CN108364178A - 一种称重式自助餐厅无人量贩装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种称重式自助餐厅无人量贩装置，该装置包括进门装置(1)、监控装置(2)、出门装置(3)、互联网(4)、服务器(5)、数据库(6)、移动终端(7)、客户端/Web(8)；其中，进门装置负责管理引导顾客进入餐厅，监控装置一方面负责实时监控各类菜的消费情况，另一方面负责监控餐厅内所有顾客的行为举止，出门装置负责管理引导顾客离开餐厅，互联网分别连接进门装置、监控装置、出门装置、服务器、移动终端和客户端/Web，服务器连接数据库负责保存数据和处理数据。它能实现自助支付和结算，远程智能化管理，提高称重式自助餐厅服务品质和就餐体验，能对就餐环境进行智能监控，保证文明就餐。

Description

一种称重式自助餐厅无人量贩装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及称重式自助餐厅无人量贩装置技术领域。尤其是一种基于嵌入式系统、Zigbee和人脸识别技术的称重式自助餐厅无人量贩装置。
背景技术
称重式自助餐厅这一做法普遍存在于高校和企业，它以菜品的重量作为计价手段，菜品丰富多样，价格便宜实惠，就餐氛围自由开放，深受学生和白领阶层的喜欢，在给餐饮企业带来巨大利润的同时，提高了餐饮行业的品味，成为餐饮业的重要组成部分，它必将成为未来高校和企业餐饮发展的趋势。但是，称重式自助餐厅还存在许多问题，支付还需要人工操作，这不仅增加了支付时间，在高峰期造成拥堵现象，还增加了企业的人力资源成本，菜品无人实时看管，出现空盘现象，影响自助餐厅的运营和品质。本发明能够实现自助支付和结算，减少支付时间，解决称重式自助餐厅高峰期排队问题，远程智能化管理，减少菜品空盘的现象，用户可使用移动终端查询菜品种类、数量和就餐人数，决定就餐时间，提高称重式自助餐厅服务品质和就餐体验，吸引更多消费者的同时还减少企业人力资源成本。装置提供的智能化和信息化服务符合时代的发展，使称重式自助餐厅的管理和服务人性化，有非常好的经济效应和实用价值。
发明内容
技术问题：现有技术难以满足人们的生产生活需要，为了解决上述存在的问题，本发明提出了一种基于嵌入式Cortex A8、Zigbee和人脸识别的一种称重式自助餐厅无人量贩装置及其控制方法。它能实现自助支付和结算，远程智能化管理，提高称重式自助餐厅服务品质和就餐体验，能对就餐环境进行智能监控，保证文明就餐。
技术方案：本发明的一种称重式自助餐厅无人量贩装置包括进门装置、监控装置、出门装置、互联网、服务器、数据库、移动终端、客户端/Web；其中，进门装置负责管理引导顾客进入餐厅，监控装置一方面负责实时监控各类菜的消费情况，另一方面负责监控餐厅内所有顾客的行为举止，出门装置负责管理引导顾客离开餐厅，互联网分别连接进门装置、监控装置、出门装置、服务器、移动终端和客户端/Web，服务器连接数据库负责保存数据和处理数据。
所述的进门装置中，进门闸、进门称重装置、进门第一光电传感器、进门第二光电传感器、进门第三光电传感器、进门RFID模块、进门MCU模块、进门显示屏、进门、互联网，其中进门闸、进门称重装置、进门第一光电传感器、进门第二光电传感器、进门第三光电传感器、进门RFID模块、进门MCU模块、进门显示屏分别与进门MCU模块相连接。
