一種文明健康使用公私筷（勺）控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

新時(shí)代，人們的飲食習(xí)慣正在逐漸改變。日常生活中的公筷、公勺、分餐制也逐漸開始成為社會媒體談?wù)摰慕裹c(diǎn)和熱門話題。2020年10月27日，上海市第十五屆人民代表大會常務(wù)委員會第二十六次會議通過《上海市公共衛(wèi)生應(yīng)急管理?xiàng)l例》，自2020年11月1日起施行。條例中第十七條規(guī)定：餐飲服務(wù)單位應(yīng)當(dāng)提供公筷公勺服務(wù)。

就餐時(shí)，人們使用公筷公勺可預(yù)防多種傳染病。其中，在傳染病菌中，幽門螺桿菌最為常見，它會通過就餐時(shí)的筷（勺）子傳播。據(jù)調(diào)查，每兩個(gè)月，我國成年人中至少有一人間接性地感染了這種幽門螺桿菌。在餐桌上共餐，使用私筷（勺）進(jìn)行夾菜，未正確科學(xué)使用公私筷（勺），會導(dǎo)致交叉感染，引起一系列疾病的傳染。在食客就餐時(shí)，各大餐飲店會為其提供公私筷（勺）服務(wù)，但是由于部分食客的思想覺悟有待提高，行為習(xí)慣有待改善，因此，公私筷（勺）的使用率不高。

基于此，文章主要研究如下內(nèi)容：第一，系統(tǒng)如何判斷食客正確使用公私筷（勺）；第二，系統(tǒng)如何在食客將公筷（勺）私用時(shí)，及時(shí)提示與警示食客，需正確使用公私筷（勺）。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的第一部分是關(guān)于系統(tǒng)應(yīng)該如何識別食客是否正確使用了公筷（勺）或私筷（勺）的問題。而第二部分則涉及系統(tǒng)如何在食客錯(cuò)誤使用公筷（勺）或私筷（勺）時(shí)，立即向他們發(fā)出提醒和警示，并要求他們正確使用公筷（勺）或私筷（勺）。

1.緒論

1.1研究背景

人們在餐廳內(nèi)就餐時(shí)，不用碗筷（勺）分食或者公筷（勺）夾菜，已經(jīng)逐漸演變成了當(dāng)今人們?nèi)粘２妥郎献畲蟮挠貌投Y儀陋習(xí)。但在國外，分餐、公筷（勺）制已經(jīng)司空見慣，是人們文明健康、餐飲禮儀的重要組成體現(xiàn)。

大部分的人依然保留著飯菜共食的傳統(tǒng)習(xí)慣，在同一個(gè)菜中，你夾我也夾。在做客時(shí)，主人有時(shí)候?yàn)榱顺浞直硎咀约旱臒崆橛押?，用自己的筷（勺）子為其他人進(jìn)行夾菜，客人礙于自己的個(gè)人面子也不得不吃，導(dǎo)致患病的幾率增加。

本文研究者通過走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，規(guī)模稍大的餐館、飯店，一般都會為客人提供免費(fèi)就餐的公筷（勺）服務(wù)，但并不是每個(gè)新來的客人或每道菜都會提供公筷（勺）服務(wù)，一些餐館或者規(guī)模較小的飯館、餐飲店，根本就沒有提供公筷（勺）的就餐服務(wù)。另外，不少城市年輕人在大型餐館、餐廳就餐時(shí)，會覺得兩雙筷（勺）子換來換去很麻煩，甚至?xí)?yán)重影響正常食客就餐。

1.2研究意義

基于上述的研究背景，本文的研究意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，通過本項(xiàng)目，輔助或幫助人們，在就餐時(shí)，及時(shí)有效地區(qū)分公私筷（勺），并提示使用者正確使用公私筷（勺），達(dá)到文明健康就餐的效果。第二，減少、減輕甚至杜絕就餐時(shí)交叉感染情況的發(fā)生。

1.3現(xiàn)狀分析

現(xiàn)在，我國有一些大型餐廳，并未給食客免費(fèi)提供公勺、公筷（勺）的就餐服務(wù)。同時(shí)，當(dāng)一些顧客提出要求餐廳提供公筷（勺）時(shí)，餐廳服務(wù)的工作人員拿來的卻是一雙與私筷（勺）沒有明顯區(qū)別的筷（勺）子，讓使用者難以準(zhǔn)確區(qū)分公筷（勺）與私筷（勺）。

