CN102880938A - 一种基于物联网技术的智能餐厅管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网技术的智能餐厅管理系统，可应用于餐饮服务业的电子化和自动化领域。本发明包括四层结构，自下而上的层次分别为：餐厅数据采集层、数据协调层、数据处理层和餐厅系统应用层；通过底层传感器节点对餐厅信息，诸如餐位信息，RFID卡身份信息，餐厅温湿度等环境信息进行采集。再将采集到的信息通过ZigBee无线通信网络发送至数据协调设备处理。数据协调层将接收到的数据经过基本处理之后通过wifi发送至上位机数据库和应用端。上位机数据库和应用端再对将处理之后的数据回馈并服务于各种功能应用，实现了空余餐位信息显示、餐位预定、智能点餐、订单管理、厨房监控、人流监控、会员制服务和自动结账等功能。节省人力资源，大幅降低成本。

Description

一种基于物联网技术的智能餐厅管理系统

技术领域

本发明涉及一种基于物联网技术的智能餐厅管理思想并配备相应的系统，可应用于餐饮服务业的电子化和自动化。

背景技术

自古以来，饮食文化就是每个民族中十分重要的文化领域。特别在当今社会，随着社会的发展，生活节奏的加快以及人们对生活品质的需求，越来越多的人选择在餐厅就餐。但是随之而来的很多问题却浮现出来：

1.寻餐位难。在用餐时间，餐厅的顾客很多的时候，经常会出现找不到餐位，特别是大型餐厅、食堂的顾客很难快速直观的找到餐位，影响就餐质量。

2.服务不及时。在餐饮过程中服务员出现服务不及时，遗漏服务现象。

3.排队等待顺序混乱。餐厅人多座满时，经常出现排队混乱情况。

4.餐饮卫生不透明。餐厅的食品卫生不透明，顾客不知情。

这些问题我们每个人在用餐高峰时段去餐厅和食堂就餐时都会遇到。不但会浪费顾客的时间，提高餐厅的管理成本，还会大大的影响了顾客的心情和餐厅的利润。

为了解决餐厅如上问题，我们设计了一种基于物联网技术的智能餐厅管理系统，该餐厅使得顾客的服务体验越来越好，使得商家的管理越来越方便，成本越来越低，让整个餐厅变得更加自动化，智能化，有着广阔的应用前景和无限的商机。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统餐饮管理模式人力成本大，服务效率低，顾客服务体验不佳的情况，提供一种基于物联网技术的智能餐厅管理系统。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种基于物联网技术的智能餐厅管理系统，根据各个分系统针对于餐厅这一特殊应用环境实现的功能进行划分，包括四层结构，自下而上的层次分别为：餐厅数据采集层、数据协调层、数据处理层和餐厅系统应用层；

各层次的功能和流程为：

餐厅数据采集层

餐厅数据采集层包括红外避障传感器模块、RFID读卡信息采集模块、超声波测距模块、温湿度传感器模块以及摄像头；

(1)红外避障传感器用于采集餐厅中餐位的占用信息。餐厅每个餐桌是空闲、忙碌还是预定状态都可以获知，使得顾客可以清晰的看到。当顾客进餐厅用餐前，就可以得知哪个餐桌空闲，哪个餐桌占用，从而选择是否进餐厅用餐，非常方便。而当顾客选择就餐时，进入餐桌，红外壁障传感器可以采集到餐桌被占用数据，当顾客离开餐桌时候，红外壁障传感器亦能采集到。

与传统类似于电影院选座系统上较大的改进是可以实时动态地监控餐厅中的座位是否被占用，并将监控结果在屏幕上显示出来。因为就餐环境比较特殊，无法准确地预知每个座位被占用的时间。所以通过此系统可以对餐厅内的座位剩余情况及时地更新出来。

(2)RFID读卡信息采集模块用于采集餐厅进出人员身份信息。其中会员卡可以是身份证，公交卡等能被RFID射频识别技术所识别的卡，用于识别身份信息。当顾客或者其他人员刷卡进出餐厅的时候，其卡号信息会记录，便于餐厅管理以及会员制的实现，而且餐厅会根据该顾客的卡号信息以及以往的用餐情况，来个性化的推荐餐厅中的特色菜。此系统的特色在于只要我们身上具备RFID可以识别的卡均可以绑定用户信息，例如现有的二代身份证。可以极大地简化用户就餐的操作流程。

