基于FPGA的自助餐飲自動(dòng)尋位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

胡文波　巫宇星

【摘 要】以FPGA為核心控制器件，實(shí)現(xiàn)了自助餐飲自動(dòng)尋位系統(tǒng)設(shè)計(jì)。利用重力傳感器和按鍵實(shí)時(shí)反映桌位是否被使用，根據(jù)顧客需求，為顧客定制最優(yōu)桌位，并設(shè)置計(jì)時(shí)提醒，既幫助顧客合理安排就餐時(shí)間，又為人員爆滿時(shí)提供顧客等待參考。系統(tǒng)智能、易用，能夠節(jié)約人力成本，減少顧客流失率。

【關(guān)鍵詞】FPGA；自助餐飲；自動(dòng)尋位；計(jì)時(shí)提醒

中圖分類號(hào)： TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2017）26-0029-002

Design of Automatic Access System for Buffet Based on FPGA

HU Wen-bo WU Yu-xing

（College of Electronics and Communication engineering， Anhui Xinhua University，Hefei 230088，China）

【Abstract】FPGA as the core control device to achieve a buffet catering automatic positioning system design.The use of gravity sensors and keys reflect the table in real time whether to be used， according to customer demand，custom optimal table for the customer，and set the timing reminder，both to help customers arrange dining time，but also to provide customers waiting for reference when the staff is full.System intelligent，easy to use，can save labor costs，reduce customer churn rate.

【Key words】FPGA；Buffet drink；Automatic positioning；Time reminder

0 引言

通常到餐廳就餐，遇到餐桌爆滿時(shí)就需要排隊(duì)等待，這里的排隊(duì)，排的是餐桌的桌位。通過對(duì)多家自助餐飲餐廳的實(shí)地考察和了解，發(fā)現(xiàn)它們對(duì)顧客就餐尋位和等待只滯留在初級(jí)階段——靠人工引導(dǎo)。而那些同樣有特色但對(duì)尋位就餐沒有管理的自助餐飲餐廳，顧客的流失率就超過了50%。其中流失率最高的一家餐廳，在觀察的半小時(shí)內(nèi)，進(jìn)入店鋪的有48位顧客，轉(zhuǎn)身離去的有31位，流失率為65%。鑒于此，如何實(shí)現(xiàn)餐飲自動(dòng)尋位，幫助顧客快速有效的找到最優(yōu)座位，或讓顧客明確大概的等待時(shí)間，減少顧客流失率，已被越來(lái)越多的餐飲業(yè)管理層所關(guān)注和重視。

餐飲行業(yè)不同于其他領(lǐng)域，餐飲市場(chǎng)相對(duì)來(lái)說(shuō)是最分散的一個(gè)市場(chǎng)，如果完全通過人工引導(dǎo)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋位，會(huì)導(dǎo)致生意火爆的時(shí)候可能人員不夠，降低服務(wù)速度[1]；而在生意慘淡時(shí)又會(huì)出現(xiàn)大量人力資源的浪費(fèi)，增加人力成本，很難找到一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。本文根據(jù)餐飲行業(yè)市場(chǎng)的調(diào)查，以自助餐飲為主要研究對(duì)象，根據(jù)顧客就餐實(shí)際情況，研究智能化的自動(dòng)尋位系統(tǒng)，減少顧客流失率，節(jié)約人力成本，優(yōu)化餐飲服務(wù)速度，提升餐飲企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)以FPGA作為核心控制器件，利用重力傳感器和按鍵實(shí)時(shí)反映桌位是否被使用，并反饋到前臺(tái)，通過LED屏顯示空余桌位信息，并根據(jù)顧客需求，為顧客定制最優(yōu)桌位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋位。同時(shí)，設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器，對(duì)每個(gè)桌位實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)提醒功能，既幫助顧客合理安排就餐時(shí)間，又為人員爆滿時(shí)提供顧客等待參考[2]。

本設(shè)計(jì)首先要解決的是餐桌狀態(tài)信息的準(zhǔn)確檢測(cè)和傳輸，然后對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析處理，最后將餐桌狀態(tài)信息顯示。利用到重力傳感器以及按鍵對(duì)餐桌信息進(jìn)行檢測(cè)，以某火鍋店64個(gè)餐桌為研究對(duì)象，并根據(jù)桌位特點(diǎn)劃分為8個(gè)功能區(qū)域，在每個(gè)餐桌安裝一個(gè)重力傳感器和按鍵，利用傳感器或按鍵檢測(cè)餐廳餐桌位使用狀態(tài)，傳感器或按鍵檢測(cè)到的信號(hào)通過總線送進(jìn)FPGA鎖存后進(jìn)行信息處理，最終通過顯示器件將餐桌狀態(tài)信息顯示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。64個(gè)傳感器并行信號(hào)輸入給計(jì)數(shù)器，由計(jì)數(shù)器輸入給FPGA進(jìn)行鎖存，由分組模塊程序?qū)λ行盘?hào)進(jìn)行分組8個(gè)一組，共8組。8組分組信號(hào)進(jìn)入顯示模塊進(jìn)行行與列掃描。整個(gè)設(shè)計(jì)方案分三個(gè)大模塊：分組模塊、顯示模塊和計(jì)數(shù)模塊[3]。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

2 模塊設(shè)計(jì)

