基于单片机的无线点菜餐饮系.docx

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基于单片机的无线点菜餐饮系

本科生毕业论文（设计）

题目：

______________

学生姓名:

阮康

学号：

专业班级：

建筑电气与智能

指导教师：

完成时间：

2015年5月5日

摘　　要

随着人民生活水平的提高和生活方式的转变，餐饮业具有巨大的投资市场，被称为中国的黄金产业。

无线电子点菜系统是无线通信技术的典型应用，把无线技术用于餐饮业将会极大提高餐馆的工作效率和服务质量。

在市场经济蓬勃发展的今天，面对餐饮行业竞争日益激烈的现实，建立一种实用、先进、高效的餐饮管理系统势在必行。

本文设计的无线点菜系统终端设备是以凌阳SPCE061A单片机为核心，外部扩展了人机界面模块、无线传输模块、语音录放模块、红外自学习模块等。

通过服务终端的特色餐饮语音介绍功能，可以向客户推荐酒店的特色餐饮；服务终端将客户的点菜信息进行编码后通过无线传输模块发送给服务中心，服务中心解码后就可以得到客户的点菜信息；当终端发出结帐信息时，服务中心打印帐单结帐；客户走后，服务中心发送设备控制信息给服务终端，终端设备根据控制信息发射红外遥控命令，关闭所有电气设备。

无线点菜餐饮系统终端设备的设计有利于提高餐饮管理系统向信息化、先进化、高效化方面发展，具有很大的开发前景。

关键词：

单片机；无线传输；红外自学习

Abstract

Alongwiththeenhancementofthelevelofthepeople’slivesandthetransformationofthelifestyle,thediningindustrywhichiscalledgoldindustryinChinahasthehugeinvestmentmarket.Thewirelesselectronicorderingfoodsystemisthetypicaluseofthetechnologyofwirelesscommunication.Usingthetechnologyofwirelesscommunicationinthediningindustrywilllargelyimprovetheworkingefficiencyandthegradeofservice.Today,themarketeconomydevelopveryquickly,Inthefaceoftherestaurantindustryinanincreasingcompetitivereality，Theestablishmentofapractical、modern、foodefficientmanagementsystemisimperative。

ThispaperdescribesthedesignofwirelessterminalequipmentOrderingSystemSunplusSPCE061Aisatthecore，Externalexpansionofthehuman-machineinterfacemodules,wirelesstransmissionmodules,voice-recordingmodule,IRlearningmodule。

ByservingtheterminalcharacteristicsFoodvoiceonfunctioncouldrecommendtoclientsofthehotelfeaturesdining；Terminalservicestothecustomersorderedinformationencodedwirelesstransmissionmodulesenttotheservicecenter，Servicecenterafterdecodingcanbeorderedcustomerinformation；Whentheterminalissuedbillinginformation,Printbillingservicesbillingcenter；Whencustomersleft，theservicecenterthisequipmenttocontrolinformationserviceterminals，terminalequipmentundercontrolinformationinfraredremotecontrolorderstoclosedownalltheelectricalequipment。

OrderingSystemwirelessterminalequipmentdesignedtoimprovethemanagementsystemcateringtotheinformationtechnology、advanced、developmentofefficient，hasgreatprospectsofdevelopment。

Keywords:

Singlechipmicrocomputer；Wirelesstransmission；Infraredlearning

目录

摘　　要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1无线点菜的课题背景1

1.2无线点菜的研究内容及意义2

1.3无线点菜的国内外研究现状3

1.4本文的工作5

第2章无线点菜餐饮系统服务终端设备设计方案及论证6

2.1基于PDA的无线点菜系统终端设备的设计6

2.2基于单片机的无线点菜系统终端设备的设计7

2.3基于PC机无线点菜终端设备的设计9

2.4论证分析10

第3章无线点菜餐饮系统终端设备的硬件设计12

3.1单片机SPCE061A简介12

3.1.1性能13

3.1.2应用领域14

3.1.3结构介绍14

3.2语音录放模块16

3.2.1原理分析17

3.2.2语音的录入和压缩17

3.2.3语音录放具体应用18

3.3人机交换模块20

3.4无线传输模块22

3.5红外自学习模块24

3.6电源电路26

3.7单片机的抗干扰性设计27

第4章无线点菜餐饮系统终端设备的软件设计29

4.1主程序设计29

4.2语音设计30

4.3放音子模块和点菜子程序模块设计31

4.4其他子模块设计33

第5章无线点菜餐饮系统终端设备的软硬件调试说明38

5.1硬件调试39

5.1.1静态调试39

5.2软件调试40

5.3系统联调40

结论41

参考文献42

附录A电路图44

附录B程序清单45

第1章绪论

当今世界已进入了在计算机信息管理领域中激烈竞争的时代，应用计算机已经变得十分普遍了，如同我们离不开的自行车、汽车一样。

我们应该承认，谁掌握的知识多，信息量大，信息处理速度快，批量大，谁的效率就高，谁就能够在各种竞争中立于不败之地。

随着科学技术的不断提高,计算机科学日渐成熟,其强大的功能已为人们深刻认识,它已进入人类社会的各个领域并发挥着越来越重要的作用。

越来越多的管理人员意识到信息管理的重要性。

作为计算机应用的一部分,使用计算机对餐饮企业信息进行管理,具有手工管理所无法比拟的优点.例如:

检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好、寿命长、成本低等。

这些优点能够极大地提高信息管理的效率,也是企业的科学化、正规化管理与世界接轨的重要条件。

1.1无线点菜的课题背景

在市场经济蓬勃发展的今天，酒店、餐饮电脑管理在世界各国已非常普及。

它成为服务行业提高办公效率、提高竟争力的关键因素之一。

随着经济环境的不断好转，面对餐饮业严酷竞争日益激烈的现实，如何加强管理、提高工作效率和改善服务质量成了急待解决的问题。

而解决这些问题的关键措施之一就是建立实用、先进、高效的餐饮电脑管理系统，引进创新的经营机制，适应新形式下的生存和发展的空间。

近年来，随着人民的生活水平的不断提高，餐饮业的消费持续增长，竞争愈来愈激烈。

然而，传统餐饮企业的日常运作还是靠人工管理，从原材料入库到客人点单，再到结账基本上由人工完成记录，这样做不仅耗费人力资源而且容易导致记录丢失或重复等错误，造成管理水平低下。

作为传统的餐饮企业就是存在这些问题，进货，库存有人工管理，客人点单需服务员记录并送至厨房，客人结账由手工记录，人力耗费大，客人等待时间长，管理效率低下，这就迫切需要标准的、高效率的计算机管理方式引导其发展,通过计算机管理该企业的日常运作，给管理者以决策参考的模型，来不断完善管理水平，提高工作效率。

管理信息系统是一门新兴的,集管理科学、信息科学、系统科学及计算机科学为一体的综合性学科，研究的是企业中信息管理活动的全过程，以便有效的管理信息，提供各类管理决策信息，辅助企业进行现代化管理。

管理信息系统的分析与设计，必须和具体实际相结合，才能真正服务社会。

在系统开发时应遵循以下一些原则：

（1）稳定性原则：

系统的开发必须具有加强的应变能力，在一定时间内有相对的稳定性。

（2）实用性与先进性原则：

目前，我国的管理信息系统开发中存在低水平的重复开发和片面追求高档次的硬件设备，以及系统开发成功率低，使用价值不高等问题。

鉴于实际情况在系统开发中应遵循把实用性放在第一位，又要突出系统在技术上，管理上的先进性原则。

（3）面向用户原则：

管理信息系统是为用户开发的，最终是交给用户使用的，只有用户通过运行才能对系统做出客观评价。

因此必须从系统的总体方案规划设计到系统开发过程中的每一个环节，都必须坚持一切为了用户，一切服务于用户的观点，这是信息系统开发的首要前提。

1.2无线点菜的研究内容及意义

根据该企业的特点和该企业的实际情况，该系统以餐饮业务为基础，主要突出点单、结账。

该系统可以根据客人的要求在服务终端上点出自己喜欢的菜式。

在每个服务终端上有强大的语音录放功能，由于该功能的优势，酒店可以通过它向客人介绍一些有特色的服务或者有名气的菜式。

在该系统中，还有一个有特色的模块——红外自学习模块，这个模块是一个独立的部分，它分为红外发送部分和红外接收部分，可以控制包间内所有电气设备的开关，而且与遥控器不相冲突。

无线解手模块是通过服务终端了解到的信息和中心控制计算机相通信，以便服务中心对餐饮系统的管理。

在现实的社会中，小型餐饮公司或企业的管理还大多停留在人工管理日常业务运作的水平上，人们使用传统人工的方式管理文件档案，这种管理方式存在着许多缺点,如:

效率低、易出错，另外时间一长,将产生大量的文件和数据,这对于查找、更新和维护都带来了不少的困难。

该企业开发此餐饮管理系统，不仅能提高公司的管理水平给管理者提供一个企业运作的信息平台还能提升企业的形象及增强竞争力。

使用该餐饮管理系统能将餐饮企业业务管理和人员管理信息化，使企业从原材料进货到客人消费都由计算机管理并记录，可随时掌握酒店里房间的使用状况，客人点单，挂账等情况，并能尽可能的降低使用者的劳动强度，同时提高工作质量和效率。

在竞争越来越激烈的餐饮业中取得优势.

