基于WINCE的無線點菜系統(tǒng)設(shè)計

1、基于WinCE的觸摸式無線點菜系統(tǒng)設(shè)計基金項目：江蘇省2009年度研究生教育教學改革研究與實踐課題（教學實踐）、中國國家自然科學基金項目（）和中國常州市輸配電及節(jié)電技術(shù)重點實驗室開放課題，全國教育科學“十一五”規(guī)劃2009年度教育部重點課題（課題批準號：DCA）成果。作者簡介：顧慧，女，江蘇南通人，1989-，河海大學電子信息07級本科生.鄧靖璇，女，湖北隨州人，1989-，河海大學電子信息07級本科生.*通信作者：朱昌平，男，湖北荊門人，1956-，河海大學教授，碩導，分管科研和實驗室的副院長，電子信息技術(shù)實驗中心主任，主要從事通信電路與聲學技術(shù)的研究.聯(lián)系方式0519-（O），.Email

2、：；網(wǎng)址：/gpdz/顧慧，單鳴雷，鄧靖璇，王勇，朱昌平*（1河海大學江蘇省輸配電裝備技術(shù)重點實驗室，江蘇常州 ）摘要：民以食為天，餐飲服務質(zhì)量的提升是人類進步的基本需求。論文基于微軟Windows CE系統(tǒng)設(shè)計了一套觸摸式無線點菜系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的點菜方式相比，逼真的圖形取代了文字菜名，外賓點菜不用擔心語音不通；操作簡便、觸摸即可；WinCE平臺下數(shù)據(jù)傳輸速度快，可節(jié)省顧客時間，并且消除了點菜產(chǎn)生的噪音；系統(tǒng)抗干擾能力強，不會因為多個點菜設(shè)備并行使用而導致數(shù)據(jù)沖突。關(guān)鍵詞： 觸摸式 無線點菜 圖形菜單 節(jié)約時間 防沖突 Desi

3、gn and Realization of Touching Wireless Ordering Dishes System Based On WinCEGu Hui ，Shan Ming-lei,Deng Jing-xuan, Wang Yong,Zhu Chang-ping*Jiangsu Key Laboratory of Power Transmission and Distribution Equipment Technology, Hohai University, Changzhou , ChinaAbstract: People regards food as their he

4、aven ,so improving the quality of catering services is the basic needs of human progress .The thesis based on Microsoft Windows CE System designed a set of Touching Wireless Ordering Dishes System .Compared with the traditional ordering system , the Touching Wireless Ordering Dishes System has many

5、advantages .Firstly ,realistic graphics take the place of paper menus .Foreign guests dont need to worry about language barrier when they are taking orders .Secondly ,the ordering system can be operated conveniently and you just need to touch the realistic graphics on the screen .The third ,under th

6、e WinCE ,the data transmission speed is so high that it saves customers time and eliminate the noise generated by ordering .The forth ,the system has strong anti-interference .The concurrent use of multiple ordering equipments will not cause data conflict .Key words: Touching Wireless Ordering Time-

7、Saving Graphics Menu Anti-Collision 隨著物聯(lián)網(wǎng)進程的日益加快，餐飲業(yè)的信息化服務正逐步被推廣起來。目前餐館里使用的無線點菜系統(tǒng)主要包括以下三種：第一種是以單片機和無線模塊為核心1，成本低，但是單片機數(shù)據(jù)存儲容量小，只能用黑白或偽彩色液晶顯示，且處理速度慢；第二種是以紅外為基礎(chǔ)的無線點菜系統(tǒng)，不僅成本低而且抗電磁干擾能力強，但紅外穿越障礙物能力有限，不適用于餐館這類人口流量大的場所2；第三種是掌上電腦（PDA）點菜系統(tǒng)，它的功能多，款式好看，但是PDA信號覆蓋范圍約在50米左右，因此要求很好地放置無線路由的位置，給用戶帶來了諸多不便3。本系統(tǒng)針對以上不足，開發(fā)

8、出了基于WinCE的觸摸式無線點菜系統(tǒng)，Wince平臺下的ARM手持終端存儲容量大，處理信息速度快，具有友好的人機界面顯示屏。終端和主機間的數(shù)據(jù)通信設(shè)置了多重驗證，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，減少了多菜、漏菜發(fā)生的概率。ARM手持終端與主機之間的通信選用433MHz的電磁波為載體4，信號穿透能力強，有效地避免了被其它物體干擾。其傳輸距離可以達到100米左右。而且液晶顯示屏被保護在玻璃片之下，不像PDA顯示屏易因不慎跌落被摔碎。1系統(tǒng)設(shè)計本系統(tǒng)的工作流程示意圖及方框圖分別如圖1和圖2所示，顧客走進餐館后，服務員隨即提供點菜服務。通過ARM的人性化界面進行空桌的查詢，主節(jié)點收到命令后將其傳給上位機5，

