一種文明健康使用公私筷（勺）控制系統的設計與研究

新時代，人們的飲食習慣正在逐漸改變。日常生活中的公筷、公勺、分餐制也逐漸開始成為社會媒體談論的焦點和熱門話題。2020年10月27日，上海市第十五屆人民代表大會常務委員會第二十六次會議通過《上海市公共衛生應急管理條例》，自2020年11月1日起施行。條例中第十七條規定：餐飲服務單位應當提供公筷公勺服務。

就餐時，人們使用公筷公勺可預防多種傳染病。其中，在傳染病菌中，幽門螺桿菌最為常見，它會通過就餐時的筷（勺）子傳播。據調查，每兩個月，我國成年人中至少有一人間接性地感染了這種幽門螺桿菌。在餐桌上共餐，使用私筷（勺）進行夾菜，未正確科學使用公私筷（勺），會導致交叉感染，引起一系列疾病的傳染。在食客就餐時，各大餐飲店會為其提供公私筷（勺）服務，但是由于部分食客的思想覺悟有待提高，行為習慣有待改善，因此，公私筷（勺）的使用率不高。

基于此，文章主要研究如下內容：第一，系統如何判斷食客正確使用公私筷（勺）；第二，系統如何在食客將公筷（勺）私用時，及時提示與警示食客，需正確使用公私筷（勺）。

系統設計內容的第一部分是關于系統應該如何識別食客是否正確使用了公筷（勺）或私筷（勺）的問題。而第二部分則涉及系統如何在食客錯誤使用公筷（勺）或私筷（勺）時，立即向他們發出提醒和警示，并要求他們正確使用公筷（勺）或私筷（勺）。

1.緒論

1.1研究背景

人們在餐廳內就餐時，不用碗筷（勺）分食或者公筷（勺）夾菜，已經逐漸演變成了當今人們日常餐桌上最大的用餐禮儀陋習。但在國外，分餐、公筷（勺）制已經司空見慣，是人們文明健康、餐飲禮儀的重要組成體現。

大部分的人依然保留著飯菜共食的傳統習慣，在同一個菜中，你夾我也夾。在做客時，主人有時候為了充分表示自己的熱情友好，用自己的筷（勺）子為其他人進行夾菜，客人礙于自己的個人面子也不得不吃，導致患病的幾率增加。

本文研究者通過走訪調查發現，規模稍大的餐館、飯店，一般都會為客人提供免費就餐的公筷（勺）服務，但并不是每個新來的客人或每道菜都會提供公筷（勺）服務，一些餐館或者規模較小的飯館、餐飲店，根本就沒有提供公筷（勺）的就餐服務。另外，不少城市年輕人在大型餐館、餐廳就餐時，會覺得兩雙筷（勺）子換來換去很麻煩，甚至會嚴重影響正常食客就餐。

1.2研究意義

基于上述的研究背景，本文的研究意義主要體現在以下幾個方面。第一，通過本項目，輔助或幫助人們，在就餐時，及時有效地區分公私筷（勺），并提示使用者正確使用公私筷（勺），達到文明健康就餐的效果。第二，減少、減輕甚至杜絕就餐時交叉感染情況的發生。

1.3現狀分析

現在，我國有一些大型餐廳，并未給食客免費提供公勺、公筷（勺）的就餐服務。同時，當一些顧客提出要求餐廳提供公筷（勺）時，餐廳服務的工作人員拿來的卻是一雙與私筷（勺）沒有明顯區別的筷（勺）子，讓使用者難以準確區分公筷（勺）與私筷（勺）。

因此，在多人就餐時，餐飲店、飯店提供公私筷（勺），就餐者及時、合理使用公私筷（勺），是人們健康飲食的安全保障。本文以此為突破點，設計了一種文明健康使用公私筷（勺）的控制系統，幫助人們文明、健康、科學的使用公私筷（勺）。

本文所蘊含的研究意義主要體現在以下幾個方面：首先，在這個項目中，通過提供輔助或者協助，使人們能夠在用餐時更及時、更有效地區分公筷和私筷（勺），并提醒使用者正確使用這些餐具，從而達到促進文明健康用餐的效果。其次，同時有助于降低、減少甚至杜絕在用餐過程中出現交叉感染的可能。

現在，我國的一些大型餐廳并沒有為食客提供免費的公共勺子和公共筷子的用餐服務。同時，一些顧客要求餐廳提供公共筷子時，工作人員卻拿來一雙與私人筷子沒有明顯區別的筷子，導致使用者很難準確區分公共筷子和私人筷子。因此，在多人用餐時，餐飲店和飯店提供公共和私人筷子是確保人們健康飲食安全的重要保障。本文以此為主要切入點，設計了一種文明健康使用公筷和私人筷子的控制系統，旨在幫助人們以文明、健康、科學的方式使用公共和私人筷子。

1.4研究目的、內容

1.4.1研究目的

后疫情時代，人們生活飲食的衛生健康尤其重要。日常就餐時，人們合理、科學使用公私筷（勺）的行為習慣，能有效地防止唾液和細菌病毒在餐桌上的傳播，為人們的飲食健康得到安全保障。