因此，在多人就餐時(shí)，餐飲店、飯店提供公私筷（勺），就餐者及時(shí)、合理使用公私筷（勺），是人們健康飲食的安全保障。本文以此為突破點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種文明健康使用公私筷（勺）的控制系統(tǒng)，幫助人們文明、健康、科學(xué)的使用公私筷（勺）。

本文所蘊(yùn)含的研究意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，在這個(gè)項(xiàng)目中，通過提供輔助或者協(xié)助，使人們能夠在用餐時(shí)更及時(shí)、更有效地區(qū)分公筷和私筷（勺），并提醒使用者正確使用這些餐具，從而達(dá)到促進(jìn)文明健康用餐的效果。其次，同時(shí)有助于降低、減少甚至杜絕在用餐過程中出現(xiàn)交叉感染的可能。

現(xiàn)在，我國的一些大型餐廳并沒有為食客提供免費(fèi)的公共勺子和公共筷子的用餐服務(wù)。同時(shí)，一些顧客要求餐廳提供公共筷子時(shí)，工作人員卻拿來一雙與私人筷子沒有明顯區(qū)別的筷子，導(dǎo)致使用者很難準(zhǔn)確區(qū)分公共筷子和私人筷子。因此，在多人用餐時(shí)，餐飲店和飯店提供公共和私人筷子是確保人們健康飲食安全的重要保障。本文以此為主要切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種文明健康使用公筷和私人筷子的控制系統(tǒng)，旨在幫助人們以文明、健康、科學(xué)的方式使用公共和私人筷子。

1.4研究目的、內(nèi)容

1.4.1研究目的

后疫情時(shí)代，人們生活飲食的衛(wèi)生健康尤其重要。日常就餐時(shí)，人們合理、科學(xué)使用公私筷（勺）的行為習(xí)慣，能有效地防止唾液和細(xì)菌病毒在餐桌上的傳播，為人們的飲食健康得到安全保障。

1.4.2研究內(nèi)容

通過圖像識別技術(shù)，利用物體分類輔助人們區(qū)分公私筷（勺）。就餐時(shí)，當(dāng)筷（勺）子到達(dá)餐盤上后進(jìn)行圖像識別，識別出是公筷（勺）還是私筷（勺）。

采用語音合成播報(bào)技術(shù)與氛圍燈，在就餐時(shí)，當(dāng)筷（勺）子到達(dá)餐盤上后進(jìn)行圖像識別，識別出是公筷（勺）時(shí)，會語音播報(bào)，同時(shí)亮起藍(lán)色氛圍燈；識別出是私筷（勺）時(shí)，也會語音播報(bào)，同時(shí)會亮起紅色氛圍燈，提醒使用者正確使用公筷（勺）。

2.研究項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)

2.1功能設(shè)計(jì)

研究者通過走訪調(diào)查餐飲店、飯店發(fā)現(xiàn)，依據(jù)人們在餐桌上使用公私筷（勺）的行為習(xí)慣以及人們無法區(qū)分公私筷（勺）的問題，設(shè)計(jì)出本文所述項(xiàng)目的功能。如圖1所示。

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

就餐時(shí)，根據(jù)人們的行為習(xí)慣以及使用公私筷（勺）的規(guī)定，正確使用公私筷（勺）能避免形成交叉感染。經(jīng)過研究者在就餐時(shí)的發(fā)現(xiàn)與研究，設(shè)計(jì)出項(xiàng)目系統(tǒng)圖，如圖2所示。

就餐過程中，結(jié)合人們的行為模式和使用公私筷（勺）的規(guī)范，妥善運(yùn)用公私筷（勺）可有效預(yù)防交叉感染的情況。在餐桌上觀察并研究后，提出了關(guān)于項(xiàng)目系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)方案。

2.3項(xiàng)目方案邏輯思維圖設(shè)計(jì)

根據(jù)項(xiàng)目的工作流程和工作步驟以及設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新思維，設(shè)計(jì)出其工作邏輯思維流程圖，如圖3所示。

2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目研究者先建模出三維模型，以餐桌為載體，先建模出公私筷（勺），再建模出項(xiàng)目系統(tǒng)的三維模型，如圖4所示。

3.研究項(xiàng)目核心元件選型設(shè)計(jì)

本研究項(xiàng)目核心元件：AI視覺傳感器、紅藍(lán)顏色燈帶、語音合成模塊、Arduino Uno主控板、24V電源適配器等。

3.1傳感器模塊選型設(shè)計(jì)

