CN112819656A - 一种基于uwb的智慧餐饮实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于UWB的智慧餐饮实现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：根据食堂建筑结构设计UWB基站3布置数量和位置，使所述UWB基站3信号应能够有效覆盖整个取餐区域和就餐区域；步骤二：边缘计算终端6根据食堂取餐动线图和精准计量备餐终端5的UWB定位信息，建模确定有效取餐区范围；步骤三：所述边缘计算终端6根据就餐区域的实际大小提前预置有效的就餐范围；步骤四：UWB卡片发放装置1的人脸识别设备通过网络与边缘计算终端6通信。本发明涉及智慧餐饮领域，具体地讲，涉及一种基于UWB的智慧餐饮实现方法。本发明方便智慧餐饮实现。

Description

一种基于UWB的智慧餐饮实现方法
技术领域
本发明涉及智慧餐饮领域，具体地讲，涉及一种基于UWB的智慧餐饮实现 方法。
背景技术
传统食堂存在以下问题：(1)饭菜按份计量，不能因人而异，浪费情况严 重；(2)人工结算效率低、出错率高；(3)人力成本高。现有基于RFID识别 关联账户的智慧食堂方案存在以下问题：(1)基于RFID技术的智慧餐饮实现， 餐具底部内置RFID标签，用于记录菜品名称和价格，餐具高温消毒会导致RFID 餐具损坏率极高；(2)无法精准统计取用餐人员取餐区域、就餐区域的位置分 布；(3)仍然存在按份计量，浪费情况严重的问题。此为，现有技术的不足之 处。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于UWB的智慧餐饮实现方法，方便 智慧餐饮实现。
本发明采用如下技术方案实现发明目的：
一种基于UWB的智慧餐饮实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据食堂建筑结构设计UWB基站布置数量和位置，使所述UWB基 站信号应能够有效覆盖整个取餐区域和就餐区域；
步骤二：边缘计算终端根据食堂取餐动线图和精准计量备餐终端的UWB定 位信息，建模确定有效取餐区范围；
步骤三：所述边缘计算终端根据就餐区域的实际大小提前预置有效的就餐 范围；
步骤四：UWB卡片发放装置的人脸识别设备通过网络与边缘计算终端通信；
步骤五：就餐者的人脸信息与支付账户信息通过手机APP录入并保存在云 平台；
步骤六：就餐者取餐；
步骤七：就餐者用餐。
作为本技术方案的进一步限定，所述步骤六包括以下步骤：
步骤六一：每餐前，餐厅管理人员通过手机APP连接所述云平台进行菜品 信息的推送，推送完成后，所述精准计量备餐终端的显示屏将显示菜品名称和 价格信息，用于指导餐厅工作人员上菜并为就餐者取餐提供指导；
步骤六二：就餐时，就餐者在餐厅入口通过所述UWB卡片发放装置的人脸 识别设备进行人脸识别，识别完成后通过三辊闸，并从自动发卡器取走对应的 UWB定位卡片，将账户信息和所述UWB定位卡片进行绑定；
步骤六三：就餐者进入所述精准计量备餐终端的有效取餐范围，并通过智 能餐勺在所述精准计量备餐终端中取餐时，所述精准计量备餐终端的显示屏显 示就餐者身份信息及已取菜品的精确重量和价格信息，通过所述精准计量备餐 终端称重模块计量；
步骤六四：所述边缘计算终端与UWB基站实时通信，获取所述UWB定位卡 片及所述智能餐勺运动轨迹，结合已设定的所述精准计量备餐终端有效取餐区 范围，锁定就餐者，避免出现误扣费情况；
步骤六五：通过所述UWB定位卡片及所述智能餐勺运动轨迹判断取餐者离 开有效取餐区，所述边缘计算终端软件实现对所述UWB定位卡片对应的支付账 户的扣费。
作为本技术方案的进一步限定，所述步骤七包括以下步骤：
步骤七一：取餐完毕后，就餐者直接到就餐区就餐；
步骤七二：所述边缘计算终端通过对用餐区的所述UWB定位卡片分布情况， 通过餐厅指示屏幕引导就餐者到空闲餐位；
步骤七三：就餐完毕后，在餐厅出口通过UWB卡片回收装置的卡片自动回 收器将所述UWB定位卡片收回，就餐者通过三辊闸离开餐厅。
作为本技术方案的进一步限定，所述步骤二中建模包括以下步骤：