(3)超声波测距模块用于测量餐厅出入口的人流量。当顾客进餐厅用餐前可以根据人流量判断餐厅的拥挤程度选择是否就餐，餐厅管理者可以根据人流量来分配服务人员，还可以适当操作相关设备，如空调等；

(4)温湿度传感器模块用于测量餐厅中的温湿度。餐厅温湿度的测量有利于管理者对相关制冷制热设备的调控，顾客也可以获得更好的体验。

(5)摄像头用于采集餐厅厨房的实时信息。方便顾客监督，使得餐饮卫生朝着健康的方向发展。顾客可通过桌上配备的智能点菜终端直接对厨房进行监控。

各个底层模块都是独立开来，餐厅数据采集层所采集的餐厅数据由CC2530无线通信模块通过ZigBee无线传感器网络传至数据协调层。

数据协调层

数据协调层由LM3S9B96和CC2520无线通信模块组成的协调器节点组成。CC2520接收到完餐厅信息采集数据后，将数据传送至LM3S9B36作进一步处理。LM3S9B36将数据整理打包后再通过以太网发送到数据处理层。

此层次可以动态地接收餐厅底层传来的数据信息，并对数据信息进行初步的分类处理之后打包上传给数据处理层进行下一步的处理分析。

数据处理层

数据处理层由数据处理平台组成。数据处理层对数据协调层整理收集的餐厅信息采集数据做相应的处理，然后将处理好的数据根据应用的需要通过以太网传送给餐厅系统应用层。

因为餐厅的规模不同，所以数据处理层处理的数据量有可能非常巨大，采用以太网进行数据传输及保证了数据传输的质量又可以快速地传送大数据量。

餐厅系统应用层

餐厅系统应用层由餐厅引导预定系统、智能电子菜单系统和上位机餐厅数据库管理系统组成。

(1)餐厅引导预定系统上显示当前餐厅内的各种状态信息，使用多线程技术画出餐厅的拓扑结构图，设置餐位状态色块(其中餐位被占用为红色，空闲为绿色，预定为黄色)，能够从直观上得到整个餐厅的餐位使用状况，并设置卡号预约和排队系统方便顾客的预约入座，同时将超声波人流测控的数据加以处理并显示结合RFID的数据技术可以提供餐位预定查询、就餐人员账户录入和分配等多种功能。将其接显示器放置在餐厅入口处(当餐厅规模很大时，也可以扩展多个屏幕在餐厅的多个区域显示以引导顾客入座)，当顾客进入餐厅时，顾客可以直接通过电子屏幕了解整个餐厅的情况，包括餐位情况和就餐人员密集度，之后可根据个人喜好选择所要入座的餐位。与现有类似系统最大的区别在于可以实时且自动地监控餐厅中餐位的状态而不需要人为录入的操作，实现了电子化，自动化的管理方式。

(2)智能电子菜单系统让顾客点餐变得更加智能化，顾客入座后使用电子菜单进行个性化点餐，当顾客录入自己的会员卡号时候，系统可以根据以往的记录为你提供符合口味的特色菜，进而进行点餐。在用餐时候，顾客还可以进行娱乐游戏、打开摄像头对厨房进行监控等实用功能，还可以进行催菜，呼叫服务员等智能操作。智能电子菜单系统将处理后的用户信息通过以太网发送至上位机的数据库管理系统，对整个餐厅的数据进行管理，实现本系统的主要功能。最大的特点在于可以直接与上位机进行交互，使得顾客信息能及时地向上反馈，上位机系统中的菜品信息也可以及时地反馈到菜单端。不需要人为地一个一个进行更改录入，使得操作更加快捷同时也不易出现失误。同时顾客操作界面美观，傻瓜式触摸点餐方式也容易被顾客所掌握，加强用户体验。

(3)上位机数据库管理系统通过与数据处理平台的数据交互，通过数据库管理技术可以进行订单信息的管理，例如：统计来自顾客的点餐订单、明细、餐位的远程预约控制、订单的统计和消费、菜品的发布等功能。另外，为其附加GSM通信模块，可以使得整个系统具备的短信查询功能。如果为系统添加可控终端节点，可实现系统应用层由上至下的控制功能。如餐厅的空调，门自动开启关闭等。只需由应用层发出控制状态信息至终端节点即可。最终实现餐厅内部完全自动化、减少人工干预、节省人力资源、提高效率和加强用户的友好体验。餐厅系统应用层主要实现实际智能餐厅管理运营过程中的实例。