9、上位機根據(jù)從節(jié)點發(fā)送的命令請求在數(shù)據(jù)庫中查詢空桌信息并發(fā)送給從節(jié)點，從節(jié)點進而將指令碼通過串口通信協(xié)議傳給ARM手持終端。顧客選中空桌后，上位機接到座位的信息，為顧客建立數(shù)據(jù)庫表，當顧客點好菜并下單后，所點菜的信息將被發(fā)送到上位機，上位機將信息存入數(shù)據(jù)庫表結(jié)賬時，顧客可根據(jù)座位號查詢消費情況。顧客點菜或結(jié)賬后，前臺主機自動刷新6數(shù)據(jù)庫信息。圖1 無線點菜系統(tǒng)工作流程示意圖圖2 無線點菜系統(tǒng)工作流程方框圖系統(tǒng)由上位機，手持點菜終端，節(jié)點發(fā)送接收網(wǎng)絡，三個部分組成，可以實現(xiàn)主機與一個或多個從機的數(shù)據(jù)通信，并能有效地防止多個數(shù)據(jù)同時傳給主機時產(chǎn)生的沖突。其中，單片機和NRF905是用于構(gòu)建WinCE

10、平臺下的ARM手持終端和上位機之間的發(fā)射和接收網(wǎng)絡的核心部件，使得從機和主機之間可以間接地傳輸數(shù)據(jù)7。2無線數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計無線發(fā)射與接收模塊的原理圖和實際制作的電路板分別如圖3和圖4所示，核心芯片為nRF905，該芯片是挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器芯片。NRF905檢測到信道里有數(shù)據(jù)的時候，通過檢波后，如果地址匹配，DR引腳會出現(xiàn)一個高電平跳變，Mega16就是采用中斷的方式來檢測數(shù)據(jù)的到來的。該芯片所需的3.3V供電電壓由LM2576提供，和傳統(tǒng)的LM1117供電方式相比，提高了效率，節(jié)約了能量。圖3 NRF905下的發(fā)射接收模塊設(shè)計圖4發(fā)射接收電路的實現(xiàn)3.Wince平臺下的

11、軟件設(shè)計本系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括節(jié)點間的網(wǎng)絡通信，上位機和手持終端軟件編寫三部分。3.1節(jié)點間的網(wǎng)絡通信主從節(jié)點的微處理器均選用性價比較高的Mega16單片機。Mega16采用自身集成的SPI接口與NRF905之間進行通信，包括對NRF905的初始化配置、讀取NRF905接受緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)、以及將要發(fā)送據(jù)送至NRF905的發(fā)送緩沖區(qū)。對于主節(jié)點，單片機將收到的數(shù)據(jù)通過串口傳給上位機，上位機根據(jù)接到的數(shù)據(jù)作進一步處理8。對于從節(jié)點，單片機則將收到的數(shù)據(jù)通過自身集成的USART異步通信接口將數(shù)據(jù)傳送給ARM，由ARM對數(shù)據(jù)作進一步的處理。網(wǎng)絡通信流程分別如下圖5和圖6所示。圖5主節(jié)點網(wǎng)絡通信流程圖圖

12、6從節(jié)點網(wǎng)絡通信流程圖3.2上位機軟件設(shè)計采用控制界面很容易實現(xiàn)的C# 編程語言，運用統(tǒng)一的協(xié)議9，通過C# serialPort中的serialPort1.BytesToRead方法來讀取串口中收到的數(shù)據(jù)。但值得注意的是：serial.BytesToRead方法是一個字節(jié)一個字節(jié)地讀，而serialPort1.Read 雖然能夠一起來讀，但是不夠穩(wěn)定。上位機的工作過程包括如下四個階段：開啟點菜界面時，首先在對應“串口設(shè)置”欄選擇所使用的端口名稱、波特率、以及相應的數(shù)據(jù)位、起始位和校驗位。串口設(shè)置10界圖如圖7所示；點菜終端（ARM）發(fā)送空桌請求指令，上位機收到命令后，在桌位信息數(shù)據(jù)庫表中，查

13、詢狀態(tài)為empty的桌位，并將空桌號信息傳回給ARM手持終端；當顧客選定完相應的空桌號后，上位機則根據(jù)顧客所選空桌在數(shù)據(jù)庫中相應桌號處標定為busy；上位機則把顧客的點菜信息，以桌號為單位，建立相應的數(shù)據(jù)庫表。結(jié)賬和點菜界面如圖8所示。圖 7串口設(shè)置界圖圖8結(jié)賬/點菜查詢界面圖3.3手持終端軟件設(shè)計采用基于Wince的ARM9，界面生動，并且使用觸摸顯示屏，操作快捷方便，為顧客節(jié)省了寶貴的時間。顧客在點菜的同時，可一覽餐廳菜肴，通過生動的圖片信息，顧客可以更加直觀的點到自己喜歡的菜肴。下位機工作過程為：通過提示的空桌鍵引導顧客進行空桌查詢，顧客根據(jù)上位機返回的信息選擇座位就坐；顧客開始點菜時，

