基于ARM的無線餐廳點菜系統(tǒng)

楊哲

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式技術(shù)開始在各個行業(yè)和領(lǐng)域中應(yīng)用起來，例如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動、環(huán)境工程、水質(zhì)監(jiān)測管理以及餐廳點菜等不同的領(lǐng)域。其中和人們?nèi)粘Ｉ盥?lián)系最為緊密的就是餐廳點菜系統(tǒng)。因此本文在ARM的基礎(chǔ)上對無線餐廳點菜系統(tǒng)進(jìn)行了分析和討論，對系統(tǒng)的設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)的移植與實現(xiàn)等進(jìn)行了分析，希望通過本文的研究來實現(xiàn)手持終端點菜和服務(wù)器端確認(rèn)菜單的功能。

【關(guān)鍵詞】ARM;無線餐廳;點菜系統(tǒng)

Abstract：With the rapid development of science and technology，embedded technology began to be applied in various industries and fields，such as agricultural production activities，environmental engineering，water quality monitoring management and restaurant order and other different fields，which is the most closely related to People's Daily life is the restaurant order system Therefore，this paper analyzes and discusses the wireless restaurant order system on the basis of ARM，analyzes the design of the system，the transplantation and implementation of the embedded system，and hopes to realize the function of handheld terminal order and server confirmation menu through the research of this paper.

Keywords：ARM Wireless restaurant Order system

前言

隨著嵌入式技術(shù)在計算機(jī)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，嵌入式芯片的種類和作用越來越多，但是其體積在不斷的縮小，功能在不斷的增強(qiáng)，耗能也在不斷的降低。各種嵌入式操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性越來越高，可以在更多的硬件設(shè)備中應(yīng)用起來。嵌入式開發(fā)軟件也越來越多，功能也越來越齊全，滿足了社會中各個領(lǐng)域和行業(yè)的需求。而本文中所研究的ARM的無線餐廳點餐系統(tǒng)就是在嵌入式技術(shù)發(fā)展的前提下設(shè)計實現(xiàn)的，嵌入式無線餐廳點餐系統(tǒng)不僅可以幫助餐廳節(jié)約了成本，吸引了消費者，同時還大大的提高了服務(wù)質(zhì)量，對餐廳的品牌形象進(jìn)行了塑造，充分的滿足了消費者的消費心理。

一、相關(guān)技術(shù)介紹

（一）ARM介紹

ARM技術(shù)的全稱是進(jìn)階精簡指令集機(jī)器，是一個32位的精簡指令集的處理器結(jié)構(gòu)，也會有16位的指令集。最早是由ACORM公司推出的。一般情況下，在ARM處理器中有37個寄存器，其中有31個是通用寄存器，6個是狀態(tài)寄存器，通用寄存器主要有程序計數(shù)器組成，狀態(tài)寄存器主要是用于標(biāo)識CPU和程序的狀態(tài)。其應(yīng)用范圍非常廣，根據(jù)相關(guān)資料顯示，在很多移動設(shè)備市場中ARM處理器所占的比重非常高，其被應(yīng)用在無線通訊、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、工業(yè)控制和電子產(chǎn)品中。因此可以說，ARM技術(shù)在未來的市場發(fā)展中有著非常廣泛的空間和價值。

（二）無線餐廳點菜系統(tǒng)介紹

無限餐廳點菜系統(tǒng)，主要是通過客人點菜形成的初步菜單，之后通過無線途徑來把菜單的相關(guān)信息通發(fā)送到后廚。無線餐廳點菜系統(tǒng)的出現(xiàn)可以在很大的程度上方便點菜、加菜、退菜和結(jié)賬服務(wù)，不僅節(jié)約了人工的成本，同時還提高了餐廳的服務(wù)質(zhì)量和工作效率，有著非常廣闊的研究價值和意義。而無線餐廳點菜系統(tǒng)的實現(xiàn)其中最為明顯的就是應(yīng)用了嵌入式系統(tǒng)和相關(guān)的設(shè)備。

而嵌入式系統(tǒng)的主要特點包括：1）使用了專用的計算機(jī)系統(tǒng);2）嵌入式系統(tǒng)對環(huán)境有一定的要求;3）嵌入式系統(tǒng)有著比較長的生命周期和實時性、可靠性;4）嵌入式系統(tǒng)可以實現(xiàn)軟件代碼的固化;5）嵌入式系統(tǒng)需要滿足于對象系統(tǒng)的控制需求并且還需要有專業(yè)的開發(fā)工具和方法才可以實現(xiàn)其功能和價值[1]。

