智能點單機模擬系統設計

王厚英

（北海職業學院，廣西 北海 536000）

0 引言

智能訂單是一種全新的無線手持終端，不僅集成了無線網絡技術和嵌入式技術，還集成了當前流行的人工智能等技術，主要功能是訂購食物、預約、結算、反饋和傳遞信息，適用于所有主要餐飲業務[1]。它不同于服務員的手動點餐，客戶自助點餐的方式可以通過點餐訂購后，訂購信息立即通過無線網絡發送到主服務器，有效地避免手動點餐效率低和餐廳人力不足的問題。

智能點餐系統既可以節省勞動力成本，而又不會失去餐廳必須具備的基本條件，餐飲業已逐漸達成共識，未來從傳統餐廳向智能餐廳的轉變是不可逆轉的趨勢。營銷模式的多元化，成為未來智能餐廳的重要標準，智能點單機作為智能餐廳的重要代表，未來將成為餐飲業的寵兒。因此，根據市場需求情況，設計的點單機系統具備客戶簡易操作下單、下單信息無線傳輸、服務平臺自動接單和打印等功能，滿足餐飲進行過程客戶的需求及提供更周到的現代化服務，促使該行業的智能發展，同時也為相似服務行業提供了參考性系統服務理念。

1 系統框架設計

本設計采用單片機作為主控芯片，根據芯片端口信號電平的高低變化調用和執行相關程序，利用矩陣鍵盤模擬觸屏點控，ESP8266WiFi 模塊傳輸[2]客戶所點菜品，經過C 程序執行信息傳輸，C sharp 進行菜品總價結算和打印等一系列操作。

在本設計中，單片機最小系統是核心控制器，人機交互實現點餐結算[3-4]。系統框圖如圖1 所示。

圖1 系統框圖

本設計的硬件系統主要包括單片機控制系統、矩陣鍵盤、LCD12864 液晶顯示器、ESP8266Wi-Fi 模塊無線傳輸模塊等，且C sharp 為底層開發語言，Visual Studio2012 為上位機開發工具。由復位電路、晶振電路、電源部分及芯片STC89C52 單片機構成的小系統作為整個點單系統的主控，接發及處理人機操作的點單信息、控制液晶顯示屏工作及與Wi-Fi 模塊的通信；液晶顯示模塊設計主要便于呈現菜譜信息（菜品、價格、銷售情況等）、下單信息等；矩陣鍵盤用于功能切換——人機交互操作界面，客戶通過鍵盤上下鍵及確定、取消等鍵，落實點單需求；Wi-Fi 傳輸在此運用ESP8266 串口模塊，通過串口通信與單片機進行信息交互，同時使用通信TCP/IP 協議與上位機Windows Form 桌面應用程序進行通信，通過網絡數據流的方式進行數據交互；上位機主要執行數據接收并控制打印機自動打印客戶選購的菜單信息。

2 系統實現

系統主要由STC89C52 單片機主控，拓展液晶屏幕模塊和Wi-Fi 模塊的設計對單片機數據處理和液晶屏幕顯示、Wi-Fi 模塊數據的傳輸以及按鍵的人機交互邏輯等功能的實現。系統硬件樣圖如2 所示，系統工作程序流程如圖3 所示。

圖2 點單機系統樣圖

圖3 系統程序流程圖

本系統中運用TCP/IP 協議通信于Wi-Fi 模塊和上位機Windows Form 桌面應用程序之間，通過網絡數據流的方式進行數據交互[5，6]，主要體現在上位機工作中。Windows Form 界面主要包括兩個textBox、兩個label 和兩個Button 控件，兩個textBox 用于接收Wi-Fi 模塊發送的數據和測試，兩個label 用于標簽說明，Button 控件用于個人測試時的數據發送的觸發事件和單據的打印。打印功能的實現主要基于軟件提供的打印組件printd-Dcument、printPreviewDialog。第一個組件的主要功能是為打印功能定義一個實例對象，將輸出的數據發送到打印機，第二個組件的功能是顯示一個對話框，在打印關聯文檔時為用戶提供預覽效果[6，7]。若程序編寫無語法錯誤，程序則自動調出可選擇打印機的窗體[6，7]。

本系統設計使用4 個按鍵，主要執行客戶對菜單界面的一系列操作，例如菜單欄中光標上下的移動，對其中某一項菜品的選擇或者取消以及選擇完畢后將選中的菜品通過Wi-Fi 模塊發送到上位機的服務器。

3 仿真測試結果

實驗模擬系統功能的測試，測試整個設計的完整性。

首先，液晶顯示器顯示菜品信息是整個設計的基本功能，矩陣鍵盤的點擊執行功能也是在其有顯示信息的基礎上進行的，菜品名稱以及菜品單價顯示如圖4 所示。

圖4 中所顯示的菜品信息為首頁，當點擊下移按鍵后，首先顯示特殊指示符號“→”充當光標進行移動指示，在點擊次數大于4 次后，顯示器調用第二頁菜品信息，指示光標同時顯示在第一行，當然也可以切換從第二頁翻頁顯示至第一頁，下移按鍵的點擊次數大于4 次即可實現，如圖5 所示。

圖4 菜品信息顯示

圖5 光標與翻頁顯示

客戶通過上下移動按鍵自行瀏覽菜品信息，根據自身需求可通過確定/ 取消按鍵實現對當前菜品的選擇與取消，點擊按鍵后液晶顯示器通過特殊字符“●”指示已選中的菜品，并將選中的菜品信息發送至Wi-Fi 模塊寄存器暫存。顯示方式如圖6 所示。

圖6 已選中顯示

經過以上步驟后，菜品信息已經被保存在數組中，通過點擊發送按鍵即可將信息發送至Wi-Fi 模塊寄存器暫存。利用串口調試助手檢測單片機所發送的數據是否已經通過串口發送成功，助手波特率設置為9600。接受顯示如圖7 所示。

圖7 串口調試助手數據接收

利用網絡調試助手，設置網絡協議類型為TCP Client，遠程主機地址由助手工具自行獲取，遠程主機端口的設置與上位機服務器端口一致，其余設置保持默認即可，之后點擊助手連接按鍵，打開上位機的服務器即可于助手取得連接。上位機接受數據顯示如圖8 所示。

圖8 網絡調試助手數據接收

待上位機數據接收完畢后，若安裝有打印機即可打印單據，點擊上位機服務器的打印單據按鍵即可，單據打印完成，至此仿真測試結束。菜品信息打印預覽如圖9 所示。

圖9 打印預覽

4 結論

本設計是基于單片機的智能點單機系統，較完整地模擬了智能點單設備的常規功能。點單系統實現了具有可操作性的矩陣按鍵的人機交互，能夠執行相應操作；實現了能夠通過液晶顯示器較完整的顯示常用中文漢字的菜單和價格，以供客戶選擇參考；Wi-Fi 模塊實現了客戶與終端服務器之間的交流，即通過對菜單選中后通過按鍵的方式利用串口通信技術將菜品名稱和價格字符發送至Wi-Fi 模塊暫時存儲，而Wi-Fi 模塊作為一個數據存儲的中繼設備，進而由Wi-Fi 模塊將菜品名稱和價格信息發送至服務器的應用界面并在界面上加以顯示；實現了智能點單設備應該具有的打印功能，服務器接收到客戶選擇的菜品和價格后，由服務器通過串口驅動打印設備以結算小票的形式將其打印出來。智能點單機的下單、傳輸、接單和打印等功能都已模擬實現，但是智能點單系統在Wi-Fi 模塊的數據接收和發送上依舊存在較大的問題，亟待改機和完善。