14、點擊進入電子菜單界面，界面顯示所有菜肴及相應價格，可退點也可直接生成菜單。點菜界面實物圖如圖9所示。圖9點菜界面實物圖4 結(jié)果與分析基于WinCE的觸摸式無線點菜系統(tǒng)的設(shè)計是餐飲信息化的重要體現(xiàn)之一。數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性是其最重要的需求之一。作者在提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和增加傳輸距離上做了大量的試驗，有效的實踐體會有：（1） NRF905檢測到信道里有數(shù)據(jù)的時候，DR的高電平跳變是伴隨著AM引腳而產(chǎn)生的（地址匹配引腳），并且AM高電平的保持時間要更長一些，作者采用DR與AM引腳電平相與的方法，提高收發(fā)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。（2） 系統(tǒng)繁忙時，為了減少數(shù)據(jù)因沖突而丟失的現(xiàn)象，作者將從節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送到主機時，設(shè)置

15、了“地址+指令”功能，在發(fā)送指令的同時，也發(fā)送給主機地址。當主機接收到指令時，立即根據(jù)從機的地址進行返回校驗，主機中又設(shè)置緩存，以確保多個指令依次得到返回校驗11-12。如果數(shù)據(jù)發(fā)送丟失，從機在數(shù)秒后未收到主機的校驗信息，會自動提示：“數(shù)據(jù)未發(fā)送”，以提醒用戶再發(fā)一遍。.（3） 上位機讀取串口數(shù)據(jù)時，要注意串口的初始化要合理，否則，讀到的數(shù)據(jù)會很不穩(wěn)定。每次讀過數(shù)據(jù)后要特別注意清空緩沖區(qū)。serialPort的ReceivedBytesThreshold方法（緩沖區(qū)事件發(fā)生前的字節(jié)數(shù)）的設(shè)置也非常重要，這關(guān)系到數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。（4）為了確保多個從機與一個主機之間的可靠通信，作者巧妙地將“一對

16、多”轉(zhuǎn)化為多個“一對一”的方式來實現(xiàn)。通過對通信協(xié)議的修改，將新節(jié)點的地址作為通信的一部分傳送出去，不僅可以使節(jié)點動態(tài)的加入后便于管理，而且也使得“一對多”功能得以可靠地實現(xiàn)。5結(jié)束語通過實踐探索表明，WinCE平臺下的ARM技術(shù)能有效應用于無線點菜系統(tǒng)，通過反復調(diào)試表明，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和傳輸距離可通過一些小的技巧便可得到有效改進，作者總結(jié)的實踐心得為本系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品提供了參考，為相關(guān)技術(shù)在“物聯(lián)網(wǎng)工程”的實際運用提供了借鑒。致謝本工作得到江蘇省2009年度研究生教育教學改革研究與實踐課題（教學實踐）、中國國家自然科學基金項目（）、中國常州市輸配電及節(jié)電技術(shù)重點實驗室開放課題、全國教育科學“

17、十一五”規(guī)劃2009年度教育部重點課題（DCA）、中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項（09B101-18）資助。作者致以衷心感謝！參考文獻1李瑋采用nRF 2401無線收發(fā)點菜器系統(tǒng)J電子技術(shù)，2007，20(1)：59622.郭元穎，梁清華，郭 爽.基于無線局域網(wǎng)餐飲服務點菜系統(tǒng)的研究D.遼寧，遼寧工業(yè)大學電子與信息工程學院, 2009，10（3）：85-86.3 Klement Dieter，Preisner Jiirgen and Volker SteinSpecial Problems in Applying the Physical Optics Method for Baekscatter

18、 Computations of Complicated Objects l J jIEEE Transaction on Antermas and Propagation，1988，36(2)：228 2374. 張開玉，宋立新基于GPRS的數(shù)據(jù)傳榆終端單元的設(shè)計J哈爾濱理工大學學報，2007，12(6)：2934.5. 王景景.無線點菜系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)J.海南大學學報（自然科學版），2009,27（1）:65-68,72.6. Li Wei. Wireless Receiving and dispatching dish-order system J.Electronic technology, 2007,7（1）:59627 LEI Ying chunResearch On Scheduling Algorithms in Web Cluster ServersJJournal 0f Computer Science and Technology，2003，18(6)：7037168 A. K. Sadek, W. Su, and K. J. R. Liu, “Multi