有益效果

本发明提出的一种基于物联网技术的智能餐厅管理系统与传统的餐厅管理相比，具有以下优点：

①餐厅更加智能化，进出，结账只需刷卡即可完成；

②顾客服务体验更加完美，可以根据餐厅信息自由选择座位，智能点餐，获得快捷服务。

③餐厅管理者可以大大节省成本，餐厅更加自动化，点餐，结账等操作不再由服务员完成，对整个系统进行评估之后大概可以节省50％左右的人力资源，并且整个餐厅在应用本系统后效率会大大提高，服务的响应速度大概可以提高40％到50％，管理更加方便，高效。

④填补了餐厅电子化，自动化程度低的空白。

⑤应用系统后可以使得系统更加高效和人性化，加强了用户体验效果，更加吸引顾客。

附图说明

图1为本发明系统的层次框图；

图2为本发明餐厅数据采集层框图；

图3为本发明餐厅系统应用层框图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的技术方案，下面通过整个餐厅各个层次具体运营流程来更好的说明本发明。

本发明包括四层结构，自下而上的层次分别为：餐厅数据采集层、数据协调层、数据处理层和餐厅系统应用层；如图1所示。

1.餐厅数据采集层

餐厅数据采集层由红外避障传感器模块、RFID读卡信息采集模块、超声波测距模块、温湿度传感器模块以及摄像头组成。如图2所示。红外避障传感器用于采集餐厅中餐位的占用信息，餐厅每个餐桌是空闲、忙碌还是预定状态都可以获知，使得顾客可以清晰的看到；RFID读卡信息采集模块用于采集餐厅进出人员身份信息，便于餐厅管理以及会员制的实现；超声波测距模块用于测量餐厅出入口的人流量，顾客可以根据人流量判断餐厅的拥挤程度选择是否就餐，餐厅管理者根据人流量来分配服务人员便于管理；温湿度传感器模块用于测量餐厅中的温湿度，餐厅温湿度的测量有利于管理者对相关制冷制热设备的调控；摄像头用于采集餐厅厨房的实时信息，方便顾客监督，使得餐饮卫生朝着健康的方向发展。

餐厅数据采集可以实时获知整个餐厅的状态，不仅可以使得顾客的体验更加完美，还能方便餐厅管理者的管理。餐厅数据采集层所采集的数据由CC2530无线通信模块通过ZigBee无线传感器网络传至数据协调层。

2.数据协调层

数据协调层由LM3S9B96和CC2520无线通信模块组成的协调器节点组成。CC2520主要用于通过ZigBee无线通信网与数据采集层各节点建立连接并接收来自餐厅数据采集层的各种基本数据。CC2520接收到完餐厅信息采集数据后，将数据传送至LM3S9B36作进一步处理。LM3S9B36将数据整理打包后再通过以太网发送到数据处理层。

3.数据处理层

数据处理层由数据处理平台组成，一般为嵌入式系统开发平台。本系统对数据协调层整理收集的餐厅信息采集数据做相应的处理，然后将处理好的数据根据应用的需要通过以太网传送给上位机系统。

