阅历史数据，并提供对比分析。

4 软件系统

软件系统包含人脸识别聚合支付系统、APP/门户餐厅管理系统、后台管理系统、甲乙方管理系统等。对接食药监系统，未来可拓展为供应链系统。系统具有材料分类、原料管理、原料库存管理等基础信息管理功能。对于关键节点（冻库/冰箱等）进行状态监控，如温湿度/开关运行，保证食品安全可控。

5 智慧餐厅系统布局仿真

智慧餐厅系统可划分为多个智能子系统，不同的子系统分布在不同的位置，为了对系统统筹安排，应用仿真软件对各子系统的点位布局进行仿真，如图1所示。

图1 系统点位布局仿真

6 智慧餐厅系统应用

以四川旅游学院智慧餐厅系统应用为例。学生下课到餐厅用餐时，人数统计系统开始工作，系统依靠云服务器内的固定算法对红外探测器传来的数据和线上订餐数据进行统筹分析，统计进出人数、就餐人数、空闲位置数和取餐柜取餐人数，并将分析结果传到显示屏显示，如图2所示。

图2 就餐人数统计系统界面

当学生在餐厅点餐结账时，视觉结算系统能够迅速完成各种菜品、餐具的识别，同时进行报价和结账，通过集成了射频读写装置、显示器和支付系统的自主结账平台，显示用户选择是否有误，并通过语音播报实现二次确认以及引导用户自助支付，过程用时极短，仅需不到3 s的就可以实现自助智能化结算。刷脸支付需把用户人脸与其身份绑定，在支付宝平台和校园一卡通系统中实现无卡支付，解决了传统结算过程中的丢卡、排队时间长等问题，进一步优化了用户的消费体验。人工智能结算系统如图3所示。