基于One NET平臺的智能餐廳系統

羅將來　代紅英　嚴炯

摘 要：為了提高餐廳工作效率，減少餐廳人工成本，作者設計了基于One NET平臺的智能餐廳系統。該系統主要采用Arduino單片機作為主控芯片，采用電機作為動力，RFID技術實現餐桌定位，紅外探頭完成尋軌避障，One NET云平臺實現遠程控制。經調測得出，該系統具有電路結構簡單、實用性強、效率高、成本低等優點。

關鍵詞：Arduino單片機;RFID;One NET云平臺

1 系統硬件設計

基于One NET平臺的智能餐廳系統主要由主控芯片、電機驅動模塊、RFID模塊，紅外傳感器模塊、WI-FI模塊以及電源模塊組成。

（1）主控芯片。

主控芯片是由Arduino Nano單片機構成的。Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，它能通過各種各樣的傳感器來感知環境，通過控制燈光、馬達和其他裝置來反饋并影響環境。Arduino Nano是Arduino USB接口的微型版本，可以直接插在面包板上使用。其處理器核心是ATmega168（Nano2.x）和ATmega328（Nano3.0），同時具有14路數字輸入/輸出口（其中6路可作為PWM輸出），8路模擬輸入，一個16MHz晶體振蕩器，一個mini-B USB口，一個ICSP header和一個復位按鈕。

（2）電機驅動模塊。

電機驅動模塊選取的L298N是一款高電流，響應速度快的全橋驅動芯片，相比繼電器而言，在控制電機性能上更加穩定可靠。當電機驅動模塊接收到單片機發出的一個脈沖信號時，電機驅動模塊就會驅動電機按程序所設定的方向進行轉動。頻率的快慢就可以根據需要而定，然后對電機的轉速進行相應的調速。另外在轉速調節的時候應充分考慮電機的脈沖在轉動時的最大轉速，脈沖的頻率應遠大于其最大的轉速，否則電機就可能會因為跟不上脈沖頻率的最大變化而在原地發生抖動。

（3）RFID模塊。

RFID又稱為電子標簽、遠距離射頻卡、射頻標簽等，RFID讀寫器又稱為電子標簽讀寫器、遠距離讀卡器、讀寫器等。電子標簽與讀寫器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間耦合，在耦合通道內根據時序關系實現能量的傳遞和數據的交換。

（4）紅外傳感器模塊。

基于One NET平臺的智能餐廳系統選用TCRT5000型紅外避障模塊，該模塊有一對紅外發射和接收裝置，具有成本低、穩定性好等優點。紅外傳感器的紅外發射二極管不斷發射紅外線，反射的紅外線由接收管接收。若反射較少或沒有反射，光敏三極管一直處于關斷狀態，模塊的輸出端為低電平。當障礙物出現在檢測范圍內時，紅外線被反射且強度足夠大，光敏三極管飽和，此時，模塊的輸出端為高電平，可完成障礙物的識別。

（5）WI-FI模塊。

本系統使用的ESP8266型WIFI模塊支持STA/AP/STA+AP三種工作模式。第一種是STA模式，ESP8266模塊通過路由器連接互聯網，手機或電腦通過互聯網實現對設備的遠程控制。第2種是AP模式，ESP8266模塊作為熱點，實現手機或電腦直接與模塊通信，實現局域網無線控制。第3種STA+AP模式，兩種模式的共存模式，即可以通過互聯網控制可實現無縫切換，方便操作。本項目設計的智能餐廳系統主要是利用ESP8266通過AT指令調試與One NET進行連接，獲取手機APP上的操作指令來對餐廳系統實施相應的控制指令。

（6）電源模塊。

穩定可靠的電源設計是系統穩定運行的關鍵。電源模塊主要為主控芯片、WIFI模塊、電機驅動模塊、紅外傳感器模塊等提供各自所需電壓。主控芯片的正常供電電壓為9V，WIFI供電電壓為5V，電機驅動模塊的電壓為5V，同時要求最大電流為2.5A，這就要求電源模塊內阻和線路電阻必須小于160。為了達到上述要求，采用兩片穩壓芯片，輸入電壓為12V，輸出電壓為5V。

2 系統軟件設計

（1）云平臺創建。

本設計為了實現遠程控制，需要使用到云平臺，云平臺可以免費的進行使用，大大節約成本。在使用云平臺時必須明白整個應用過程，需要進入中移物聯網官網進行云平臺的創建。首先需要在云平臺官網注冊屬于自己的賬號，然后創建設備以及產品，為設配添加APIKEY，創建數據流與應用，然后編輯應用添加一些相關的組件，如按鈕和數據折線圖等。

（2）One NET云平臺設計。

One NET現在對于市場是開放的，擁有很多種協議支持。首先我們在使用云平臺之前需要進行云平臺賬號的注冊，注冊完成之后就可以進行登錄，第一步需要進行產品的創建，在產品創建的過程中最重要的設置傳輸格式，HTTP與EDP。第二步需要進行進行設備的創建，在設備創建完成后還需添加AIKEY。第三步需要進行應用的創建，在本設計中對于應用的編輯主要添加了兩個開關用于機器人命令下發與點餐信息獲取，這樣就時整個控制過程直觀的顯示在了我們OneNet云平臺界面。

（3）Wi-FI模塊連接AT。

Wi-Fi模塊的作用是用于圖片數據的傳輸，通過Wi-Fi模塊無線傳輸數據的功能，實現實時進行機器人狀態的監視。Wi-Fi模塊首先需要進行初始化，它的初始化功能可以通過AT命令達到，在本設計中AT命令會使Wi-Fi連接系統所創建的One Net云平臺。如果AT命令出錯將會導致系統不能正常工作，必須處理好AT命令來完成初始化才能通過Wi-Fi模塊進行數據傳輸。

3 總結

本系統改善了傳統點菜、傳菜的弊端。經調試測試得出，該系統具有電路結構簡單、實用性強、效率高、成本低等優點。