餐廳智能服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

武夢(mèng)夢(mèng) 蘇春芳

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，服務(wù)機(jī)器人逐漸走進(jìn)了人們的生活。送餐服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用有效地節(jié)約了人力資源，同時(shí)也提升了餐廳服務(wù)業(yè)的智能化水平。該文設(shè)計(jì)開發(fā)的餐廳智能服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了顧客自助點(diǎn)餐、廚房管理、餐廳服務(wù)機(jī)器人送餐、運(yùn)營控制等功能，實(shí)現(xiàn)了餐廳業(yè)務(wù)管理的自動(dòng)化、智能化。送餐機(jī)器人主要包括自主巡線、智能避障、語音播報(bào)等功能，準(zhǔn)確、安全地完成送餐服務(wù)。顧客通過平板電腦，自主完成點(diǎn)餐，替代了傳統(tǒng)的點(diǎn)餐方式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了廚房管理和運(yùn)營控制等功能。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)餐廳運(yùn)營業(yè)務(wù)的管理，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)記錄交易數(shù)據(jù)，為餐廳業(yè)務(wù)的管理、分析、決策提供可靠的依據(jù)，具有廣闊的發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞：服務(wù)機(jī)器人；自助點(diǎn)餐；數(shù)據(jù)管理；智能送餐

中圖分類號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）15-0106-03

Design and Implementation of the Restaurant Intelligent Service System

WU Meng-meng， SU Chun-fang

（Jiangyin Polytechnic College， Jiangyin 214405， China）

Abstract： The highly developed technology improve peoples living standards， service robots can be used in many areas. The robot using in restaurant cut down the cost of human resources， and also increase the level of the intellectualization of the restaurant-management. We propose the service system for the restaurant-management in this paper， which can implement ordering， kitchen-management， food delivery and manage-control. And then it can highly increase the intellectualization of the restaurant-management. In this system， the robot implements independent patrol，obstacle avoidance，announcements and so on， and then which deliver the food to the correct custom in time. The custom can order the food by iPad， and then the cook can accept the order and start cooking， and in turn call for the robot to deliver food. This system implements the intellectual management of the restaurant， in which， the data changes dynamically， which can reflect the status of the restaurant in time， so it can be used to make decision for restaurant management.

Key words： service robot； self-service ordering system； data management； intelligent meal delivery

1 背景

隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，服務(wù)機(jī)器人走入了餐飲服務(wù)行業(yè)。為了提升餐飲服務(wù)業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，智能化的餐飲服務(wù)管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益而且還提高了餐廳管理的管理化水平。目前，餐飲行業(yè)競(jìng)爭激烈，餐廳管理者不僅要關(guān)注餐廳的運(yùn)營情況，實(shí)時(shí)關(guān)注運(yùn)營狀態(tài)，保證業(yè)務(wù)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還要制定科學(xué)的決策，從宏觀上指導(dǎo)餐廳的經(jīng)營。為此，該文設(shè)計(jì)、開發(fā)一套智能服務(wù)管理系統(tǒng)，既能實(shí)現(xiàn)對(duì)餐廳的管理，又能為運(yùn)營決策提供實(shí)時(shí)、可靠的科學(xué)依據(jù)。

2 系統(tǒng)概述

餐廳智能服務(wù)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)餐廳業(yè)務(wù)日常運(yùn)營的管理，業(yè)務(wù)流程如圖1所示。當(dāng)顧客走進(jìn)餐廳準(zhǔn)備用餐，首先通過點(diǎn)餐APP，完成對(duì)餐廳服務(wù)項(xiàng)目的瀏覽，然后挑選滿意的菜品，建立訂單，完成自助點(diǎn)餐。服務(wù)器將訂單發(fā)送給廚房管理器，廚師自主完成接單任務(wù)，接收訂單后依據(jù)訂單上的餐品要求，進(jìn)行制作。當(dāng)廚師完成制作后，呼叫機(jī)器人進(jìn)行餐品的派送。機(jī)器人根據(jù)所收到的指令開始自主派送。在派送任務(wù)完成后，顧客接收到菜品，最后到顧客自助付款，一個(gè)完整的業(yè)務(wù)流程結(jié)束。