所述的监控装置包括菜品数量感知装置、路由节点、协调器节点、监控MCU模块、互联网、监控显示屏、高清摄像头、嵌入式系统，其中，菜品数量感知装置包括1号菜品数量感知装置到n号菜品数量感知装置，其中每4个菜品数量感知装置共用一个路由节点，路由节点将菜品数量感知装置的称重信号传输到协调器节点，再由协调器节点通过监控MCU模块传输到监控显示器和互联网，高清摄像头采集餐厅图像信息通过嵌入式系统处理后，可传输至互联网。
所述的出门装置包括出门闸、出门称重装置、出门第一光电传感器、出门第二光电传感器、出门第三光电传感器出门RFID模块、出门MCU模块、出门显示屏、出门、互联网，其中，出门闸、出门称重装置、出门第一光电传感器、出门第二光电传感器、出门第三光电传感器、出门RFID模块、出门显示屏、互联网分别与出门MCU模块相连接。
本发明的称重式自助餐厅无人量贩装置的控制方法基于Zigbee和嵌入式系统的称重式自助餐厅无人量贩装置包括进门装置、监控装置、出门装置、互联网、服务器、数据库、客户端/Web和移动终端，进门装置负责管理引导顾客进入餐厅；监控装置一方面负责实时监控各类菜品的消费情况，另一方面负责监控餐厅内所有顾客的行为举止；出门装置负责管理引导顾客离开餐厅；互联网是进门装置、监控装置和出门装置连接服务器的通道；服务器和数据库负责保存数据和处理数据，客户端/Web和移动终端可以实时查询和访问服务器及数据库获得餐厅各种信息。
所述的进门装置，当进门第一光电传感器检测有顾客进餐厅时而进门第二光电传感器检测到进门称重装置上没有人时，进门MCU模块打开进门闸，顾客通过进门站在进门称重装置上把自己的RFID卡放在进门RFID模块上，进门MCU模块便会识别这个顾客的ID号，再通过进门称重装置称取顾客进门时的重量，并将他进餐厅时的重量和ID号通过互联网传送到服务器的数据库中保存起来，同时进门MCU模块在进门显示屏上显示顾客的ID号、余额信息，数据库保存完毕后，进门MCU模块打开进门闸，此时顾客可以选择离开餐厅或者进入餐厅；当第一光电传感器检测到顾客离开餐厅时，进门MCU模块关闭进门闸，等待下一个顾客进入餐厅；当第三光电传感器检测到顾客进入餐厅时，进门MCU模块关闭进门闸，等待下一个顾客进入餐厅。
所述的监控装置，菜品数量感知装置到通过压力传感器采集菜品重量信息，经过无线路由节点到和无线协调器节点将菜品实时重量信息并且传递给监控MCU模块，监控MCU模块通过互联网把菜品实时消耗情况保存到服务器的数据库中，一方面方便后厨通过监控显示屏、客户端/Web和移动终端实时查看菜品消耗情况，及时补充菜品，另一方面方便顾客通过客户端/Web和移动终端实时查看餐厅内菜的种类和菜的消耗情况，合理选择就餐时间。
所述的出门装置，当出门第一光电传感器检测有顾客要出餐厅时，而出门第二光电传感器检测到出门称重装置上没有人时，出门MCU模块打开出门闸，顾客通过出门站在称重装置上并把自己的RFID卡放在出门RFID模块上，出门MCU模块便会识别这个顾客的ID号，再通过出门称重装置称取顾客出餐厅时的重量并将他出餐厅时的重量和ID号通过互联网传送到服务器，服务器访问数据库并根据ID号和这个顾客进出门的重量差判断顾客是否打菜和计算出顾客打菜的价格，如果顾客没有打菜则出门MCU模块打开出门闸，顾客可以直接走出餐厅；如果顾客打菜则计算完所打菜价格后在这个ID号下扣除对应的金额，并保存消费记录和金额以方便顾客可以通过智能设备实时查看自己的消费记录，然后出门MCU模块在出门显示屏上显示顾客的ID号、余额信息，然后出门MCU模块打开出门闸，当出门第三光电传感器检测到顾客走出餐厅时，出门MCU模块关闭出门闸，等待下一个顾客。
有益效果：
