基于機器人的智能餐廳系統

代紅英　劉俊宏　張仁永

摘 要： 本系統是采用平板電腦進行點餐、智能機器人進行自動送餐的智能餐廳系統。平板電腦點餐解決客戶需求流向服務臺，機器人送餐解決服務信息到達客戶手中。系統尋軌式送菜機器人，融合了光電尋軌、自動識別餐桌，語音播報、紅外避障等功能于一體，并可通過wifi與服務臺進行實時通信。

關鍵詞： 智能餐廳;機器人;HT32F1755;RFID

1 總體設計

客人利用餐桌上的平板電腦根據實物照片進行點餐，點餐信息通過wifi通信匯集到服務臺電腦，通過智能處理系統自動將點餐信息發布到廚房顯示屏和機器人，廚師炒的菜由機器人自動送往餐桌。

2 硬件設計

2.1 送餐機器人

該系統采用HT32F1755單片機作為主控芯片，用步進電機作為動力，用人體紅外傳感器避障，用平板電腦與后臺進行通信，用RFID實現餐桌定位，用紅外探頭完成尋軌，系統硬件框圖如圖1所示。

2.1.1 控制MCU

控制MCU采用HT32F1755單片機，該單片機是一款基于ARM Cortex-M3處理器內核的32位高性能低功耗單片機，具有高速、低功耗、超強抗干擾的特點。

2.1.2 循跡檢測

循跡檢測采用光電漫反射傳感器，一只發送、一只接收，是做機器人循跡探頭的不二之選。傳感器的紅外發射二極管不斷發射紅外線，當發射出的紅外線沒有被反射回來，或反射回來但強度不夠大時，光敏三極管一直處于關斷狀態，此時指示二極管處于熄滅狀態;否則光敏三極管飽和，此時指示二極管被點亮。

2.1.3 步進電機驅動

本系統采用LMD18200T驅動器。LMD18200T是NS推出的專用于直流電動機驅動的H橋組件，內部集成了4個DMOS管，組成一個標準的H型驅動橋。通過充電泵電路為上橋臂的2個開關管提供柵極控制電壓，充電泵電路由一個300kHz左右的工作頻率控制。內部保護電路設置的過電流閾值為10A，當超過該值時會自動封鎖輸出，并周期性地自動恢復輸出。如果過電流持續時間較長，過熱保護將關閉整個輸出。

2.1.4 餐盤檢測

餐盤檢測采用光電漫反射傳感器，同循跡檢測類似的電路原理。當餐盤上有物體時，能自動判斷處理。

2.1.5 熱釋紅外傳感器

本系統選用迷你型人體紅外檢測模塊，主要檢測送餐機器人正前方有無人員或障礙物，調整感應距離為0.5m，若前方0.5m處檢測到人體紅外光，則觸發模塊信號送到MCU處理，MCU發送指令操控送餐機器人停止前行，并觸發語音芯片發出“您好，親！服務員正在送餐中，請讓一下路”的提示。

2.1.6 RFID模塊

RFID模塊采用遠距離125K id卡讀卡模塊。該模塊具有讀卡距離遠，解碼能力強，耗電低等特點，并具有較強的環境適應能力，即使有障礙物也能準確定位客人的餐桌，及時將食物送到客戶手中。

2.1.7 觸摸鍵

本系統采用BS816A-1觸摸鍵，支持6個觸摸鍵，使得操作機器人更加方便。

2.1.8 平板電腦

平板電腦采用谷歌NEXUS7。NEXUS7擁有一塊7英寸的IPS顯示屏，屬于標準的小尺寸平板，其分辨率為1024×600;內置安卓4.4版本智能系統，支持無線wifi功能;內置2個1W的立體聲喇叭，在環境相對安靜的條件下比較實用;采用四核ARM Cortex-A9中央處理器;前置攝像頭像素為200萬，后置攝像頭像素為500萬。

2.1.9 接口

控制MCU與平板電腦間的接口電路采用CH9343，它是一個高度集成、低功耗、單芯片全速USB Android Host接口控制芯片，可配置6種擴展接口，用于內置USB設備接口的安卓設備訪問外部組件。

2.2 點餐系統硬件

點餐系統硬件平板電腦采用谷歌NEXUS 7。

2.3 廚房led屏幕

系統選擇帶觸摸的led屏，每做1道菜，就觸摸一下，并將這個菜放置到機器人。觸摸屏顯示器技術是一種新型的人機交互輸入方式，與傳統的鍵盤和鼠標輸入方式相比，觸摸屏輸入更直觀。為滿足市場客戶的需求，已經開發出多點觸摸屏顯示器，配合識別軟件，觸摸屏還可以實現手寫輸入。

2.4 后臺pc

后臺服務pc可根據餐廳的大小，選擇工控機或者普通pc。

3 結語

本系統采用分離點餐與送餐，利用后臺軟件系統監控做菜完成控制點，實現全自動化的餐廳服務系統。系統極大地體現了服務的人性化、智能化，解放人工活動，讓餐廳服務真正走向實用。

參考文獻

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