餐廳智能服務(wù)系統(tǒng)主要分為四個(gè)模塊，如圖2所示。服務(wù)機(jī)器人、數(shù)據(jù)管理、廚房管理以及顧客點(diǎn)餐APP。顧客通過點(diǎn)餐APP瀏覽餐品，挑選喜歡的商品下單，廚師瀏覽顧客訂單，并接收相應(yīng)的訂單，開始制作，當(dāng)廚師制作完成后，呼叫服務(wù)機(jī)器人派送菜品。服務(wù)機(jī)器人代替餐廳服務(wù)員完成送餐服務(wù)，大大減少服務(wù)人員的數(shù)量，從而減少經(jīng)營成本。餐廳管理員也可以通過數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，對(duì)餐廳固定資產(chǎn)、員工以及服務(wù)項(xiàng)目進(jìn)行管理，統(tǒng)計(jì)菜品的熱銷量，查看營業(yè)額等，從而提高對(duì)餐廳業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)對(duì)餐廳業(yè)務(wù)的科學(xué)的管理，從而提高營業(yè)收入。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1點(diǎn)菜APP

點(diǎn)餐APP顯示各種餐品的信息，顧客通過瀏覽，挑選菜品并下單，造成訂單。訂單信息由4個(gè)字段組成，包括訂單號(hào)、菜品編號(hào)、餐桌號(hào)、時(shí)間戳；廚師查看所有的訂單信息，并進(jìn)行接單，此時(shí)會(huì)為訂單添加上“廚師編號(hào)”這個(gè)字段；當(dāng)制作完成后，下達(dá)派送任務(wù)，呼叫機(jī)器人進(jìn)行送餐，如圖3所示。為了實(shí)時(shí)監(jiān)控廚房的安全問題，通過安裝溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器，實(shí)時(shí)采集室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，從而監(jiān)控廚房溫濕度的變化，為智能調(diào)控電器的狀態(tài)提供科學(xué)的依據(jù)；另外煙霧傳感器可以檢測(cè)空氣中的液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，并進(jìn)行有效的防范。

2.2 數(shù)據(jù)管理

對(duì)餐廳的管理主要包括對(duì)經(jīng)營業(yè)務(wù)和對(duì)人員的管理，還包括實(shí)時(shí)調(diào)配資源，保障經(jīng)營業(yè)務(wù)的順利進(jìn)行。主要包括對(duì)固定資產(chǎn)、員工、服務(wù)項(xiàng)目的管理，還包括統(tǒng)計(jì)銷售額、員工工作量等，為運(yùn)營決策提供科學(xué)的依據(jù)，如圖4所示。

1）固定資產(chǎn)管理，餐廳中的固定資產(chǎn)管理主要包括對(duì)服務(wù)機(jī)器人、餐桌的管理，包括資產(chǎn)的初始化、更新、維護(hù)等業(yè)務(wù)。餐廳中的每個(gè)餐桌都有唯一的標(biāo)識(shí)，是訂單、餐品派送、付款的重要依據(jù)。對(duì)于服務(wù)機(jī)器人來說，餐桌編號(hào)是派送餐品和路徑規(guī)劃重要的依據(jù)。餐品派送的消息是通過廣播包的形式發(fā)送的，餐廳中所有的機(jī)器人都會(huì)收到該條消息，機(jī)器人通過決策模塊，產(chǎn)生最優(yōu)的派送方案，并指派相應(yīng)的機(jī)器人去派送。

2）員工管理，當(dāng)餐廳新增員工時(shí)，管理員可以對(duì)該員工的初始信息進(jìn)行設(shè)置，如：姓名、薪水、職位以及該用戶初次登陸系統(tǒng)時(shí)的初始密碼。當(dāng)餐廳員工發(fā)生變動(dòng)時(shí)，管理員對(duì)員工信息進(jìn)行更改。

3）服務(wù)管理，主要完成對(duì)餐廳經(jīng)營項(xiàng)目的管理，根據(jù)銷售的情況，動(dòng)態(tài)更新餐品的狀態(tài)，當(dāng)某個(gè)菜品售罄時(shí)，點(diǎn)餐APP將顯示為“售罄”狀態(tài)，顧客只能瀏覽。另外可根據(jù)銷售情況，為客戶進(jìn)行推薦服務(wù)，例如向顧客推薦喜愛的餐品和特色商品等。

4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，依據(jù)運(yùn)營數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)當(dāng)日營業(yè)額、當(dāng)月營業(yè)額以及顧客喜歡的餐品、口味等，根據(jù)以上的統(tǒng)計(jì)信息，可以動(dòng)態(tài)地進(jìn)行運(yùn)行業(yè)務(wù)的調(diào)整。另外還可以統(tǒng)計(jì)員工的工作量，對(duì)人員的調(diào)配與管理提供科學(xué)的依據(jù)。