1、采用自助刷卡的方式结算，极大的方便了消费者就餐，避免了就餐高峰期的排队问题，减少了餐厅的人力成本，为餐厅营造了良好的就餐氛围，提高了餐厅的服务品质。
2、采集菜品的种类和数量信息，实时上传至服务器，餐厅工作人员可以通过移动终端了解菜品的数量，及时添加，避免空盘现象，消费者可以通过移动终端远程了解菜品种类和就餐时间。
3、采用成熟的基于特征提取的人脸识别算法，采用摄像头对餐厅进行监控，有效解决文明就餐问题，真正实现自助餐厅的无人化管理
4、整体结构简单，设计新颖，实用性强，易于推广使用。
附图说明
图1为本发明的系统框架示意图。
图2为本发明的进门装置示意图。
图3和图4为本发明的监控装置示意图。
图5为本发明的出门装置示意图。
其中有：进门装置1、监控装置2、出门装置3、互联网4、服务器5、数据库6、移动终端7、客户端/Web 8。
进门闸1.1、进门称重装置1.2、进门第一光电传感器1.3.1、进门第二光电传感器1.3.2、进门第三光电传感器1.3.3、进门RFID模块1.4、进门MCU模块1.5、进门显示屏1.6、进门1.7。
协调器节点2.3、监控MCU模块2.7、监控显示屏2.6、1号菜品数量感知装置2.1.1到n+4号称重装置2.1.4n+4，路由节点2.2.1到路由节点2.2.n。
出门闸3.1、出门称重装置3.2、出门第一光电传感器3.3.1、出门第二光电传感器3.3.2、出门第三光电传感器3.3.3、出门RFID模块3.4、出门MCU模块3.5、出门显示屏3.6、出门3.7。
具体实施方式
本发明的一种称重式自助餐厅无人量贩装置包括Zigbee路由节点、Zigbee协调节点、RFID模块、光电传感器、压力传感器、电机驱动模块、AD转换模块、门、显示屏、Cortex A8嵌入式系统、MCU模块、服务器、智能设备和数据库；
所述Zigbee路由节点包括CC2530芯片及其外围电路，Zigbee芯片的通信模式为路由器模式；
所述Zigbee协调器节点包括CC2530芯片及其外围电路，Zigbee协调节点芯片的通信模式为协调器模式；
所述RFID模块包括RC522芯片及其外围电路；
所述光电传感器型号为E18-D80NK包括外围电路；
所述压力传感器型号为YZC-1B包括外围电路；
所述电机驱动模块包括电机及其外围电路；
所述AD转换模块包括HX711芯片及其外围电路；
所述显示屏包括LCD显示器及其驱动电路；
所述高清摄像头包括HER06及其外围电路；
所述嵌入式系统包括Cortex A8芯片及其外围电路
所述MCU模块包括STM32f103ZET6芯片及其外围电路；
所述的服务器包括：主板、CPU、内存条、硬盘及其服务系统；
所述客户端/Web：基于Windows系统下开发的一款PC应用软件，及网页系统，含餐厅和用户两种功能；
所述移动终端包括：基于安卓系统及苹果系统下开发的一款手机客户端软件，含餐厅和用户两种功能。
以下将结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种基于Cortex A8、Zigbee的称重式自助餐厅无人量贩装置包括进门装置、监控装置、出门装置、互联网、服务器、数据库、客户端/Web和移动终端。进门装置负责管理顾客进入餐厅；监控装置一方面负责实时监控各类菜的消费情况，另一方面负责监控餐厅内所有顾客的行为举止；出门装置负责管理顾客离开餐厅；互联网是进门装置、监控装置和出门装置连接服务器的通道；服务器和数据库负责保存数据和处理数据；客户端/Web和移动终端可以实时查询系统相关信息。