4.餐厅系统应用层

餐厅系统应用层由餐厅引导预定系统、智能电子菜单系统和上位机餐厅数据库管理系统组成，如图3所示。餐厅引导预定系统上显示当前餐厅内的各种状态信息，使用多线程技术画出餐厅的拓扑结构图，设置餐位状态色块，能够从直观上得到整个餐厅的餐位使用状况，并设置卡号预约和排队系统方便顾客的预约入座，同时将超声波人流测控的数据加以处理并显示结合RFID的数据技术可以提供餐位预定查询、就餐人员账户录入和分配等多种功能。将其放置在餐厅入口处(当餐厅规模很大时，也可以扩展多个屏幕在餐厅的多个区域显示以引导顾客入座)，当顾客进入餐厅时，顾客可以直接通过电子屏幕了解整个餐厅的情况，包括餐位情况和就餐人员密集度，之后可根据个人喜好选择所要入座的餐位；智能电子菜单系统让顾客点餐变得更加智能化，顾客入座后使用电子菜单进行个性化点餐并提供会员制优惠、娱乐游戏、厨房监控等实用功能。智能电子菜单系统将处理后的用户信息通过以太网发送至上位机的数据库管理系统，对整个餐厅的数据进行管理，实现本系统的主要功能。上位机数据库管理系统通过与数据处理平台的数据交互，通过数据库管理技术可以进行订单信息的管理，例如：订单的统计、明细、位的远程预约控制、订单的统计和消费、菜品的发布等功能。另外，为其附加GSM通信模块，可以使得整个系统具备的短信查询功能。如果为系统添加可控终端节点，可实现系统应用层由上至下的控制功能。如餐厅的空调，门自动开启关闭等。只需由应用层发出控制状态信息至终端节点即可。最终实现餐厅内部完全自动化、减少人工干预、节省人力资源、提高效率和加强用户的友好体验。餐厅系统应用层主要实现实际智能餐厅管理运营过程中的实例。

假设有一个100张桌子左右规模的中型餐厅，在应用此系统之后。在高峰期阶段因为大多数服务环节都不需要专用的服务人员，所以可以节省大约60％的人力资源。这样就减少了大概50％的运营成本。而且用户的服务请求可以基本上无延迟地进行相应，所以在餐厅的用户体验上可以做到比以前好的多。所以无论是在节约运营成本上还是在吸引顾客的方面，都会使得餐厅比之前有更大的优势。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于物联网技术的智能餐厅管理系统，其特征在于：包括四层结构，自下而上的层次分别为：餐厅数据采集层、数据协调层、数据处理层和餐厅系统应用层；

所述餐厅数据采集层包括红外避障传感器模块、RFID读卡信息采集模块、超声波测距模块、温湿度传感器模块以及摄像头；其中，

红外避障传感器用于采集餐厅中餐位的占用信息；

RFID读卡信息采集模块用于采集餐厅进出人员身份信息；

超声波测距模块用于测量餐厅出入口的人流量；

温湿度传感器模块用于测量餐厅中的温湿度；

摄像头用于采集餐厅厨房的实时信息；

各个底层模块都是独立开来，餐厅数据采集层所采集的餐厅数据由CC2530无线通信模块通过ZigBee无线传感器网络传至数据协调层；

所述的数据协调层由LM3S9B96和CC2520无线通信模块组成的协调器节点组成，CC2520接收到完餐厅信息采集数据后，将数据传送至LM3S9B36作进一步处理，LM3S9B36将数据整理打包后再通过以太网发送到数据处理层；

此层次可以动态地接收餐厅底层传来的数据信息，并对数据信息进行初步的分类处理之后打包上传给数据处理层进行下一步的处理分析；

所述数据处理层由数据处理平台组成；数据处理层对数据协调层整理收集的餐厅信息采集数据做相应的处理，然后将处理好的数据根据应用的需要通过以太网传送给餐厅系统应用层；

所述餐厅系统应用层由餐厅引导预定系统、智能电子菜单系统和上位机餐厅数据库管理系统组成；其中，

(1)餐厅引导预定系统上显示当前餐厅内的各种状态信息，使用多线程技术画出餐厅的拓扑结构图，设置餐位状态色块，能够从直观上得到整个餐厅的餐位使用状况，并设置会员卡号预约和排队系统方便顾客的预约入座，同时将超声波人流测控的数据加以处理并显示结合RFID的数据技术可以提供餐位预定查询、就餐人员账户录入和分配等多种功能。

(2)智能电子菜单系统让顾客点餐变得更加智能化，顾客入座后使用电子菜单进行个性化点餐，智能电子菜单系统将处理后的用户信息通过以太网发送至上位机的数据库管理系统，对整个餐厅的数据进行管理。

(3)上位机数据库管理系统通过与数据处理平台的数据交互，通过数据库管理技术进行订单信息的管理。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网技术的智能餐厅管理系统，其特征在于：在餐厅引导预定系统中的餐位状态色块中，红色为被占用餐位，绿色为空闲餐位，黄色为预定餐位。

3.如权利要求1所述的一种基于物联网技术的智能餐厅管理系统，其特征在于：会员卡是能被RFID射频识别技术所识别的卡。

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