2.3 服務(wù)機(jī)器人

服務(wù)機(jī)器人是基于Arduino開發(fā)板設(shè)計(jì)的，包括控制模塊、智能避障、語音播報(bào)等功能，如圖5所示。環(huán)境傳感器主要包括五路灰度傳感器，超聲測(cè)距等。融合五路灰度傳感器的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人自動(dòng)尋線功能，是路徑規(guī)劃、送餐的主要依據(jù)；當(dāng)服務(wù)機(jī)器人遇到障礙物，通過分析超聲測(cè)距傳感器的數(shù)據(jù)，自主決策并采用適當(dāng)?shù)谋苷喜呗?，本?xiàng)目中采用“停止行走、等待的避障物離開”的策略；通過無線wifi完成信息的交互、人機(jī)會(huì)話等，實(shí)現(xiàn)整個(gè)業(yè)務(wù)的智能化、自動(dòng)化。融合五路灰度傳感器和超聲測(cè)距傳感器，實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人自主尋線，自主調(diào)整運(yùn)動(dòng)軌跡，在行走的過程中檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)，服務(wù)機(jī)器人通過語音播報(bào)進(jìn)行語音提示，可以自主提示“請(qǐng)讓開一下”的語音信息；另外可以提示顧客“餐已送達(dá)，請(qǐng)慢用”等信息。

2.3.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)制

服務(wù)機(jī)器人通過五路灰度傳感器采集到環(huán)境數(shù)據(jù)，判斷路況并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，如圖6所示。五路灰度傳感器擁有五個(gè)傳感器探頭，每個(gè)探頭都有一個(gè)紅外發(fā)光二極管和一個(gè)光敏電阻。工作時(shí)，發(fā)光二極管向正下方發(fā)射紅外線，若光敏電阻接收到反射回的光線，則發(fā)送出反饋信息，在Arduino自帶的串口監(jiān)視器內(nèi)顯示出來。此時(shí)，灰度傳感器下方是平整的、可以反光或者亮度較高的物體，反之若沒有反饋，則是不反光或亮度較低的物品。利用灰度傳感器的以上的特性，可以使服務(wù)機(jī)器人沿著指定淺色或者深色軌跡行走，但是灰度傳感器受環(huán)境光影響較大，如地?zé)舻忍厥獾孛?，灰度傳感器是不能正常工作的?/p>

2.3.2 WIFI通信

服務(wù)機(jī)器人通過Arduino開發(fā)板定義軟串口， esp8266使用軟出口進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，在連接到同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，機(jī)器人、客戶端、服務(wù)器三者交互通信，實(shí)現(xiàn)三者間的無線數(shù)據(jù)傳輸。服務(wù)機(jī)器人通過定義的軟串口將環(huán)境信息發(fā)送給服務(wù)器，通過服務(wù)器的決策控制模塊，進(jìn)行決策，然后與機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制。另外點(diǎn)餐APP、廚房管理器、服務(wù)器間的網(wǎng)絡(luò)通信是通過建立可靠的TCP通信，從而實(shí)現(xiàn)信息的交互。

2.3.3 自主避障

超聲測(cè)距傳感器的工作原理是發(fā)射和接收超聲波，通過計(jì)算兩者之間的時(shí)間差，從而得到超聲波的飛行時(shí)間，再通過公式d=vt/2來測(cè)量距離，其中d是距離障礙物距離，v是聲速，t是時(shí)間。超聲傳感器，如圖8所示。超聲波具有穿透力強(qiáng)、波長短、頻率高而且方向性好的特點(diǎn)，在遇到有雜物或分界面時(shí)會(huì)會(huì)產(chǎn)生非常明顯的反射，形成回波?；谝陨咸攸c(diǎn)，超聲測(cè)距被廣泛地應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)、智能產(chǎn)業(yè)等方面。

2.3.4 語音播報(bào)

語音播報(bào)模塊具有語音信息錄入的功能，通過SYN6288語音合成芯片進(jìn)行文字錄入，如圖9所示。語音信息主要包括餐品介紹、避障提示、餐品送達(dá)等語音信息。當(dāng)服務(wù)機(jī)器人將餐品送到指定的餐桌，向顧客發(fā)出餐品送達(dá)的提示消息；另外，當(dāng)機(jī)器人遇到障礙物，會(huì)發(fā)出“請(qǐng)避讓”等語音提示。

3 結(jié)束語

該文設(shè)計(jì)開發(fā)的餐廳智能服務(wù)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)了顧客自助點(diǎn)餐、廚師準(zhǔn)備餐品、服務(wù)機(jī)器人送餐等功能。基于對(duì)環(huán)境信息的感知，服務(wù)機(jī)器人自主避障并將餐品送到設(shè)定的目標(biāo)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了餐廳服務(wù)智能化，節(jié)約開支，從而增加餐飲行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外該系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，還可用于無人工廠小型貨物的運(yùn)送，室內(nèi)智能導(dǎo)航等領(lǐng)域。

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