步骤二一：取餐动作发生时，应保证就餐者A的位置在有效取餐范围内， 以保证扣费成功率，扣费成功是取餐动作过程中，有效取餐范围内始终存在取 餐者进行扣费；
步骤二二：同一时间点，所述精准计量备餐终端只能有一个取餐者；
步骤二三：同一时间点在有效取餐范围内的就餐者的数量小于M个，以降 低误扣费的概率，误扣费指系统将消费费用扣除在有效取餐范围内的非实际取 餐者；
步骤二四：取餐动作发生的标志是所述智能餐勺的轨迹远离精准计量备餐 终端并朝向某一就餐者发生移动或靠近；
步骤二五：建立直角坐标系xoy，将有效取餐范围内建模确立为椭圆形区域， 将长轴记为a，短轴记为b；
将就餐者A的定位位置记为(x1,y1)；
就餐者B的定位位置记为(x2,y2)；
所述智能餐勺的定位位置记为S(xs,ys)；
就餐者A取餐动作发生时，式1和式2同时满足：
Figure BDA0002874737510000041
Figure BDA0002874737510000042
Figure BDA0002874737510000043
满足式3位置(x,y)的就餐者(x1,y1)、(x2,y2)……(xn,yn)的数量N要满足，0<N<M。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
1、本装置无感结算，用户体验好。
2、本装置基于UWB定位实现了分次结算，解决了集中结算的排队问题， 基于UWB定位技术实现的支付账户关联及结算方式，内置UWB标签的 智能餐勺能够实时显示实际消费重量，并且通过轨迹模拟降低无扣费 的概率。
3、本装置菜品取用可以实现按克计量，避免浪费，各设备间采用无线通 信方式，部署方便，保证高扣费成功率和低误扣率的取餐建模算法。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的建模示意图。
图中：1、UWB卡片发放装置，2、UWB卡片回收装置，3、UWB基站，4、智 能餐勺，5、精准计量备餐终端，6、边缘计算终端，7、云平台，8、UWB定位卡 片。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解 本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1-图2所示，本发明包括以下步骤：
步骤一：根据食堂建筑结构设计UWB基站3布置数量和位置，使所述UWB 基站3信号应能够有效覆盖整个取餐区域和就餐区域；
步骤二：边缘计算终端6根据食堂取餐动线图和精准计量备餐终端5的UWB 定位信息，建模确定有效取餐区范围；
步骤三：所述边缘计算终端6根据就餐区域的实际大小提前预置有效的就 餐范围；
步骤四：UWB卡片发放装置1的人脸识别设备通过网络与边缘计算终端6通 信；
步骤五：就餐者的人脸信息与支付账户信息通过手机APP录入并保存在云 平台7；
步骤六：就餐者取餐；
步骤七：就餐者用餐。
所述步骤六包括以下步骤：
步骤六一：每餐前，餐厅管理人员通过手机APP连接所述云平台7进行菜 品信息的推送，推送完成后，所述精准计量备餐终端5的显示屏将显示菜品名 称和价格信息，用于指导餐厅工作人员上菜并为就餐者取餐提供指导；
步骤六二：就餐时，就餐者在餐厅入口通过所述UWB卡片发放装置1的人 脸识别设备进行人脸识别，识别完成后通过三辊闸，并从自动发卡器取走对应 的UWB定位卡片8，将账户信息和所述UWB定位卡片8进行绑定；
步骤六三：就餐者进入所述精准计量备餐终端5的有效取餐范围，并通过 智能餐勺4在所述精准计量备餐终端5中取餐时，所述精准计量备餐终端5的 显示屏显示就餐者身份信息及已取菜品的精确重量和价格信息，通过所述精准 计量备餐终端5称重模块计量；
步骤六四：所述边缘计算终端6与UWB基站3实时通信，获取所述UWB定 位卡片8及所述智能餐勺4运动轨迹，结合已设定的所述精准计量备餐终端5 有效取餐区范围，锁定就餐者，避免出现误扣费情况；
步骤六五：通过所述UWB定位卡片8及所述智能餐勺4运动轨迹判断取餐 者离开有效取餐区，所述边缘计算终端6软件实现对所述UWB定位卡片8对应 的支付账户的扣费。
所述步骤七包括以下步骤：
步骤七一：取餐完毕后，就餐者直接到就餐区就餐；
