摘  要： 隨著目前生活水平的日益提高,，餐飲行業(yè)的傳統(tǒng)服務(wù)方式和管理模式已不能滿足人們的需求,，針對(duì)這種現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種基于嵌入式操作系統(tǒng)和無線通信技術(shù)的雙觸摸屏無線自助點(diǎn)餐系統(tǒng),。系統(tǒng)以ARM Cortex-M3核的STM32F103VB微控制器結(jié)合?滋C/OS-Ⅲ操作系統(tǒng),，由STR-18無線數(shù)傳模塊構(gòu)建組網(wǎng)，具有位于兩側(cè)的方便就餐者點(diǎn)餐的雙觸摸屏,，上位機(jī)由Visual Studio工具開發(fā),，上下位機(jī)無線通信方便了顧客的菜單傳送到上位機(jī)和修改菜單，如此減少了服務(wù)人員,、節(jié)約成本,、提高了運(yùn)作效率。

　　關(guān)鍵詞： ARM Cortex-M3,；STM32F103,；C/OSⅢ,；雙觸摸屏；無線點(diǎn)餐,；

　　人們生活水平的提高推動(dòng)著餐飲行業(yè)的發(fā)展,，但是很多企業(yè)依舊依靠傳統(tǒng)的人工服務(wù)、核算和查詢,，對(duì)服務(wù)員的要求高,；單據(jù)多、信息量大,、出錯(cuò)率高,，服務(wù)員等候客人點(diǎn)菜耗時(shí)多[1]，降低了效率,。而已有的點(diǎn)餐器采用的是ARM9或ZigBee,，成本都太高，而WiFi可靠性不強(qiáng)[2-3],。對(duì)此本文提出了雙觸摸屏,、無人服務(wù)的無線智能點(diǎn)餐系統(tǒng)，通過降低硬件加強(qiáng)軟件來減少成本,。系統(tǒng)以STM32為硬件基礎(chǔ)結(jié)合?滋C/OS-Ⅲ嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)[4-5],，利用STR-18模塊構(gòu)成組網(wǎng)[6]與PC（以Visual Studio作為開發(fā)工具[7]開發(fā)的前臺(tái)軟件）進(jìn)行無線數(shù)據(jù)交換[8]，實(shí)現(xiàn)無線點(diǎn)餐,。該無線點(diǎn)餐系統(tǒng)融合了無線通信技術(shù),、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，數(shù)據(jù)無線實(shí)時(shí)傳輸,、實(shí)時(shí)處理等,。系統(tǒng)硬件配置價(jià)格低，減少了人員需求,，從而降低了成本,，并且提高了工作效率和服務(wù)質(zhì)量，優(yōu)化了業(yè)務(wù)流程,。

　　1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

　　系統(tǒng)主要由一臺(tái)PC主機(jī)和多個(gè)從機(jī)(點(diǎn)餐終端系統(tǒng))組成,，以一個(gè)從機(jī)為例，其系統(tǒng)框圖如圖1所示,。從機(jī)上連接2個(gè)顯示菜單信息的TFTLCD觸摸屏,，當(dāng)在一個(gè)屏上點(diǎn)菜時(shí)，另一個(gè)屏上會(huì)實(shí)時(shí)顯示點(diǎn)菜的信息,。屏上有呼叫人工服務(wù)按鈕,，便于文明呼叫人工服務(wù)。當(dāng)點(diǎn)菜完畢，選擇“完成”即可將菜單發(fā)送到主機(jī)上,。主機(jī)上有由Visual C#編寫的上位機(jī)軟件,，主機(jī)和從機(jī)通過無線數(shù)傳模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，主機(jī)連接打印機(jī)將菜單信息打印出來,，用于廚師做菜和結(jié)賬,。當(dāng)餐廳需要修改菜單時(shí)，通過主機(jī)將新菜單通過串口發(fā)送給從機(jī)進(jìn)行修改,。

　　2 下位機(jī)設(shè)計(jì)

　　2.1 硬件設(shè)計(jì)

　　下位機(jī)主控芯片選用STM32f103VBT6,，它是意法半導(dǎo)體公司增強(qiáng)型的32位微控制器，采用先進(jìn)的ARM Cortex-M3內(nèi)核,，擁有72 MHz的時(shí)鐘頻率,、128 KB的Flash、20 KB的SRAM,；有2個(gè)SPI總線接口,、2個(gè)IIC接口、3個(gè)USART,、1個(gè)USB,、1個(gè)CAN總線以及2個(gè)12 bit的ADC轉(zhuǎn)換，80個(gè)通用的I/O端口,。本設(shè)計(jì)主芯片上主要連接2個(gè)TFTLCD,、EEPROM24C02(用于存儲(chǔ)觸摸屏的校準(zhǔn)值)、LED指示燈和JTAG下載口,、串口1(PA9,、PA10)用于連接到STR-18無線模塊與上位機(jī)通信,。

　　TFTLCD采用自帶XPT2046控制芯片的四線電阻式觸摸屏,。XPT2046是一款四導(dǎo)線制觸摸屏控制器，內(nèi)含12位分辨率125 kHz轉(zhuǎn)換速率逐步逼近型A/D轉(zhuǎn)換器,；支持從1.5 V～5.25 V的低電壓I/O接口,，能通過執(zhí)行2次A/D轉(zhuǎn)換查出被按的屏幕位置。觸摸屏共有34個(gè)管腳,，引腳分布如圖2所示,，BD1～DB16為數(shù)據(jù)位，RST,、CS,、RS、WR,、RD實(shí)現(xiàn)復(fù)位,、片選、指令數(shù)據(jù)切換、讀寫等控制功能,，MISO,、MOSI、CLK,、T_PEN,、T_CS用于觸摸屏控制。