如图2所示，进门装置包括进门闸1.1、进门称重装置1.2、进门第一光电传感器1.3.1、进门第二光电传感器1.3.2、进门第三光电传感器1.3.3、进门RFID模块1.4、进门MCU模块1.5、进门显示屏1.6、进门1.7、互联网4，其中进门闸1.1、进门称重装置1.2、进门第一光电传感器1.3.1、进门第二光电传感器1.3.2、进门第三光电传感器1.3.3、进门RFID模块1.4、进门MCU模块1.5、进门显示屏1.6分别与进门MCU模块1.5相连接，当进门第一光电传感器1.3.1检测有顾客进餐厅时而进门第二光电传感器1.3.2检测到进门称重装置1.2上没有人时，进门MCU模块1.5打开进门闸1.1，顾客通过进门1.7站在进门称重装置1.2上把自己的RFID卡放在进门RFID模块1.4上，进门MCU模块1.5便会识别这个顾客的ID号，再通过进门称重装置1.2称取顾客进门时的重量，并将他进餐厅时的重量和ID号通过互联网传送到服务器的数据库中保存起来，同时进门MCU模块1.5在进门显示屏1.6上显示顾客的ID号、余额信息，数据库保存完毕后，进门MCU模块1.5打开进门闸1.1，此时顾客可以选择离开餐厅或者进入餐厅；当第一光电传感器1.3.1检测到顾客离开餐厅时，进门MCU模块1.5关闭进门闸1.1，等待下一个顾客进入餐厅；当第三光电传感器1.3.3检测到顾客进入餐厅时，进门MCU模块1.5关闭进门闸1.1，等待下一个顾客进入餐厅。
如图3所示，监控装置包括菜品数量感知装置、路由节点、协调器节点2.3、进门MCU模块1.5、互联网4、进门显示屏1.6；其中，菜品数量感知装置2.1.1到2.1.4n+4通过压力传感器采集菜品重量信息，经过无线路由节点2.2.1到2.2.n和无线协调器节点2.3将菜品实时重量信息传递给进门MCU模块1.5，进门MCU模块1.5通过互联网把菜品实时消耗情况保存到服务器的数据库中，一方面方便后厨通过客户端/Web8和移动终端7实时查看菜品消耗情况，及时补充菜品，另一方面方便顾客通过客户端/Web8和移动终端7实时查看餐厅内菜的种类和菜的消耗情况，合理选择就餐时间。
如图4所示，监控装置另一部分包括高清摄像头2.4、嵌入式系统2.5、互联网4。高清摄像头负责拍摄餐厅内部的实时情况，Cortex A8嵌入式系统负责将高清摄像头采集到的数据进行处理，一方面通过识别算法对餐厅中不良行为进行监控，并通过互联网保存到服务器中的数据库中，以方便追查；另一方面通过互联网实时将视频信息传送到服务器，方便顾客自己用智能设备查看餐厅内是否拥挤。
如图5所示，出门装置包括所述的出门装置3包括出门闸3.1、出门称重装置3.2、出门第一光电传感器3.3.1、出门第二光电传感器3.3.2、出门第三光电传感器3.3.3出门RFID模块3.4、出门MCU模块3.5、出门显示屏3.6、出门3.7、互联网4。当出门第一光电传感器3.3.1检测有顾客要出餐厅时，而出门第二光电传感器3.3.2检测到出门称重装置3.2上没有人时，出门MCU模块3.5打开出门闸3.1，顾客通过出门3.7站在称重装置3.2上并把自己的RFID卡放在出门RFID模块3.4上，出门MCU模块3.5便会识别这个顾客的ID号，再通过出门称重装置3.2称取顾客出餐厅时的重量并将他出餐厅时的重量和ID号通过互联网传送到服务器，服务器访问数据库并根据ID号和这个顾客进出门的重量差判断顾客是否打菜和计算出顾客打菜的价格，如果顾客没有打菜则出门MCU模块3.5打开出门闸3.1，顾客可以直接走出餐厅；如果顾客打菜则计算完所打菜价格后在这个ID号下扣除对应的金额，并保存消费记录和金额以方便顾客可以通过智能设备实时查看自己的消费记录，然后出门MCU模块3.5在出门显示屏3.6上显示顾客的ID号、余额信息，然后出门MCU模块3.5打开出门闸3.1，当出门第三光电传感器3.3.3检测到顾客走出餐厅时，出门MCU模块3.5关闭出门闸3.1，等待下一个顾客。