2.1 分組模塊

分組模塊電路功能是對(duì)64個(gè)信號(hào)進(jìn)行分組，每8個(gè)信號(hào)一組，總共8組。64個(gè)桌位是否有人的信息接入輸入總線din[63...0]，共64個(gè)輸入端口。在CLK時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下，LOCK對(duì)64個(gè)傳感器或按鍵輸入信號(hào)進(jìn)行鎖存然后系統(tǒng)電路開始工作對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分組，具體分為qout0～qout7共8組，每組8個(gè)。以上提到的LOCK鎖存信號(hào)，為動(dòng)態(tài)掃描的掃描頻率，它決定了系統(tǒng)的掃描頻率。

2.2 點(diǎn)陣顯示模塊

顯示模塊完成對(duì)8*8點(diǎn)陣餐廳餐桌位狀態(tài)信息的顯示，將分組模塊分組后的八組信號(hào)，作為顯示模塊的輸入信號(hào)din0～din7，用點(diǎn)陣顯示，輸出hang，lie分別是行和列的輸出信號(hào)。動(dòng)態(tài)掃描是對(duì)8行8列傳感器信號(hào)進(jìn)行掃描，首先掃描輸出第0行的值，然后掃描0～7列值對(duì)應(yīng)輸出；接著掃描輸出第1行，再掃描第0～7列；就這樣依次掃描輸出。對(duì)應(yīng)的din0～din7為八組并行輸入信號(hào)，每組8位；hang，lie分別是行和列的位置輸出都為8個(gè)數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)64個(gè)點(diǎn)。

2.3 計(jì)數(shù)模塊

計(jì)數(shù)模塊用于對(duì)64個(gè)桌位的提醒信號(hào)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器設(shè)置三個(gè)輸入端口，分別為clk、en、rst。clk通過輸入1Hz的脈沖信號(hào)給計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)。en為重力傳感器或按鍵信號(hào)，當(dāng)顧客就餐時(shí)en會(huì)輸入信號(hào)，計(jì)數(shù)器開始工作。rst為復(fù)位信號(hào)，當(dāng)顧客離開時(shí)，服務(wù)員通過復(fù)位信號(hào)將計(jì)數(shù)器復(fù)位。輸出一個(gè)提醒信號(hào)cq，當(dāng)計(jì)數(shù)器工作90分鐘后計(jì)數(shù)器會(huì)輸出一個(gè)提醒信號(hào)。

3 功能實(shí)現(xiàn)

本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的自助餐飲自動(dòng)尋位系統(tǒng)，顧客進(jìn)入餐廳，系統(tǒng)將會(huì)以最快的速度幫顧客顯示出未使用的餐桌位號(hào)和位置，使顧客可以快速的選擇出滿意的就餐位置，并把餐桌位號(hào)加入到已使用的餐桌行列。同時(shí)顯示已選擇出的桌位號(hào)。在每個(gè)餐桌上同時(shí)會(huì)安裝指定的按鍵、傳感器和計(jì)時(shí)器，當(dāng)顧客就餐完畢后，按鍵或傳感器會(huì)將信號(hào)傳遞給系統(tǒng)。系統(tǒng)會(huì)重新將餐桌位號(hào)加入到未使用的行列中，以供后續(xù)顧客使用。以某自助火鍋店64個(gè)桌位為例，實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）將餐廳桌位劃分為8個(gè)區(qū)域，用8*8點(diǎn)陣表示餐廳的64個(gè)餐桌，燈滅表示該餐桌為未使用狀態(tài)，燈亮表示該餐桌正在被使用，根據(jù)顧客要求推薦最優(yōu)桌位，并顯示該桌位號(hào)。

（2）顧客能夠自由地選擇在任何未被使用的餐桌上就餐，任何餐桌上的顧客都可以隨時(shí)離開餐桌取餐。

（3）每個(gè)桌位上安裝有就餐開始按鈕和重力傳感器，設(shè)置按鈕為主，重力傳感器為輔，實(shí)現(xiàn)桌位有人就餐數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新與顯示，且任何桌位上的顧客都可以隨時(shí)離開餐桌取餐，而不會(huì)誤顯示。

（4）顧客每次用餐推薦時(shí)長(zhǎng)為2小時(shí)，當(dāng)用餐時(shí)長(zhǎng)到達(dá)90分鐘時(shí)給予提醒。

（5）如餐桌全部被使用，將滿足上述（4）提醒后的餐桌個(gè)數(shù)顯示。

（6）每個(gè)桌位上安裝就餐結(jié)束按鈕，并實(shí)時(shí)更新與顯示數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的自助餐飲自動(dòng)尋位系統(tǒng)，以FPGA為核心控制器件，利用重力傳感器和按鍵實(shí)時(shí)反映桌位是否被使用，為顧客定制最優(yōu)桌位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋位。并設(shè)置計(jì)時(shí)提醒，為人員爆滿時(shí)顧客等待提供參考。能夠?yàn)轭櫩吞峁└尤诵曰姆?wù)，推薦最優(yōu)座位，明確就餐等待時(shí)間，優(yōu)化餐飲服務(wù)速度；操作方便，通用性強(qiáng)，功能拓展易實(shí)現(xiàn)；為商家減少顧客流失率，節(jié)約人力成本。

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱趙青.淺談中國(guó)內(nèi)餐飲業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)對(duì)策略[J].品牌，2014（09）：11.

[2]楊青亮，趙建軍，鮑義東.基于單片機(jī)的自動(dòng)尋位立體車庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2008（1）：161-163.

[3]張松，李筠.FPGA的模塊化設(shè)計(jì)方法[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2014，28（5）：560-565.