步骤七二：所述边缘计算终端6通过对用餐区的所述UWB定位卡片8分布 情况，通过餐厅指示屏幕引导就餐者到空闲餐位；
步骤七三：就餐完毕后，在餐厅出口通过UWB卡片回收装置2的卡片自动 回收器将所述UWB定位卡片8收回，就餐者通过三辊闸离开餐厅。
所述步骤二中建模包括以下步骤：
步骤二一：取餐动作发生时，应保证就餐者A的位置在有效取餐范围内， 以保证扣费成功率，扣费成功是取餐动作过程中，有效取餐范围内始终存在取 餐者进行扣费；
步骤二二：同一时间点，所述精准计量备餐终端5只能有一个取餐者；
步骤二三：同一时间点在有效取餐范围内的就餐者的数量小于M个，以降 低误扣费的概率，误扣费指系统将消费费用扣除在有效取餐范围内的非实际取 餐者；
步骤二四：取餐动作发生的标志是所述智能餐勺4的轨迹远离精准计量备 餐终端并朝向某一就餐者发生移动或靠近；
步骤二五：建立直角坐标系xoy，将有效取餐范围内建模确立为椭圆形区域， 将长轴记为a，短轴记为b；
将就餐者A的定位位置记为(x1,y1)；
就餐者B的定位位置记为(x2,y2)；
所述智能餐勺4的定位位置记为S(xs,ys)；
就餐者A取餐动作发生时，式1和式2同时满足：
Figure BDA0002874737510000071
Figure BDA0002874737510000072
Figure BDA0002874737510000073
满足式3位置(x,y)的就餐者(x1,y1)、(x2,y2)……(xn,yn)的数量N要满足，0<N<M。
所述UWB卡片发放装置1由三辊闸、人脸识别设备、自动发卡器构成。
所述UWB卡片回收装置2由卡片自动回收器、三辊闸构成。
所述UWB基站3根据食堂建筑结构间隔布置，保证信号全面覆盖无盲区。
所述智能餐勺4手柄处内置UWB标签，用于定位。
所述精准计量备餐终端5由菜品盛放器皿、称重模块、显示屏、控制电路 构成，所述控制电路包含UWB模块电路，用于终端定位。
所述边缘计算终端6用于精准计量备餐终端的管理、UWB定位卡片、智能餐 勺定位算法的处理。
所述云平台7布置智慧食堂管理服务系统，包括菜品管理、用户管理、对 接各支付平台等功能。
所述UWB定位卡片8能够在复数个UWB基站覆盖范围内实时或周期的发送 定位信号至复数个UWB基站用于就餐人员精确定位，在UWB卡片发放装置处实 现了与就餐人员的支付账户的关联。
本发明的工作流程为：根据食堂建筑结构设计UWB基站3布置数量和位置， 使UWB基站3信号应能够有效覆盖整个取餐区域和就餐区域。
边缘计算终端6根据食堂取餐动线图和精准计量备餐终端5的UWB定位信 息，建模确定有效取餐区范围。取餐动作发生时，应保证就餐者A的位置在有 效取餐范围内，以保证扣费成功率，扣费成功是取餐动作过程中，有效取餐范 围内始终存在取餐者进行扣费，同一时间点，精准计量备餐终端5只能有一个 取餐者，同一时间点在有效取餐范围内的就餐者的数量小于M个，以降低误扣 费的概率，误扣费指系统将消费费用扣除在有效取餐范围内的非实际取餐者， 取餐动作发生的标志是智能餐勺4的轨迹远离精准计量备餐终端并朝向某一就 餐者发生移动或靠近。
如图2所示，建立直角坐标系，将有效取餐范围内建模确立为椭圆形区域， 将长轴记为a，短轴记为b；矩形区域为精准计量备餐终端5的平面大小，O为 精准计量备餐终端5的UWB定位位置。
将就餐者A的定位位置记为(x1,y1)；
就餐者B的定位位置记为(x2,y2)；
智能餐勺4的定位位置记为S(xs,ys)；
取餐动作发生时，式1和式2同时满足：
Figure BDA0002874737510000081
Figure BDA0002874737510000082
Figure BDA0002874737510000083
满足式3位置(x,y)的就餐者(x1,y1)、(x2,y2)……(xn,yn)的数量N要满足，0<N<M。
边缘计算终端6根据就餐区域的实际大小提前预置有效的就餐范围。
UWB卡片发放装置1的人脸识别设备通过网络与边缘计算终端6通信。
就餐者的人脸信息与支付账户信息通过手机APP录入并保存在云平台7。
