基本信息
- 项目名称：
- 自助无线点餐系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 基于ZigBee的无线点餐系统由服务员手持的带ZigBee无线数据通讯功能的无线点餐手持机和安装在PC系统服务器端的ZigBee无线数据中心节点组成。利用本套系统，服务员可以在本zigbee网络覆盖的任何地方使用无线点餐机进行点菜，并即时把数据传到后台数据服务器，由服务器负责后台的数据维护管理。
- 详细介绍：
- 一、 系统硬件构成 1.系统组成：系统由各个手持点餐机、ZigBee无线数据网络、厨房显示屏和数据服务器等组成，其中，ZigBee无线数据网络由与服务器相连的中心节点和分布在每张餐桌的无线点餐机共同构成。 2.射频部分 (1)ChipconCC2430芯片介绍 该单芯片上整合了ZigBee RF前端，内存，微控制器。其主要特点如下：高性能和低功耗的8051微控制器核；集成符合IEEE 802.15.4标准的2.4 GHz的RF无线电收发机；优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性；在休眠模式时仅0.9μA的流耗，外部的中断或RTC(实时时钟)唤醒系统，在待机模式时少于0.6μA的流耗，外部的中断能唤醒系统；硬件支持CSMA/CA(具有检测冲击的载波侦听多路接人)功能；较宽的电压范围(2.O V～3.6 V)；数字化的RSSI(接收信号强度指示)/LQI(链路质量指示)支持和强大的DMA(直接存储器存取)功能；具有电池监测和温度感测功能；集成了14位ADC(A/D转换器)；集成AES(高级加密标准)安全协处理器；带有2个强大的支持几组协议的USART(通用异步同步收发器)，以及1个符合IEEE 802.15.4规范的MAC(媒体访问控制)层计时器，1个常规的16位计时器和2个8位计时器；21个可编程的I/O引脚，P0、P1口是完全8位口，P2口只有5个可使用位，可以由软件设定一组SFR(专用寄存器)的位和字节，使这些引脚作为通常的I/O口或作为连接ADC、计时器、USART等部件的外围设备口使用。 (2)射频部分电路设计 CC2430芯片只需少量外围部件配合就能实现信号的收发功能。图2为CC2430芯片的一种典型硬件应用电路。电路使用一个非平衡天线，连接非平衡变压器可使天线性能更好。电路中的非平衡变压器由电容C341和电感L341, L321, L331以及一个PCB微波传输线组成，整个结构满足RF输人/输出匹配电阻(50Ω）的要求。内部T/R交换电路完成LNA和PA之间的交换。R221和R261为偏置电阻，R221主要用来为32 MHz的晶振提供一个合适的工作电流。用1个32 MHz的石英谐振器(XTAL1)和2个电容(C191和C211)构成一个32 MHz的晶振电路。用1个32.768 kHz的石英谐振器(XTA12)和2个电容(C441和C431)构成一个32.768kHz的晶振电路。电压调节器为所有要求1.8 V电压的引脚和内部电源供电，电容C241和C421是去耦电容，用来为电源滤波，以提高芯片工作的稳定性。本设计既可以使用PCB天线以节省体积，也可以选用外置全向天线以增加通信距离。PCB天线的长度、宽度及形状参考了Texas Instruments的Design Note DN0007. 3.显示和控制部分 采用目前主流 240*320 TFT彩屏显示，他主要有以下优点: （1）使用特性好：低压应用，低驱动电压，固体化使用安全性和可靠性提高；平板化，又轻薄，节省了大量原材料和使用空间；低功耗，它的功耗约为CRT显示器的十分之一，反射式TFT-LCD甚至只有CRT的百分之一左右，节省了大量的能源；TFT-LCD产品还有规格型号、尺寸系列化，品种多样，使用方便灵活、维修、更新、升级容易，使用寿命长等许多特点。显示范围覆盖了从1英寸至40英寸范围内的所有显示器的应用范围以及投影大平面，是全尺寸显示终端；显示质量从最简单的单色字符图形到高分辨率，高彩色保真度，高亮度，高对比度，高响应速度的各种规格型号的视频显示器；显示方式有直视型，投影型，透视式，也有反射式。 （2）环保特性好：无辐射、无闪烁，对使用者的健康无损害。特别是TFT-LCD电子书刊的出现，将把人类带入无纸办公、无纸印刷时代，引发人类学习、传播和记栽文明方式的革命。 （3）适用范围宽，从-20℃到+50℃的温度范围内都可以正常使用，经过温度加固处理的TFT-LCD低温工作温度可达到零下80℃，是性能优良的全尺寸视频显示终端。 4.ZigBee无线数据中心节点 此处利用CC2430模块，装载所有ZigBee协议栈使其成为全功能器件，模块通过USB转串口线与PC机通信，设和目前市场上所有电脑配置。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明的目的: 本方案的设计是为了在用餐高峰期，服务员不能顾全所有顾客需要时，为顾客提供快捷优质的服务，节约了人力资源。 提供基本思路： 1.选用分辨率较高的屏幕以显示更多直观信息，从而简化操作； 2.然后选用合适速度的单片机（Atmega16-16PU），使得处理数据能力加强； 3.配用外部存储单元，以便菜单更新； 4.采用zigbee无线传输技术，使得数据传输更加可靠。 创新点： 传统点餐设备操作复杂，成本较高，难以大量配置，而本设计在控制成本较低的情况下，对无线点餐系统进行改进。
科学性、先进性
- ZigBee 无线网络技术是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的无线网络技术。 本设计提出一种基于ZigBee技术的无线点餐系统的解决方案。采用240*320分辨率的TFT彩屏显示，比其他同类产品的单色屏幕显示更加符合人的视觉要求，同样显示信息量大大增加，能够整屏显示完成所有点餐功能，大大降低了操作难度。利用zigbee无线传输技术提高了传输可靠度和降低了传输时的功耗。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 产品
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 长沙市餐饮业发展迅速，现已成为全市经济发展的支柱产业之一，形成了以大酒店、特色店、小饭店并存和中餐、休闲餐、快餐、西餐相配套的格局。据不完全统计，目前全市餐饮企业超过一万家。 该系统采用先进的技术、先进的管理软件以及低成本的优势，能够在中高档餐馆得到迅速地推广，此外，该系统也能应用在茶楼、咖啡厅、网吧、酒吧等场所。因此，市场前景广阔。 该系统采用先进的ZigBee技术，德州仪器提供业界领先ZigBee协议栈的免费下载版本，并且提供广泛性的技术支持；数据服务器端的系统管理软件开发周期短。 该项目投资成本低、收益快，适合自主创业。
同类课题研究水平概述
- 目前，餐饮业的无线点餐系统主要有两种方式：一种是使用手持终端设备(如PDA)，信号传输方式基于IEEE802.11b无线局域网技术的点餐系统(以下简称Wi-Fi点餐系统)；另外一种是使用专门为点餐系统开发的手持终端和利用红外线技术完成信号传输的点餐系统(以下简称“红外点餐系统”)。其中，Wi-Fi点餐系统主要由服务员手中的PDA、数据服务器、打印机、无线网络等主要硬件模块组成，投资成本高，PDA+无线网卡普遍要2000元左右，同时存在无线数据安全的问题；红外点餐系统因为手持终端的红外线发射角度和作用距离有限，因此在传输速度和稳定性上相对较弱。 将 ZigBee 无线网络技术应用在无线点餐系统，优势体现在： 1、成本低：构建网络所需设备少，布线成本低，同时维护成本也低，并且点餐机只需800元左右，仅为802.11b设备的1/3。 2、功耗低：ZigBee 技术本身就是一种低功耗的无线通讯技术，平时不点餐时出于省电模式，因此点餐机功耗仅有802.11b 的1/10左右。 3、灵活性强：ZigBee 节点之间可以组成网状网络拓扑结构，该网络具有“多级跳”的通信方式，这样既省去了网络综合布线的财力和物力，又大大提高了组网的灵活性。 4、可靠性高：ZigBee 无线网络具有自主组网的功能，自主独立组网并不需要依赖其它设备，自动路由功能，自动寻找数据传送的最优途径，自我恢复功能，对于意外掉线的节点，它会自动尝试恢复重新加入网络。