1.3无线点菜的国内外研究现状

中国是举世闻名的美食大国，拥有五千年的饮食文化和巨大的餐饮市场，随着人民生活水平和生活方式的转变，餐饮业具有巨大的投资市场，被称为中国的黄金产业，但同样也应看到，餐饮业不仅面临着巨大的发展机遇，也面临着前所未有的挑战和考验。

这些挑战主要来源于以下几方面：

（1）人才的专业化程度不够导致内功不足：

因餐饮业门坎较低，中国的大多数餐饮企业的老板是从小店发展起来的，家族式管理的居多，还没有发展到聘请职业经理人，许多还是"人治"，并没有一套现代企业制度和监督管理体制，所以从观念意识、经营思想和管理水平还有待专业化。

（2）应变能力差，缺乏先进的信息工具：

现在的餐饮市场火爆，许多以前做电子、房地产等其他行业的老板都凭借雄厚的资金实力挤进餐饮市场，争先恐后的上规模、上档次、比菜品、比服务、拼价格，使餐饮市场竞争激烈，但是许多餐饮企业缺乏对市场的应变能力和灵敏的信息工具，在现今网络经济的时代，许多餐饮企业还处在手工及半手工状态，即使有计算机也只当个点菜器和计算器用，并没有真正通过计算机系统来实现改造流程、强化管理、降低成本、堵漏节流等作用。

（3）缺乏科学和标准的管理体系：

国外著名的快餐连锁经过上百年的探索都形成了标准化的工作流程和方法。

中餐因其菜品的多样化和特色化的服务很难实现标准化管理，这使中餐企业的成本控制很难实现，但近两年也出现了引进快餐式经营特点的中餐企业，从流程、服务、出品都开了中餐标准化的先河。

当然经营特色、规模、出品这些因素不同的餐饮业态有不同的标准，但是提高餐饮企业核心竞争力的管理信息工具越来越受到餐饮老板的重视，因此许多公司都陆续推出了餐饮管理系统，但由于自身经验的缺乏或对酒店餐饮行业管理理解的不够，至使市场上的产品良莠不分。

目前市场上的餐饮管理系统大致有手工单据集中上传、PDA点菜和IC卡手持点菜三种类型。

手工单据集中上传类型：

顾名思义，集中上传就是点菜员用手工开单后，统一到前台的计算机或触摸屏来进行统一录入上传。

很明显，这将导致效率的非常低下。

在营业高峰时经常出现录入菜单排队现象，相信随着当前餐饮管理的发展，这种效率低下的管理模式将逐渐遭到淘汰。

另外，没有条码划菜系统，无法统计上菜的时间，一旦出现问题，在厨师和传菜员之间无法追究明确责任。

PDA点菜类型：

PDA点菜上传，其主要是通过红外线或无线传输技术（802.11b）来进行数据传输。

红外线传输距离由其功率的大小决定，由于PDA自身性能的局限性，其红外线传输的理论距离只有4米，而且红外线传输过程中不能有任何障碍物阻拦，实际上要求在1米内才能看清楚上传指示灯和上传确认音，传输成功率不能达到100%，极易造成数据的丢失。

红外传输设备与红外接收设备进行通讯时，为一对一对应，其他红外传输设备无法插入，只能等待，等待过程中容易发生丢包现象。

另外，红外线传输所需的硬件品种较为复杂，这相对于构建网络也会较为复杂，则网络容易出现故障。

无线传输技术（802.11b）因其用国家允许的公用频率，所以会受到其他诸如手机、微波设备等所发出信号的干扰。

主要表现为:

通讯距离缩短,通讯时间加长，发出错误的包。

IC卡手持点菜类型：

IC卡手持点菜系统着重流程管理，针对中餐酒店的所有环节采用信息手段进行整合，从预订、接待、点菜、菜品上传、厨房分单打印、条码划菜、收银、经理查询等全方位计算机管理信息系统。