二、無線餐廳點菜系統(tǒng)設(shè)計

（一）系統(tǒng)功能性需求分析

在本文研究的無線餐廳點菜系統(tǒng)中主要包括了點菜系統(tǒng)和后臺管理系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)。其中點菜系統(tǒng)的主要作用包括了客戶所點的菜單信息的呈現(xiàn)、用戶點菜和后期的自動結(jié)賬;而后臺管理系統(tǒng)包括了原材料信息、菜品的信息管理和員工消費者信息的管理、以及餐廳營業(yè)情況的統(tǒng)計分析等功能[2]。

第一，菜單、桌臺、拼音碼;無線點菜系統(tǒng)在使用之前需要下載相應(yīng)的菜單和桌臺信息以及拼音輸入法。在設(shè)備的開機(jī)界面通過功能鍵來下載所需要的相關(guān)信息，在下載成功之后，系統(tǒng)會提示通訊成功。

第二，點餐;在開臺成功之后，系統(tǒng)會跳轉(zhuǎn)到點餐界面，這時可以進(jìn)行點餐;這時候界面會進(jìn)入到餐廳菜譜信息界面，里面包括了菜品的名稱、材料、配料和價位，以及選擇按鈕，客戶只需要點擊菜品后面的選擇按鈕，系統(tǒng)就會彈出來菜品相關(guān)的功能選擇，如口味的調(diào)整、配料的選擇等等;之后再輸入菜品的數(shù)量，點擊“加入”菜品就會進(jìn)入到系統(tǒng)相應(yīng)桌臺好的儲備庫中，之后客戶再進(jìn)行其他菜品的點餐;最后在點餐完畢之后，點擊界面最下方的點餐，菜單信息就會進(jìn)入到后臺系統(tǒng)管理中。

第三，修改菜品數(shù)量和信息;在還沒有點擊點餐的菜品是可以隨時進(jìn)行修改的，如選中所要編輯的菜品，通過上下鍵來更改菜品的數(shù)量和信息，在確定之后按下確定按鈕，就可以完成菜品的修改。

第四，申請結(jié)賬;在功能界面下方選擇申請結(jié)賬選項，客戶手中的手持終端設(shè)備會把申請結(jié)賬的命令發(fā)送到吧臺服務(wù)器中，吧臺服務(wù)器中會自動彈出相關(guān)桌臺申請結(jié)賬的請求，在吧臺人員進(jìn)行信息核對之后會向終端設(shè)備上發(fā)送用餐價格的詳單，在客戶確認(rèn)無誤之后，點擊確認(rèn)進(jìn)入到結(jié)算系統(tǒng)中，這時候客戶可以選擇結(jié)賬的方式，并進(jìn)行賬務(wù)的結(jié)算工作[3]。

第五，評價;在申請結(jié)賬完畢之后，系統(tǒng)會進(jìn)入到服務(wù)評價環(huán)節(jié)，客戶可以對餐廳的服務(wù)質(zhì)量，菜品質(zhì)量等等來進(jìn)行評價;在評價系統(tǒng)中可以設(shè)置多種評價模式，一般情況下很多餐廳設(shè)置的是兩種評價模式，一種是餐廳列出評價內(nèi)容，客戶只需要進(jìn)行滿意、不滿意的選擇就可以;另外一種是客戶自行評價模式，客戶可以通過系統(tǒng)中的手寫面板來對餐廳的服務(wù)情況進(jìn)行針對性和評價，在評價結(jié)束之后，系統(tǒng)會把客戶的評價信息發(fā)送到后臺的管理系統(tǒng)中。

