CN102354386A - 高校智慧餐厅系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网及无线通讯技术领域，特别涉及一种高校智慧餐厅系统。该高校智慧餐厅系统，其特征是：包括中央服务器，中央服务器与设在各个餐厅内的餐厅服务器相连接，各餐厅服务器连接有单片机，单片机连接有信息采集传感器件；中央服务器连接有短信Modem，中央服务器通过网络与手机终端和PC终端连接。该高校智慧餐厅系统，通过传感器获得、通过服务器发布、并通过无线终端获得的高校餐厅当前就餐人数、餐厅温度和饭菜情况信息数据，使得用餐人员能够合理利用自己的时间，有针对性的选择合适的餐厅，从而间接的协调了人员在各个餐厅间的合理流动，降低了餐厅员工的工作强度，减少了餐厅成本的浪费，具备了广阔的市场前景。

Description

高校智慧餐厅系统

（一）      技术领域

    本发明涉及物联网及无线通讯技术领域，特别涉及一种高校智慧餐厅系统。

（二）      背景技术

    目前同一所高校往往拥有多间服务学生的餐厅。但一直以来，就餐时间拥挤、学生不能自主合理的安排就餐时间和就餐地点，不能充分利用时间、各间餐厅的员工由于餐厅所在地理位置等原因所带来的劳动强度的差异、销售饭菜因销售不完而造成的浪费等现象长期困扰着学校的后勤餐厅服务机构，至今，仍未有有效的解决手段和技术方案。

（三）      发明内容

    本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种能够通过传感器获得、通过服务器发布、并通过无线终端获得的高校餐厅当前就餐人数、餐厅温度和饭菜情况信息数据的的高校智慧餐厅系统。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种高校智慧餐厅系统，其特征是：包括中央服务器，中央服务器与设在各个餐厅内的餐厅服务器相连接，各餐厅服务器连接有单片机，单片机连接有信息采集传感器件；中央服务器连接有短信Modem，中央服务器通过网络与手机终端和PC终端连接。

该高校智慧餐厅系统，所述信息采集传感器件包括对射式红外计数传感器、超声波距离传感器和热电偶温度传感器。对射式红外计数传感器与超声波距离传感器安置在学生出入餐厅的餐厅门口处，对射式红外计数传感器的发射头和接收头分别安装于进餐厅和出餐厅门口的两个护栏的两侧距地面1米处，护栏距餐厅门1.5米，超声波距离传感器安装于餐厅门上方横梁上；对射式红外计数传感器电源由单片机主板电源供给，超声波距离传感器的电源由单独的电源供给；热电偶温度传感器置于各个售饭窗口上侧1.5米高的位置。所述单片机采用AT89C51单片机，单片机主板包括传感设备及输入电路、降噪电路、A/D转换电路、AT89C51单片机、串行输出电路。所述餐厅服务器包括计算滞留人数模块、字段内容修改模块以及餐厅饭菜信息模块。所述中央服务器内设有web服务系统，中央服务器要求在Internet网上拥有独立静态IP，能同时开发多个端口和移动手机终端以及PC终端通信，web服务系统对存储在餐厅服务器的信息予以检索，并对外发布，外部对数据的包括短信等的查询请求，均通过中央服务器上的web服务系统予以实现。餐厅服务器连接有监控摄像头，当远程客户需要了解进一步情况时，可操控打开监控摄像头，并将实时视频信息发送给客户端。所述手机终端和PC终端软件包括注册登录模块、餐厅饭菜信息公示模块、餐厅人流监测模块、餐厅温度监测模块、手机短信定制模块、视频监测模块、意见建议模块以及设置模块。

本发明的有益效果是：该高校智慧餐厅系统，通过传感器获得、通过服务器发布、并通过无线终端获得的高校餐厅当前就餐人数、餐厅温度和饭菜情况信息数据，使得用餐人员能够合理利用自己的时间，有针对性的选择合适的餐厅，从而间接的协调了人员在各个餐厅间的合理流动，降低了餐厅员工的工作强度，提高了饭菜销售率，减少了餐厅成本的浪费，具备了广阔的市场前景。