AI視覺傳感器，型號分別為：SEN0305 AI視覺傳感器，內(nèi)置7種模式，如人臉識別、物體分類、顏色識別、巡線識別等。

3.2提示模塊選型設(shè)計(jì)

提示燈帶：將硅膠線條燈嵌入式軟燈，燈帶便可任意拼接、彎曲，并通過顏色燈光幫助和輔助人們養(yǎng)成使用公私筷（勺）的行為習(xí)慣。

語音播報(bào)模塊：采用是語音合成芯片性價(jià)比高，靈敏度高，語音合成更自然的一款語音合成芯片，能夠及時(shí)提醒就餐人員文明健康使用公私筷（勺）。

提示燈帶：將型號為888899LED硅膠線條燈嵌入式軟燈；選用型號為SYN6288語音播報(bào)模塊。

3.3控制模塊選型設(shè)計(jì)

Arduino Uno主控板是用于模塊編程的主控板，通過程序中的設(shè)定，利用AI視覺模塊識別公私筷（勺），提示食客正確使用公筷進(jìn)行夾菜，使用私筷進(jìn)行進(jìn)食。

4.研究項(xiàng)目工作原理

當(dāng)使用公筷（勺）進(jìn)行夾菜時(shí)，AI視覺傳感器模塊檢測到公筷（勺），亮起藍(lán)色燈光，并進(jìn)行語音播報(bào)，提示食客已正確使用公筷（勺）進(jìn)行夾菜。

當(dāng)使用私筷（勺）進(jìn)行夾菜時(shí)，AI視覺傳感器模塊檢測到公筷（勺），亮起紅色燈光，并進(jìn)行語音播報(bào)，提示食客未正確使用公筷（勺）進(jìn)行夾菜。

當(dāng)使用公筷（勺）進(jìn)行進(jìn)食時(shí)，AI視覺傳感器模塊檢測到公筷（勺），亮起紅色燈光，并進(jìn)行語音播報(bào)，提示食客未正確使用私筷（勺）進(jìn)行進(jìn)食。

當(dāng)使用私筷（勺）進(jìn)行進(jìn)食時(shí)，AI視覺傳感器模塊檢測到公筷（勺），亮起藍(lán)色燈光，并進(jìn)行語音播報(bào)，提示食客已正確使用私筷（勺）進(jìn)行進(jìn)食。

5.研究項(xiàng)目工作過程

當(dāng)食客使用公筷（勺）進(jìn)行夾菜，藍(lán)色燈光亮起，已正確使用公筷（勺）。當(dāng)食客使用私筷（勺）進(jìn)行夾菜，紅色燈光亮起，未正確使用公筷（勺）。當(dāng)食客使用公筷（勺）進(jìn)行進(jìn)食，紅色燈光亮起，未正確使用私筷（勺）。當(dāng)食客使用私筷（勺）進(jìn)行進(jìn)食，藍(lán)色燈光亮起，已正確使用公筷（勺）。

6.研究項(xiàng)目特點(diǎn)

6.1識別公私筷（勺）

在系統(tǒng)中錄入餐桌上的公私筷（勺），就餐時(shí)，利用物體分類輔助人們區(qū)分公私筷（勺），幫助人們科學(xué)使用公私筷（勺）。

6.2防止公筷（勺）私用

在系統(tǒng)中錄入使用公筷（勺）進(jìn)食的大量圖片，幫助人們合理使用公私筷（勺）。本系統(tǒng)能科學(xué)、高效輔助人們在就餐時(shí)，合理使用公私筷（勺）。

總結(jié)

通過對研究項(xiàng)目功能的測試與調(diào)試，相關(guān)功能已基本實(shí)現(xiàn)，能夠達(dá)到研究的目的，能夠高效地幫助人們合理區(qū)分公私筷（勺），保障食客的飲食健康。由于公私筷（勺）具有多樣性，在進(jìn)行圖像識別的時(shí)候，系統(tǒng)會出現(xiàn)誤識別、識別率有待提高等問題，因此，需要進(jìn)一步加強(qiáng)程序內(nèi)的設(shè)計(jì)。因項(xiàng)目的不足之處，后期會繼續(xù)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)，使其能夠精準(zhǔn)、高效識別不同樣式的公私筷（勺），并設(shè)定不同的場景，讓人們能夠更高效的區(qū)分與使用公私筷（勺）。