（二）系統(tǒng)非功能性需求分析

第一，一般非功能性需求分析;非功能性需求分析，主要指的是除了系統(tǒng)的特定的功能之外的，實現(xiàn)系統(tǒng)運行的必要的需求。對于無線餐廳無線點菜系統(tǒng)來說，一般分功能性需求包括了以下幾個內(nèi)容;（1）可用性;此部分主要是指點菜系統(tǒng)和用戶發(fā)生直接性的交互關(guān)系，并且用戶的文化程度和理解能力存在著很大的不同和差異，所以，可用性需要便于不同的客戶進(jìn)行操作，具有很好的理解性，可以直接對客戶的心理需求進(jìn)行反應(yīng)，還可以讓客戶更好的進(jìn)行操作。（2）實時性;主要是指無線點餐系統(tǒng)中，根據(jù)用戶的實際需求來實現(xiàn)其一定的時效性，所以需要對各種信息實現(xiàn)及時、有效、精準(zhǔn)的傳遞和反饋。時效性的實現(xiàn)是為了提高無線點餐系統(tǒng)服務(wù)的質(zhì)量和使用價值。（3）可靠性;因為很多餐廳的客流量非常大，所以，無線點餐系統(tǒng)需要對很多不同的、復(fù)雜的信息進(jìn)行處理，并且還要保障這些信息系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和正確性，保障無線點餐系統(tǒng)中各種信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、安全可靠。

第二，系統(tǒng)安全性需求分析;無線餐廳點菜系統(tǒng)中的系統(tǒng)安全性需求包括了機(jī)密性、完整性和穩(wěn)定性。其中機(jī)密性主要是指系統(tǒng)需要對不同客戶的基本信息設(shè)置權(quán)限設(shè)置，涉及到一些高機(jī)密性的數(shù)據(jù)信息只能有級別達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的管理人員才可以進(jìn)行查閱和獲取，通過設(shè)置不同的等級的機(jī)密程度信息來保護(hù)餐廳數(shù)據(jù)信息的安全。完整性，主要指的是為了防止其被非法修改，對一些系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份和調(diào)整。在特定的時間內(nèi)由系統(tǒng)進(jìn)行備份，并對權(quán)限進(jìn)行設(shè)置。穩(wěn)定性;穩(wěn)定性主要是指系統(tǒng)在無線點餐系統(tǒng)運行的過程中，要對系統(tǒng)運行中的各種數(shù)據(jù)的安全性進(jìn)行保障。同時，還要確保用戶可以隨時對各項數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問和數(shù)據(jù)處理，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行系統(tǒng)保障，確保系統(tǒng)可以正常的運行。

在無線點菜系統(tǒng)的功能性需求和非功能性需求中，根據(jù)功能特點來進(jìn)行詳細(xì)的系統(tǒng)分析，為接下來的系統(tǒng)實現(xiàn)充分的準(zhǔn)備。

（三）系統(tǒng)軟件的總體結(jié)構(gòu)

在無線餐廳的點菜系統(tǒng)中主要是通過LCD模塊中的圖形界面來進(jìn)行用戶點餐信息的收集的，無線收發(fā)模塊把用戶點餐后的信息通過發(fā)送器發(fā)送到后臺的管理系統(tǒng)中。而這個過程起到的是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的作用。通過無線路由器形成的無線局域網(wǎng)和后臺管理的服務(wù)器終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信。而ARM中軟件的獲得過程是在整個系統(tǒng)中得到的，之后通過已經(jīng)設(shè)定的文件系統(tǒng)來進(jìn)行應(yīng)用軟件的開發(fā)，再進(jìn)行編譯程序后下載到ARM開發(fā)板上運行。通過開發(fā)板的運行來實現(xiàn)客戶的點菜、加菜、退菜、選擇、結(jié)賬申請等，并在完成這一系列的功能后，再通過無線模塊中的TCP/IP協(xié)議把數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并傳輸給后堂的服務(wù)終端上。

（四）交叉編譯環(huán)境的形成

在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行代碼的編寫，之后實現(xiàn)運行，這個難度系數(shù)是比較大的，但是通過交叉編譯就可以徹底解決這一問題[4]。交叉編譯主要是在編程計算機(jī)上安裝一個虛擬機(jī)，在虛擬機(jī)內(nèi)安裝一個可以使用的嵌入式開發(fā)板，而開發(fā)板中要有一個操作系統(tǒng)，并在這個系統(tǒng)中進(jìn)行代碼的編寫，之后通過交叉編譯設(shè)備來把所編寫的代碼轉(zhuǎn)換成可以在嵌入式開發(fā)板上直接運行的二進(jìn)制代碼，之后通過相應(yīng)的傳輸工具來把所有的二進(jìn)制代碼傳送到嵌入式開發(fā)板的文件系統(tǒng)中，就可實現(xiàn)交叉編譯環(huán)境的形成。

三、嵌入式系統(tǒng)的移植與實現(xiàn)