是目前业内较为先进的，非常适合中大型酒楼的管理系统，根据调研IC卡手持点菜的用户情况分析，其系统的特性有以下几点：

（1）数据准确、无丢单漏单现象；

（2）图形化、人性化、直观化；

（3）上传速度快、使用效率高；

（4）引进先进的条码技术管理菜品厨房分单打印出来的条码单的内容包括台号，名称，数量，价格，制作方式，特殊要求，及条码等；

（5）灵活而准确高效的收银结帐系统；

（6）是辅助酒店老板的监控和决策的工具。

综上所述，从中餐行业的复杂性和从业人员的素质考虑，推荐餐饮企业使用现今应用比较广泛也是比较稳定成熟的IC卡手持点菜技术。

1.4本文的工作

详细分析课题任务，首先了解凌阳单片机的特性、SPCE061A指令、程序设计、开发环境等；然后研究、分析无线点菜系统终端设备的系统设计方案；接着根据系统方案设计出达到每个具体要求的子模块；比如要实现语音录放功能就要掌握语音设计方法，设计出语音录放子模块等等。

最后根据课题任务的要求设计出实现控制任务的硬件原理图和软件，并进行硬件调试。

设计一个基于单片机的无线点菜系统终端设备的具体化技术指标如下：

1.无线点菜系统终端设备的核心控制芯片是SPCE061A的凌阳单片机；

2.由已经录制好的语音片段提供客人本酒店的点菜服务程序；

3.由键盘输入客人要点菜单的序号；

4.由无线传输模块PTR2000将信息发送给主控计算机；

5.由红外自学习模块控制包间内电气设备的开关。

第2章无线点菜餐饮系统服务终端设备设计方案及论证

实现基于单片机的无线点菜系统终端设备的设计，我们需要达到以下要求无线服务系统主要由服务终端和服务中心两部分组成。

酒店的每个餐厅都设有一个服务终端，服务终端可以通过红外学习模块控制餐厅内所有的电器设备如电视机、空调、DVD、红外遥控窗帘器、遥控灯等。

通过服务终端的特色餐饮语音介绍功能，可以向客户推荐酒店的特色餐饮。

服务终端将客户的点菜信息进行编码后通过无线传输模块发送给服务中心，服务中心收到信息后，立即进行解码，若收到的信息是客户的语音信息，则立即播放客户语音。

若收到的是点菜信息，则立即查询现有食品库存是否满足客户菜单要求，若能满足，则发送回复信息给终端告知点菜成功，同时厨房打印机打印菜单给厨师；若食品库存不够，可直接利用语音模块与服务终端的客户进行对话，询问客户是否可以换菜或等待购菜等，然后根据客户的要求进行换菜或购菜等处理，并发送回复信息告知客户处理结果。

在客户用餐的过程中，客户还可能发出加菜、退菜、催菜等信息，服务中心与客户协调后作出相应处理，并发送回复信息或语音信息告知客户处理结果。

当终端发出结账信息时，服务中心打印账单结账。

客户走后，服务中心发送设备控制信息给服务终端，终端根据控制信息发射红外遥控命令，以关闭电视、空调等设备。

所以要求此系统必须具备4个模块：

语音录放模块、无线传输模块、人机交换模块和红外自学习模块。

2.1基于PDA的无线点菜系统终端设备的设计

方案1：

基于PDA的无线点菜系统终端设备的设计，主要由两大部分组成:

无线部分各基带信号处理和控制部。

1.无线部分:

包括天线系统,发送、接收、调制、解调各振荡器等高频系统,发送部分由射频功率、放大器、带通滤波器组成,接收部分由高频放大、变频,中频放大器组成。

2.基带信号处理和控制:

包括发送信道的信号处理和接收信道的信号处理。

发送信道的信道处理主要是编码过程,以便形成帧数据可以发送,接收信道处理包括均衡、信道分离、解密解码等,最终得到的数据信息,经过终端数据适配器交给CPU处理。

主要的技术指标:

1.工作频率:

47MHz

2.信道间隔:

4kHz

3.信道数目:

10

4.调制方式:

FSK

5.工作电压:

±12V

6.编码格式:

POCSAG码

图2.1无线终端控制部分系统功能图

2.2基于单片机的无线点菜系统终端设备的设计

方案2：

基于SPCE061A单片机的无线点菜系统终端设备的设计，此设计也包括四个模块：

语音录放模块、人机交换模块、无线传输模块和红外学习模块。

终端设备的控制芯片选用凌阳SPCE061A，此芯片具有强大的语音录放功能，通过服务终端的特色餐饮语音介绍功能，可以向客户推荐酒店的特色餐饮。

与此同时，在每个包间的餐桌上都有一份菜单，上面有菜名和菜名所代表的序号，通过语音录放模块提示客人点菜的程序。

由键盘电路输入点菜信息。

比如，当客人按下键盘电路上的放音键时，语音信息将提示客人“开始点菜，请您按键选择您需要点单的第1道菜的序号，按*号键继续点菜，按#好键结束点菜。

”等，这些详细的按键语音功能介绍将在语音模块中重点介绍。

在客人输入点菜信息后，由无线传输模块将这些信息传送到主控计算机，在服务中心处理完信息后可以向服务终端反馈信息。

容易与PC机接口。

无线传输模块采用PTR2000。

红外学习模块可以控制餐厅内所有的电器设备如电视机、空调、DVD、红外遥控窗帘器、遥控灯等。

图2.2服务终端控制部分系统功能框图

图2.3服务中心控制部分系统功能框图

我们此次设计的是无线点菜系统的终端设备，也就是图2.2所要实现的功能。

2.3基于PC机无线点菜终端设备的设计

方案3是基于PC机的无线点菜系统终端设备的设计。

硬件选择：

推荐配置：

客户机奔腾以上处理器内存32M以上硬盘5G以上服务器奔腾或至强处理器内存256MSCSI硬盘；软件选择：

各职能部门的计算机使用PC机，操作系统使用Microsoft公司的中文Windows98/2000操作系统；数据库服务器采用Microsoft公司的Windows2000Server操作系统。

本设计的硬件连接相对简单，重点是如何实现无线点菜和如何制作良好的界面，即在软件设计方面下工夫。

数据库设计是在既定（本系统使用SQLServer）的数据库管理系统基础之上建立数据库的过程。

其过程是将现实存在的数据及其应用处理关系进行抽象，从而形成数据库结构。

数据库是数据库应用程序的核心。

数据库设计是建立一个应用程序最重要的一步。

在建立数据库概念模型之后，要真正实现与数据库管理系统的结合，即能够由既定的数据库管理系统所支持，还必须进行逻辑结构的设计，在逻辑设计阶段，主要完成建立数据库的逻辑模型，并解决数据的完整性、一致性、安全性和有效性等问题；最后一个阶段是数据库的物理结构设计，其任务是为系统逻辑结构模型确定合理的存储结构、存取方法、以及数据表示和数据存储空间分配等内容，从而得到具体的数据库物理结构。

网络结构采用星形结构，各个计算机通过千兆以太网卡连接到交换机。

结构如图2.4

图2.4基于PC机无线点菜的网络结构图

2.4论证分析

1.从终端设备设计价格上来分析，方案1的无线传输部分采用的是天线系统，包括天线系统,发送、接收、调制、解调各振荡器等高频系统,发送部分由射频功率、放大器、带通滤波器组成,接收部分由高频放大、变频,中频放大器组成。

它的价格比较昂贵，而且要实现的难度比较大。

而且方案1是基于PDA的无线点菜终端设备的设计，成本比单片机要高得多。

而方案2采用模块设计，它的无线传输部分是采用PTR2000价格实惠，容易实现，在200M范围内有效，适用于此系统的要求。

方案3在每个服务终端都要装配一台PC机，价格更加昂贵。

2.从实现的功能方面来分析，方案1有强大的无限传输功能和人机交换界面良好，可是语音录放功能和红外学习功能却没有体现出来。

而方案2采用的是凌阳公司开发的SPCE061A芯片，此芯片有强大的语音录放功能，而本次设计主要是有语音录放功能向客人提供点菜的程序和反馈主控计算机发回的信息，同时无线传输也本次设计应该突出的重点功能。

通过扩展也容易实现红外自学习的功能，容易达到设计的要求。

方案3的实现的功能也是非常强大的，通过软件设计可以设计出更加完善的人机交换界面，也能达到本次设计要求的所有功能。

3.从实现难度方面来分析，方案1中POCSAG编码制式的传输速率低,要增加新的用户量只能靠增加频点、增设新台来实现。

在寻呼业高速发展阶段,要使用户量，只要密码组码足够复杂,周期比较长,想从中获取消息是比较困难的。

这种保密法与数字通信和频带压缩有紧密的关系。

而方案2，无论是硬件设计、外围扩展、软件编程还是调试等等都相对简单些。

硬件方面采用功能划分模块，分为语音录放模块、人机交换模块、无线传输模块和红外自学习模块。

功能齐全、结构简单、划分明了。

在软件编程方面，由于凌阳SPCE061A支持C语言和汇编语言联合编程的方法。

C语言作为主程序编程，调用其他程序模块，可以充分利用C语言的优点。

汇编语言主要用在子程序模块中，利用它在中断、延时方面的优点。

凌阳SPCE061A的集成