　　兩個(gè)LCD觸摸屏分別與STM32f103VBT6連接,。兩屏16位的數(shù)據(jù)位分別與STM32f103VBT6的PD口,、PE口相連，其中一個(gè)TFT屏的連線如圖2所示,，另一屏的MISO,、MOSI、CLK,、T_PEN,、T_CS依次對(duì)應(yīng)PB0、PB1,、PC4,、PC5、PB11,，BL,、CS、RS,、WR,、RD依次與STM32F103VBT6的PB10、PB6,、PB7,、PB8和PB9相連。

　　2.2 無線數(shù)傳模塊在本系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)

　　主機(jī)和從機(jī)通信采用STR-18微功率無線數(shù)傳模塊,，它具有功率小,、ISM頻段工作頻率無需申請(qǐng)頻點(diǎn)、抗干擾能力強(qiáng),、誤碼率低,、通信協(xié)議完善、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步和傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn),，支持1 200 b/s,、2 400 b/s、4 800 b/s,、9 600 b/s等接口波特率,。

　　在本系統(tǒng)中,，使用了2塊STR-18無線數(shù)傳模塊，一塊通過USB轉(zhuǎn)串口模塊與上位機(jī)連接(TXD,、TXD,、GND和VCC 4個(gè)引腳一一對(duì)應(yīng)即可)；另一塊與下位機(jī)相連時(shí),，除VCC和GND是直接連接以外,，TXD和TXD交叉相連。并把設(shè)置波特率的焊盤跳線J4～J2接成011態(tài)(即9 600 b/s),，J1的E=1（即插上斷路器）傳輸不帶奇偶校驗(yàn)的8位數(shù)據(jù)位,。

　　STR-18無線串口通信有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)三種方式,，本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無線串口通信,，如圖3所示。

　　2.3 μC/OS-Ⅲ操作系統(tǒng)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　μC/OS-Ⅲ是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單,、功能完備和實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核[5],，適合于如STM32F103VBT6這種沒有MMU的CPU。下位機(jī)的點(diǎn)菜界面如圖4所示[9],，左邊是菜單,，分頁顯示，顧客選擇一道菜時(shí),，通過μC/OS-Ⅲ發(fā)送信號(hào)量,，此時(shí)等待該信號(hào)量的任務(wù)首先完成在本屏上使該道菜變?yōu)樗{(lán)底白字且顯示在右邊，并使另一觸摸屏完成相同的任務(wù)[10],，使之顯示相同的信息,。當(dāng)選擇“上一頁”之類非菜單的選項(xiàng)時(shí)不會(huì)發(fā)送該信號(hào)量。當(dāng)“完成點(diǎn)餐”時(shí)會(huì)彈出“點(diǎn)餐完成”窗口,，并等待PC掃描信號(hào)后將顧客菜單發(fā)送到PC,，打印給廚師。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　主機(jī)的上位機(jī)軟件由Visual C#編寫,，系統(tǒng)軟件流程圖如圖5所示,。首先從機(jī)上電完成初始化，如果要更改菜單,，則由上位機(jī)通過無線數(shù)傳模塊發(fā)送給所有從機(jī)，從機(jī)遇到串口接收中斷,，則更新菜單顯示,；如從機(jī)在完成初始化后直接點(diǎn)菜，有顧客在一個(gè)觸摸屏菜單上點(diǎn)菜,，則兩觸摸屏間進(jìn)行通信,，更新兩屏上已點(diǎn)菜品的顯示,。點(diǎn)菜完成后，將菜品通過無線數(shù)傳模塊發(fā)送給主機(jī)顯示并打印菜單,。本設(shè)計(jì)由于從機(jī)較多且用到的是串口通信方式,，為防止多個(gè)從機(jī)有可能在同一時(shí)刻發(fā)送菜單給主機(jī)，采用先給從機(jī)編碼,，主機(jī)循環(huán)發(fā)送從機(jī)地址,，當(dāng)從機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備好并接收到是本機(jī)的地址時(shí)，才發(fā)送菜單給主機(jī),。

　　上位機(jī)界面如圖6所示,，有選擇端口和幫助等功能，鼠標(biāo)點(diǎn)到某個(gè)桌號(hào)上,，會(huì)顯示此桌最近時(shí)間的點(diǎn)餐信息,。本文主要采用serialPort控件來接收下位機(jī)的數(shù)據(jù)，其配置應(yīng)與下位機(jī)串口配置保持一致,，即BaudRate=9 600,；Databits=8；Stopbits=1,；Parity為NONE,，并選擇對(duì)應(yīng)的COM口，先定義全局變量public string indata="";主要代碼如下：

　　private void serialPort1_DataReceived_1 (object sender,

　　System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs e)

　　{indata="";indata=this.serialPort1.ReadExisting(); }

　　本文設(shè)計(jì)的雙觸摸屏的無線自助點(diǎn)餐系統(tǒng),，相比于之前的點(diǎn)餐器,，既方便快捷智能，又減少了服務(wù)員,，節(jié)約了成本,。

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