（四）      附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明高校智慧餐厅系统的结构示意框图。

附图2为本发明对射式红外计数传感器、超声波距离传感器安置示意图。

附图3为本发明单片机判断人员进入餐厅的流程示意框图。

附图4为本发明单片机判断人员离开餐厅的流程示意框图。

附图5为本发明单片机求取餐厅内饭菜平均温度值的示意框图。

附图6为本发明手机终端软件模块示意框图。

附图7为本发明短信预约通知流程示意框图。

（五）      具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。

图1中，该高校智慧餐厅系统，括中央服务器，中央服务器与设在各个餐厅内的餐厅服务器相连接，各餐厅服务器连接有单片机，单片机连接有信息采集传感器件；中央服务器连接有短信Modem或使用移动通讯运营商提供的短信网关，中央服务器通过网络与手机终端和PC终端连接。

图2中，该高校智慧餐厅系统，信息采集传感器件包括对射式红外计数传感器、超声波距离传感器和热电偶温度传感器；对射式红外计数传感器与超声波距离传感器安置在学生出入餐厅的餐厅门口处（对于餐厅均只有一道供用餐者进出餐厅的门来说，对射式红外计数传感器与超声波距离传感器各选两个即可，如果多扇门的话数量倍增），其中，对射式红外计数传感器的发射头和接收头分别安装于进餐厅和出餐厅门口的两个护栏的两侧距地面1米处，护栏距餐厅门1.5米，超声波距离传感器安装于餐厅门上方横梁上；对射式红外计数传感器电源由单片机主板电源供给，超声波距离传感器的电源由单独的电源供给。通过A/D转换，将从传感器采集的模拟信号转变为数字信号，使用程序，在AT89C51单片机中进行人员进出的判断后，将判断结果串行上传到位于各自餐厅的餐厅服务器，通过运行在餐厅服务器中的程序，对下位数据库中关于餐厅滞留人数的字段做出更改。热电偶温度传感器置于各个售饭窗口1.5米高的位置，对餐厅内饭菜的平均温度进行计算。如图5中，采用对各个热电偶温度传感器进行连续五次采样，对采样值进行累加求平均，得到单个热电偶温度传感器周围平均温度，再以此方法计算得到的将各个热电偶温度传感器周围平均温度进行累加，并求平均，从而得到大致反映该餐厅饭菜平均温度的温度值。最后将平均温度数值经AT89C51单片机串行上传到餐厅内餐厅服务器数据库，然后通过中央服务器的web服务系统，对外进行发布。

单片机采用AT89C51单片机，单片机主板包括传感设备及输入电路、降噪电路、A/D转换电路、AT89C51单片机、串行输出电路。其工作原理为：传感器接收距离、温度等感应信号，使其转变为与温度、距离成正比的模拟电压信号，将电压信号经导线传至单片机主板，通过降噪电路消除信号传输过程可能接收到得干扰信号，经A/D转换电路将电压转换为对应的数字信号，后经AT89C51单片机采集转换并采用算法计算后，通过串行接口将结果上传至各餐厅的餐厅服务器。其中，在单片机中的程序执行逻辑分为两种情况：如图3和图4中，对于判断人员进出餐厅的情况，综合采用采集的进出餐厅门内外设置的对射式红外计数传感器和超声波距离传感器信号来加以判断。当有人员进餐厅时，置于门外的对射式红外计数传感器首先得到计数信号，AT89C51单片机随即以0.5秒的间隔重复查询门外超声波距离传感器的检测数值，如果数值变小，AT89C51单片机在查询到门外超声波距离传感器检测到得距离接近为零后0.5秒，使用置于门内的超声波距离传感器进行间隔0.5秒的重复检测，如果检测值显示检测对象距离不断变大，则判断有人员进入餐厅，从而上传结果，要求餐厅服务器数据库字段内容值加1。同理，当有人员从餐厅离开时，门内的对射式红外计数传感器首先得到信号，随即单片机重复查询门内超声波距离传感器的检测值是否减小，当减小到接近零值，则在0.5秒后检测门外超声波距离传感器的值，如果距离之不断增大，说明有人员离开餐厅，单片机报送餐厅餐厅服务器，将滞留餐厅人数字段内容值减1。

餐厅服务器包括计算滞留人数模块、字段内容修改模块以及餐厅饭菜信息模块。餐厅服务器根据单片机上传的人员进出判断信息，计算滞留在餐厅中的人数，对餐厅服务器中的数据库中的字段内容进行修改。所采集上传的餐厅内温度值采用同样的方式上在餐厅服务器中予以保存。餐厅服务器除负责存储分布在各个餐厅内的下位AT89C51单片机上传的人数、温度等信息外，还负责存储各个餐厅提供的饭菜信息。餐厅服务器连接有监控摄像头，将传递到视频采集卡并被视频采集卡采样压缩后的数字视频信号进行保存，将数字视频传递至中央服务器。

