基于機(jī)器人的智能餐廳系統(tǒng)

代紅英　劉俊宏　張仁永

摘 要： 本系統(tǒng)是采用平板電腦進(jìn)行點(diǎn)餐、智能機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)送餐的智能餐廳系統(tǒng)。平板電腦點(diǎn)餐解決客戶需求流向服務(wù)臺(tái)，機(jī)器人送餐解決服務(wù)信息到達(dá)客戶手中。系統(tǒng)尋軌式送菜機(jī)器人，融合了光電尋軌、自動(dòng)識(shí)別餐桌，語音播報(bào)、紅外避障等功能于一體，并可通過wifi與服務(wù)臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。

關(guān)鍵詞： 智能餐廳;機(jī)器人;HT32F1755;RFID

1 總體設(shè)計(jì)

客人利用餐桌上的平板電腦根據(jù)實(shí)物照片進(jìn)行點(diǎn)餐，點(diǎn)餐信息通過wifi通信匯集到服務(wù)臺(tái)電腦，通過智能處理系統(tǒng)自動(dòng)將點(diǎn)餐信息發(fā)布到廚房顯示屏和機(jī)器人，廚師炒的菜由機(jī)器人自動(dòng)送往餐桌。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 送餐機(jī)器人

該系統(tǒng)采用HT32F1755單片機(jī)作為主控芯片，用步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力，用人體紅外傳感器避障，用平板電腦與后臺(tái)進(jìn)行通信，用RFID實(shí)現(xiàn)餐桌定位，用紅外探頭完成尋軌，系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。

2.1.1 控制MCU

控制MCU采用HT32F1755單片機(jī)，該單片機(jī)是一款基于ARM Cortex-M3處理器內(nèi)核的32位高性能低功耗單片機(jī)，具有高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的特點(diǎn)。

2.1.2 循跡檢測

循跡檢測采用光電漫反射傳感器，一只發(fā)送、一只接收，是做機(jī)器人循跡探頭的不二之選。傳感器的紅外發(fā)射二極管不斷發(fā)射紅外線，當(dāng)發(fā)射出的紅外線沒有被反射回來，或反射回來但強(qiáng)度不夠大時(shí)，光敏三極管一直處于關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)指示二極管處于熄滅狀態(tài);否則光敏三極管飽和，此時(shí)指示二極管被點(diǎn)亮。

2.1.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)

本系統(tǒng)采用LMD18200T驅(qū)動(dòng)器。LMD18200T是NS推出的專用于直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的H橋組件，內(nèi)部集成了4個(gè)DMOS管，組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的H型驅(qū)動(dòng)橋。通過充電泵電路為上橋臂的2個(gè)開關(guān)管提供柵極控制電壓，充電泵電路由一個(gè)300kHz左右的工作頻率控制。內(nèi)部保護(hù)電路設(shè)置的過電流閾值為10A，當(dāng)超過該值時(shí)會(huì)自動(dòng)封鎖輸出，并周期性地自動(dòng)恢復(fù)輸出。如果過電流持續(xù)時(shí)間較長，過熱保護(hù)將關(guān)閉整個(gè)輸出。

2.1.4 餐盤檢測

餐盤檢測采用光電漫反射傳感器，同循跡檢測類似的電路原理。當(dāng)餐盤上有物體時(shí)，能自動(dòng)判斷處理。

2.1.5 熱釋紅外傳感器

本系統(tǒng)選用迷你型人體紅外檢測模塊，主要檢測送餐機(jī)器人正前方有無人員或障礙物，調(diào)整感應(yīng)距離為0.5m，若前方0.5m處檢測到人體紅外光，則觸發(fā)模塊信號(hào)送到MCU處理，MCU發(fā)送指令操控送餐機(jī)器人停止前行，并觸發(fā)語音芯片發(fā)出“您好，親！服務(wù)員正在送餐中，請讓一下路”的提示。

2.1.6 RFID模塊

RFID模塊采用遠(yuǎn)距離125K id卡讀卡模塊。該模塊具有讀卡距離遠(yuǎn)，解碼能力強(qiáng)，耗電低等特點(diǎn)，并具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，即使有障礙物也能準(zhǔn)確定位客人的餐桌，及時(shí)將食物送到客戶手中。

2.1.7 觸摸鍵

本系統(tǒng)采用BS816A-1觸摸鍵，支持6個(gè)觸摸鍵，使得操作機(jī)器人更加方便。

2.1.8 平板電腦

平板電腦采用谷歌NEXUS7。NEXUS7擁有一塊7英寸的IPS顯示屏，屬于標(biāo)準(zhǔn)的小尺寸平板，其分辨率為1024×600;內(nèi)置安卓4.4版本智能系統(tǒng)，支持無線wifi功能;內(nèi)置2個(gè)1W的立體聲喇叭，在環(huán)境相對安靜的條件下比較實(shí)用;采用四核ARM Cortex-A9中央處理器;前置攝像頭像素為200萬，后置攝像頭像素為500萬。

2.1.9 接口

控制MCU與平板電腦間的接口電路采用CH9343，它是一個(gè)高度集成、低功耗、單芯片全速USB Android Host接口控制芯片，可配置6種擴(kuò)展接口，用于內(nèi)置USB設(shè)備接口的安卓設(shè)備訪問外部組件。

2.2 點(diǎn)餐系統(tǒng)硬件

點(diǎn)餐系統(tǒng)硬件平板電腦采用谷歌NEXUS 7。

2.3 廚房led屏幕

系統(tǒng)選擇帶觸摸的led屏，每做1道菜，就觸摸一下，并將這個(gè)菜放置到機(jī)器人。觸摸屏顯示器技術(shù)是一種新型的人機(jī)交互輸入方式，與傳統(tǒng)的鍵盤和鼠標(biāo)輸入方式相比，觸摸屏輸入更直觀。為滿足市場客戶的需求，已經(jīng)開發(fā)出多點(diǎn)觸摸屏顯示器，配合識(shí)別軟件，觸摸屏還可以實(shí)現(xiàn)手寫輸入。

2.4 后臺(tái)pc

后臺(tái)服務(wù)pc可根據(jù)餐廳的大小，選擇工控機(jī)或者普通pc。

3 結(jié)語

本系統(tǒng)采用分離點(diǎn)餐與送餐，利用后臺(tái)軟件系統(tǒng)監(jiān)控做菜完成控制點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的餐廳服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)極大地體現(xiàn)了服務(wù)的人性化、智能化，解放人工活動(dòng)，讓餐廳服務(wù)真正走向?qū)嵱谩?/p>

參考文獻(xiàn)

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