1.4.2研究內容

通過圖像識別技術，利用物體分類輔助人們區分公私筷（勺）。就餐時，當筷（勺）子到達餐盤上后進行圖像識別，識別出是公筷（勺）還是私筷（勺）。

采用語音合成播報技術與氛圍燈，在就餐時，當筷（勺）子到達餐盤上后進行圖像識別，識別出是公筷（勺）時，會語音播報，同時亮起藍色氛圍燈；識別出是私筷（勺）時，也會語音播報，同時會亮起紅色氛圍燈，提醒使用者正確使用公筷（勺）。

2.研究項目整體設計

2.1功能設計

研究者通過走訪調查餐飲店、飯店發現，依據人們在餐桌上使用公私筷（勺）的行為習慣以及人們無法區分公私筷（勺）的問題，設計出本文所述項目的功能。如圖1所示。

2.2系統設計

就餐時，根據人們的行為習慣以及使用公私筷（勺）的規定，正確使用公私筷（勺）能避免形成交叉感染。經過研究者在就餐時的發現與研究，設計出項目系統圖，如圖2所示。

就餐過程中，結合人們的行為模式和使用公私筷（勺）的規范，妥善運用公私筷（勺）可有效預防交叉感染的情況。在餐桌上觀察并研究后，提出了關于項目系統圖的設計方案。

2.3項目方案邏輯思維圖設計

根據項目的工作流程和工作步驟以及設計者的創新思維，設計出其工作邏輯思維流程圖，如圖3所示。

2.4結構設計

項目研究者先建模出三維模型，以餐桌為載體，先建模出公私筷（勺），再建模出項目系統的三維模型，如圖4所示。

3.研究項目核心元件選型設計

本研究項目核心元件：AI視覺傳感器、紅藍顏色燈帶、語音合成模塊、Arduino Uno主控板、24V電源適配器等。

3.1傳感器模塊選型設計

AI視覺傳感器，型號分別為：SEN0305 AI視覺傳感器，內置7種模式，如人臉識別、物體分類、顏色識別、巡線識別等。

3.2提示模塊選型設計

提示燈帶：將硅膠線條燈嵌入式軟燈，燈帶便可任意拼接、彎曲，并通過顏色燈光幫助和輔助人們養成使用公私筷（勺）的行為習慣。

語音播報模塊：采用是語音合成芯片性價比高，靈敏度高，語音合成更自然的一款語音合成芯片，能夠及時提醒就餐人員文明健康使用公私筷（勺）。

提示燈帶：將型號為888899LED硅膠線條燈嵌入式軟燈；選用型號為SYN6288語音播報模塊。

3.3控制模塊選型設計

Arduino Uno主控板是用于模塊編程的主控板，通過程序中的設定，利用AI視覺模塊識別公私筷（勺），提示食客正確使用公筷進行夾菜，使用私筷進行進食。

4.研究項目工作原理

當使用公筷（勺）進行夾菜時，AI視覺傳感器模塊檢測到公筷（勺），亮起藍色燈光，并進行語音播報，提示食客已正確使用公筷（勺）進行夾菜。

當使用私筷（勺）進行夾菜時，AI視覺傳感器模塊檢測到公筷（勺），亮起紅色燈光，并進行語音播報，提示食客未正確使用公筷（勺）進行夾菜。

當使用公筷（勺）進行進食時，AI視覺傳感器模塊檢測到公筷（勺），亮起紅色燈光，并進行語音播報，提示食客未正確使用私筷（勺）進行進食。

當使用私筷（勺）進行進食時，AI視覺傳感器模塊檢測到公筷（勺），亮起藍色燈光，并進行語音播報，提示食客已正確使用私筷（勺）進行進食。

5.研究項目工作過程

當食客使用公筷（勺）進行夾菜，藍色燈光亮起，已正確使用公筷（勺）。當食客使用私筷（勺）進行夾菜，紅色燈光亮起，未正確使用公筷（勺）。當食客使用公筷（勺）進行進食，紅色燈光亮起，未正確使用私筷（勺）。當食客使用私筷（勺）進行進食，藍色燈光亮起，已正確使用公筷（勺）。

6.研究項目特點

6.1識別公私筷（勺）

在系統中錄入餐桌上的公私筷（勺），就餐時，利用物體分類輔助人們區分公私筷（勺），幫助人們科學使用公私筷（勺）。

6.2防止公筷（勺）私用

在系統中錄入使用公筷（勺）進食的大量圖片，幫助人們合理使用公私筷（勺）。本系統能科學、高效輔助人們在就餐時，合理使用公私筷（勺）。

總結

通過對研究項目功能的測試與調試，相關功能已基本實現，能夠達到研究的目的，能夠高效地幫助人們合理區分公私筷（勺），保障食客的飲食健康。由于公私筷（勺）具有多樣性，在進行圖像識別的時候，系統會出現誤識別、識別率有待提高等問題，因此，需要進一步加強程序內的設計。因項目的不足之處，后期會繼續進行研究與設計，使其能夠精準、高效識別不同樣式的公私筷（勺），并設定不同的場景，讓人們能夠更高效的區分與使用公私筷（勺）。