中央服务器内设有web服务系统，中央服务器要求在Internet网上拥有独立静态IP，能同时开发多个端口和移动手机终端以及PC终端通信。对外提供能够查询指定餐厅内餐厅服务器数据库中指定信息内容的web服务；中央服务器通过连接的短信Modem或使用移动通讯运营商提供的短信网管，向外界提供短信预定的web服务接口，帮助终端用户个性化的选择用餐条件，当条件满足时，采用短信的方式予以通知。手机和PC等终端用户可以通过无线方式登录到中央服务器，通过调用其所提供的web服务，查询餐厅滞留人数、温度、餐厅提供菜肴等信息。也可以通过客户端软件预定短信通知功能。

系统计数指标如下：

（1）对射式红外计数传感器：

发送端与接收端间距：<6米

对 射 夹 角:<±10°

使 用 环 境:-20℃～７０℃

（2）超声波距离传感器： 分 辨率：1-2mm 精度检测距离的0.2% 响应时间：45ms 使用温度：-30-70℃

（3）热电偶温度传感器：

螺钉偶（WRNT-01) 热电偶 热电阻 温度传感器

测量范围：-50℃～150℃

测量精度：±1℃

（4）AT89C51单片机：

Flash ROM:4K

RAM:128*8位

可编程I/0线：32根

定时器/计数器：2个

中断源：5个

（5）下位PC与AT89C51单片机串口通讯：

数据端口：COM2

显示通道：单路

波特率：9600

（6）远程传输：

通道:GPRS/3G

传输内容：数据

传输速度：80Kbit/s

（7）手机终端：

处理器：NVIDIA Tegra 2(双核) 1GHz

内存：1GB RAM和1GB ROM

本发明软件可分为四部分，分别是：单片机软件部分、餐厅服务器软件部分、中央服务器软件部分以及终端软件部分：

一、单片机软件主要负责（1）人员进出餐厅情况判断（2）温度的采集（3）以及将结果串行发送至餐厅内的餐厅服务器。人员进、出餐厅情况的判断以及温度采集的算法如图3、4、5所示。

二、餐厅服务器软件部分主要负责（1）存储修改滞留餐厅人员数目（2）存储修改反映餐厅当前饭菜总体的平均温度（3）存储本餐厅提供的饭菜情况信息（4）操控监控摄像头，对视频进行压缩传送。餐厅服务器通过软件，根据单片机加工上传的结果，对数据库中的滞留人数、温度等字段内容进行修改。同时，餐厅服务器也作为服务器，使用客户端采用B/S模式对本餐厅提供的饭菜信息进行维护。通过接收中央服务器的指令，餐厅服务器可打开监控摄像头，同时对使用视频采集卡采用MPEG-4标准压缩的数字监控视频进行保存，并负责向中央服务器传输监控视频。

三、中央服务器软件主要负责（1）对指定餐厅的指定信息进行查询并公开（2）短信预订收发（3）视频传送。中央服务器为内部各个餐厅内的餐厅服务器提供了一个公共的连接Internet的平台，其采用web服务的方式，根据外部连接终端提供的指定查询信息，对指定餐厅的餐厅服务器的数据库进行访问，将结果返回给申请查询的客户端。同时中央服务器也可以使用web服务程序，收集用户的短信定制信息，根据用户指定信息，对查询条件进行监视。如条件得到满足，则通过调用短信Modem提供的发送短信命令，发送短信至用户手机，帮助用户合理安排就餐地点，提高用户饭前时间利用率。此外，中央服务器还具备使用套接字向客户端传送由餐厅服务器传送来的视频信号的功能。

四、终端软件既包括PC端浏览器，也包括特制的移动手机端软件。如图6中，手机终端和PC终端软件包括注册登录模块、餐厅饭菜信息公示模块、餐厅人流监测模块、餐厅温度监测模块、手机短信定制模块、视频监测模块、意见建议模块以及设置模块。

注册登陆模块通过调用中央服务器的web服务，将注册信息登记在中央数据库的数据库表中。用户再次登陆时，将通过调用中央服务器提供的验证用web服务，对身份信息进行认证，从而做出进入系统或拒绝进入的判断。