Claims (8)

1.一种称重式自助餐厅无人量贩装置，其特征在于，该装置包括进门装置（1）、监控装置（2）、出门装置（3）、互联网（4）、服务器（5）、数据库（6）、移动终端（7）、客户端/Web（8）；其中，进门装置（1）负责管理引导顾客进入餐厅，监控装置（2）一方面负责实时监控各类菜的消费情况，另一方面负责监控餐厅内所有顾客的行为举止，出门装置（3）负责管理引导顾客离开餐厅，互联网（4）分别连接进门装置（1）、监控装置（2）、出门装置（3）、服务器（5）、移动终端（7）和客户端/Web（8），服务器（5）连接数据库（6）负责保存数据和处理数据。
2.根据权利要求1所述的一种称重式自助餐厅无人量贩装置，其特征在于，
所述的进门装置（1）中，进门闸（1.1）、进门称重装置（1.2）、进门第一光电传感器（1.3.1）、进门第二光电传感器（1.3.2）、进门第三光电传感器（1.3.3）、进门RFID模块（1.4）、进门MCU模块（1.5）、进门显示屏（1.6）、进门（1.7）、互联网（4），其中进门闸（1.1）、进门称重装置（1.2）、进门第一光电传感器（1.3.1）、进门第二光电传感器（1.3.2）、进门第三光电传感器（1.3.3）、进门RFID模块（1.4）、进门显示屏（1.6）分别与进门MCU模块（1.5）相连接。
3.根据权利要求1所述的一种称重式自助餐厅无人量贩装置，其特征在于，所述的监控装置（2）包括菜品数量感知装置、路由节点、协调器节点（2.3）、监控MCU模块（2.7）、互联网（4）、监控显示屏（2.6）、高清摄像头（2.4）、嵌入式系统（2.5）；其中，菜品数量感知装置包括1号菜品数量感知装置（2.1.1）到n号菜品数量感知装置（2.1.4n+4），其中每4个菜品数量感知装置共用路由节点（2.2.1）到路由节点（2.2.n）中的一个，路由节点将菜品数量感知装置的称重信号传输到协调器节点（2.3），再由协调器节点（2.3）通过监控MCU模块（2.7）传输到监控显示器（2.6）和互联网（4），高清摄像头（2.4）采集餐厅图像信息通过嵌入式系统（2.5）处理后，可传输至互联网（4）。
4.根据权利要求1所述的一种称重式自助餐厅无人量贩装置，其特征在于，所述的出门装置（3）包括出门闸（3.1）、出门称重装置（3.2）、出门第一光电传感器（3.3.1）、出门第二光电传感器（3.3.2）、出门第三光电传感器（3.3.3）出门RFID模块（3.4）、出门MCU模块（3.5）、出门显示屏（3.6）、出门（3.7）、互联网（4），其中，出门闸（3.1）、出门称重装置（3.2）、出门第一光电传感器（3.3.1）、出门第二光电传感器（3.3.2）、出门第三光电传感器（3.3.3）、出门RFID模块（3.4）、出门显示屏（3.6）、互联网（4）分别与出门MCU模块（3.5）相连接。
5.一种如权利要求1所述的称重式自助餐厅无人量贩装置的控制方法，其特征在于，该控制方法基于Zigbee和嵌入式系统的称重式自助餐厅无人量贩装置包括进门装置、监控装置、出门装置、互联网、服务器、数据库、客户端/Web和移动终端，进门装置负责管理引导顾客进入餐厅；监控装置一方面负责实时监控各类菜品的消费情况，另一方面负责监控餐厅内所有顾客的行为举止；出门装置负责管理引导顾客离开餐厅；互联网是进门装置、监控装置和出门装置连接服务器的通道；服务器和数据库负责保存数据和处理数据，客户端/Web和移动终端可以实时查询和访问服务器及数据库获得餐厅各种信息。