（一）BootLoader的移植

一般情況下U-boot的啟動需要兩個步驟;第一步是把各種不同的硬件設(shè)備進(jìn)行初始化，為下一個階段配備足夠的RAM空間，并對相應(yīng)的信息進(jìn)行保存，構(gòu)建相應(yīng)的空間設(shè)置;第二步是在第一步的基礎(chǔ)上添加操作系統(tǒng)的內(nèi)核和根文件系統(tǒng)設(shè)置，一般情況下對此部分內(nèi)容的設(shè)計使用的是C語言，主要是因為C語言具有讀性和移植性。

（二）嵌入式Linux內(nèi)核的移植

嵌入式Linux系統(tǒng)的關(guān)鍵性軟件是內(nèi)核，而內(nèi)核的移植是一個非常復(fù)雜的過程，同時也是在ARM基礎(chǔ)上的嵌入式開發(fā)過程中非常重要，非常復(fù)雜的一項工作任務(wù)。內(nèi)核移植的過程包括了內(nèi)核的配置、內(nèi)核的下載和內(nèi)核的編譯等等[5]。其中內(nèi)核的配置包括;1）對Makefile修改是對根目錄下的Makefile中交叉編譯器的版本和所要使用的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改;2）設(shè)置NAND Flash分區(qū)，主要是構(gòu)建一個Flash的分區(qū)表，對內(nèi)存空間和每個分區(qū)的起始地址和空間大小進(jìn)行劃分;3）配置內(nèi)核選項;主要是根據(jù)使用的開發(fā)板的配置文件來進(jìn)行相應(yīng)的配置。

內(nèi)核編譯包括了;1）對多余的文件進(jìn)行清除;在進(jìn)入到根目錄之后，對之前編譯過殘余的.config和.o文件進(jìn)行清理;2）對內(nèi)核映像和模塊進(jìn)行編譯;make zlmage編譯生成gzip壓縮形式的image;3）安裝模塊;make modules install;在默認(rèn)的系統(tǒng)中模塊被會被安裝到/lib/modules目錄之下;

內(nèi)核下載首先需要在所要開發(fā)的計算機(jī)中建立起一個tftp服務(wù)，之后通過超級終端或者是DNW工具來啟動目標(biāo)板。

（三）文件系統(tǒng)移植和實現(xiàn)

文件系統(tǒng)的主要功能是文件存放在存儲設(shè)備上的組織方法。主要體現(xiàn)在對文件和目錄的組織管理上，UNIX系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)是最為基本的資源和信息。在內(nèi)核和文件系統(tǒng)之間，一般情況下會形成一個標(biāo)準(zhǔn)的接口，以此來對不同文件結(jié)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)交換[6]。而在作根文件的主要系統(tǒng)包括了;1）建立起lu設(shè)備的臨時掛節(jié)點;2）建立起一個大小為15MB的臨時性文件;3）連接設(shè)備和臨時性文件;4）把/dev/lu0進(jìn)行格式化位ext2文件系統(tǒng);5）把虛擬盤掛載在節(jié)點上;6）通過cp命令來把所需要的文件復(fù)制到虛擬盤中;7）卸載原來的文件系統(tǒng)，從而形成文件系統(tǒng)映像;8）壓縮文件系統(tǒng)映像。

（四）文件系統(tǒng)移植和實現(xiàn)

服務(wù)器端與無線點菜機(jī)之間的無線通信，只需在餐廳的管理系統(tǒng)軟件中設(shè)置串口參數(shù)即可。串口通信數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)如下。

具體操作流程如圖2所示。

（五）數(shù)據(jù)庫設(shè)計

根據(jù)點餐業(yè)務(wù)的需求，系統(tǒng)中涉及五個實體，分別是顧客、餐桌、訂單、菜品和點菜清單。

3 表設(shè)計

結(jié)語

基于ARM的開發(fā)，很多便捷式的電子設(shè)備開始應(yīng)用到人們的生活和工作中，為人們提供了很大的便利。而在本文的研究中主要是對基于ARM的無線餐廳點菜系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究，這個系統(tǒng)看似比較簡單，但是此系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用是在ARM基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，和其他具體的軟件代碼的開發(fā)是有很大的差別的，無線餐廳點菜系統(tǒng)雖然比較小，但是其所需要的代碼的復(fù)雜性卻非常高。而通過本文的研究，不僅可以對無線餐廳點菜系統(tǒng)的完善提供一些參考建議，同時從另外一個方面上來講，還可以幫助我國餐飲行業(yè)快速的進(jìn)入到信息化進(jìn)程中，推動餐飲管理的快速發(fā)展。

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