餐厅饭菜信息公示模块是通过调用中央服务器提供的web服务，查找指定餐厅内餐厅服务器在数据库中存储的饭菜信息。

    餐厅人流检测模块则是通过调用中央服务器提供的web服务，查找指定餐厅内餐厅服务器数据库中存储的最近一次滞留在该餐厅内的人员数目。

餐厅温度检测模块是通过调用中央服务器提供的web服务，查找指定餐厅内餐厅服务器数据库中存储的最近一次反映整体饭菜温度的温度值。

手机短信定制模块是为了方便用户使用系统而制作的模块。通过在客户端指定短信接收时间段、餐厅、餐厅内拥挤程度、餐厅饭菜等条件，服务器将根据设定条件定时查询，当条件满足时，服务器通过短信Modem（或短信网关）向客户发送条件满足短信，以提高用户饭前时间利用率，减少不必要的排队等待，具体的短信预约通知流程，如图7所示。而这一切，也是采用调用中央服务器的web服务而实现的。

视频监测模块通过客户端和中央服务器的通讯，通知中央服务器命令指定的餐厅服务器打开本餐厅监控摄像头，餐厅服务器通过MPEG-4标准压缩视频，将视频通过中央服务器以套接字方式传送到客户端并在通过客户端软件解码播放。通过视频，可以更好的掌握餐厅的准确信息，帮助用户选择餐厅。

意见建议模块是用户与餐厅部门沟通交流的渠道。该模块通过将用户的意见和建议发送到中央服务器数据库，帮助后勤餐厅部门改善服务质量。

    设置模块则对用户界面、功能等提供多种选择，是一种符合大学生年龄特点的个性化的功能模块。

本发明特点是：  

运用多种传感设备，能够实时的检测指定餐厅的人员滞留情况，反映该饭菜平均温度的状况。并且，发明结合视频信号，很好的反映了餐厅内的真实信息状况。

手机短信定制避免了用户不必要的重复操作，使得系统的使用更趋人性化和自动化。 

密切贴近高校学生学习生活的实际需求；提供了PC等多种客户端查询使用方式，使用方式灵活多样；尤其手机移动终端软件的设计，符合了手机在高校内普及化及3G通讯的发展趋势，此种人流量的计算方式，不仅可用于高校餐厅，还可应用于图书馆、阅览室等人流量较大的领域，这些都表明该发明具有广阔的市场空间。

Claims (7)

1.一种高校智慧餐厅系统，其特征是：包括中央服务器，中央服务器与设在各个餐厅内的餐厅服务器相连接，各餐厅服务器连接有单片机，单片机连接有信息采集传感器件；中央服务器连接有短信Modem，中央服务器通过网络与手机终端和PC终端连接。

2.根据权利要求1所述的高校智慧餐厅系统，其特征是：所述信息采集传感器件包括对射式红外计数传感器、超声波距离传感器和热电偶温度传感器；对射式红外计数传感器与超声波距离传感器安置在学生出入餐厅的餐厅门口处，对射式红外计数传感器的发射头和接收头分别安装于进餐厅和出餐厅门口的两个护栏的两侧距地面1米处，护栏距餐厅门1.5米，超声波距离传感器安装于餐厅门上方横梁上；对射式红外计数传感器电源由单片机主板电源供给，超声波距离传感器的电源由单独的电源供给；热电偶温度传感器置于各个售饭窗口上侧1.5米高的位置。

3.根据权利要求1所述的高校智慧餐厅系统，其特征是：所述单片机采用AT89C51单片机，单片机主板包括传感设备及输入电路、降噪电路、A/D转换电路、AT89C51单片机、串行输出电路。

4.根据权利要求1所述的高校智慧餐厅系统，其特征是：所述餐厅服务器包括计算滞留人数模块、字段内容修改模块以及餐厅饭菜信息模块。

5.根据权利要求1所述的高校智慧餐厅系统，其特征是：所述中央服务器内设有web服务系统，中央服务器要求在Internet网上拥有独立静态IP，能同时开发多个端口和移动手机终端以及PC终端通信。

6.根据权利要求1所述的高校智慧餐厅系统，其特征是：餐厅服务器连接有监控摄像头。

7.根据权利要求1所述的高校智慧餐厅系统，其特征是：所述手机终端和PC终端软件包括注册登录模块、餐厅饭菜信息公示模块、餐厅人流监测模块、餐厅温度监测模块、手机短信定制模块、视频监测模块、意见建议模块以及设置模块。

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