6.根据权利要求5所述的称重式自助餐厅无人量贩装置的控制方法，其特征在于，所述的进门装置（1），当进门第一光电传感器（1.3.1）检测有顾客进餐厅时而进门第二光电传感器（1.3.2）检测到进门称重装置（1.2）上没有人时，进门MCU模块（1.5）打开进门闸（1.1），顾客通过进门（1.7）站在进门称重装置（1.2）上把自己的RFID卡放在进门RFID模块（1.4）上，进门MCU模块（1.5）便会识别这个顾客的ID号，再通过进门称重装置（1.2）称取顾客进门时的重量，并将他进餐厅时的重量和ID号通过互联网传送到服务器的数据库中保存起来，同时进门MCU模块（1.5）在进门显示屏（1.6）上显示顾客的ID号、余额信息，数据库保存完毕后，进门MCU模块（1.5）打开进门闸（1.1），此时顾客可以选择离开餐厅或者进入餐厅；当第一光电传感器（1.3.1）检测到顾客离开餐厅时，进门MCU模块（1.5）关闭进门闸（1.1），等待下一个顾客进入餐厅；当第三光电传感器（1.3.3）检测到顾客进入餐厅时，进门MCU模块（1.5）关闭进门闸（1.1），等待下一个顾客进入餐厅。
7.根据权利要求5所述的称重式自助餐厅无人量贩装置的控制方法，其特征在于，所述的监控装置（2），菜品数量感知装置（2.1.1）到（2.1.4n+4）通过压力传感器采集菜品重量信息，经过无线路由节点(2.2.1)到（2.2.n）和无线协调器节点（2.3）将菜品实时重量信息传递给监控MCU模块（2.7），监控MCU模块（2.5）通过互联网把菜品实时消耗情况保存到服务器的数据库中，一方面方便后厨通过监控显示屏（2.6）、客户端/Web（8）和移动终端（7）实时查看菜品消耗情况，及时补充菜品，另一方面方便顾客通过客户端/Web（8）和移动终端（7）实时查看餐厅内菜的种类和菜的消耗情况，合理选择就餐时间。
8.根据权利要求5所述的称重式自助餐厅无人量贩装置的控制方法，其特征在于，所述的出门装置（3），当出门第一光电传感器（3.3.1）检测有顾客要出餐厅时，而出门第二光电传感器（3.3.2）检测到出门称重装置（3.2）上没有人时，出门MCU模块（3.5）打开出门闸（3.1），顾客通过出门（3.7）站在称重装置（3.2）上并把自己的RFID卡放在出门RFID模块（3.4）上，出门MCU模块（3.5）便会识别这个顾客的ID号，再通过出门称重装置（3.2）称取顾客出餐厅时的重量并将他出餐厅时的重量和ID号通过互联网传送到服务器，服务器访问数据库并根据ID号和这个顾客进出门的重量差判断顾客是否打菜和计算出顾客打菜的价格，如果顾客没有打菜则出门MCU模块（3.5）打开出门闸（3.1），顾客可以直接走出餐厅；如果顾客打菜则计算完所打菜价格后在这个ID号下扣除对应的金额，并保存消费记录和金额以方便顾客可以通过智能设备实时查看自己的消费记录，然后出门MCU模块（3.5）在出门显示屏（3.6）上显示顾客的ID号、余额信息，然后出门MCU模块（3.5）打开出门闸（3.1），当出门第三光电传感器（3.3.3）检测到顾客走出餐厅时，出门MCU模块（3.5）关闭出门闸（3.1），等待下一个顾客。
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