就餐者取餐，每餐前，餐厅管理人员通过手机APP连接云平台7进行菜品 信息的推送，推送完成后，精准计量备餐终端5的显示屏将显示菜品名称和价 格信息，用于指导餐厅工作人员上菜并为就餐者取餐提供指导，就餐时，就餐 者在餐厅入口通过UWB卡片发放装置1的人脸识别设备进行人脸识别，识别完 成后通过三辊闸，并从自动发卡器取走对应的UWB定位卡片8，将账户信息和 UWB定位卡片8进行绑定，就餐者进入精准计量备餐终端5的有效取餐范围，并 通过智能餐勺4在精准计量备餐终端5中取餐时，精准计量备餐终端5的显示 屏显示就餐者身份信息及已取菜品的精确重量和价格信息，通过精准计量备餐 终端5称重模块计量，边缘计算终端6与UWB基站3实时通信，获取UWB定位 卡片8及智能餐勺4运动轨迹，结合已设定的精准计量备餐终端5有效取餐区 范围，锁定就餐者，避免出现误扣费情况，通过UWB定位卡片8及智能餐勺4 运动轨迹判断取餐者离开有效取餐区，边缘计算终端6软件实现对UWB定位卡 片8对应的支付账户的扣费。
就餐者用餐，取餐完毕后，就餐者直接到就餐区就餐，边缘计算终端6通 过对用餐区的UWB定位卡片8分布情况，通过餐厅指示屏幕引导就餐者到空闲 餐位，就餐完毕后，在餐厅出口通过UWB卡片回收装置2的卡片自动回收器将 UWB定位卡片8收回，就餐者通过三辊闸离开餐厅。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何 本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于UWB的智慧餐饮实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据食堂建筑结构设计UWB基站(3)布置数量和位置，使所述UWB基站(3)信号应能够有效覆盖整个取餐区域和就餐区域；
步骤二：边缘计算终端(6)根据食堂取餐动线图和精准计量备餐终端(5)的UWB定位信息，建模确定有效取餐区范围；
步骤三：所述边缘计算终端(6)根据就餐区域的实际大小提前预置有效的就餐范围；
步骤四：UWB卡片发放装置(1)的人脸识别设备通过网络与边缘计算终端(6)通信；
步骤五：就餐者的人脸信息与支付账户信息通过手机APP录入并保存在云平台(7)；
步骤六：就餐者取餐；
步骤七：就餐者用餐。
2.根据权利要求1所述的基于UWB的智慧餐饮实现方法，其特征在于：所述步骤六包括以下步骤：
步骤六一：每餐前，餐厅管理人员通过手机APP连接所述云平台(7)进行菜品信息的推送，推送完成后，所述精准计量备餐终端(5)的显示屏将显示菜品名称和价格信息，用于指导餐厅工作人员上菜并为就餐者取餐提供指导；
步骤六二：就餐时，就餐者在餐厅入口通过所述UWB卡片发放装置(1)的人脸识别设备进行人脸识别，识别完成后通过三辊闸，并从自动发卡器取走对应的UWB定位卡片(8)，将账户信息和所述UWB定位卡片(8)进行绑定；
步骤六三：就餐者进入所述精准计量备餐终端(5)的有效取餐范围，并通过智能餐勺(4)在所述精准计量备餐终端(5)中取餐时，所述精准计量备餐终端(5)的显示屏显示就餐者身份信息及已取菜品的精确重量和价格信息，通过所述精准计量备餐终端(5)称重模块计量；
步骤六四：所述边缘计算终端(6)与UWB基站(3)实时通信，获取所述UWB定位卡片(8)及所述智能餐勺(4)运动轨迹，结合已设定的所述精准计量备餐终端(5)有效取餐区范围，锁定就餐者，避免出现误扣费情况；
步骤六五：通过所述UWB定位卡片(8)及所述智能餐勺(4)运动轨迹判断取餐者离开有效取餐区，所述边缘计算终端(6)软件实现对所述UWB定位卡片(8)对应的支付账户的扣费。
3.根据权利要求2所述的基于UWB的智慧餐饮实现方法，其特征在于：所述步骤七包括以下步骤：
步骤七一：取餐完毕后，就餐者直接到就餐区就餐；
步骤七二：所述边缘计算终端(6)通过对用餐区的所述UWB定位卡片(8)分布情况，通过餐厅指示屏幕引导就餐者到空闲餐位；
步骤七三：就餐完毕后，在餐厅出口通过UWB卡片回收装置(2)的卡片自动回收器将所述UWB定位卡片(8)收回，就餐者通过三辊闸离开餐厅。
4.根据权利要求1所述的基于UWB的智慧餐饮实现方法，其特征在于：所述步骤二中建模包括以下步骤：
步骤二一：取餐动作发生时，应保证就餐者A的位置在有效取餐范围内，以保证扣费成功率，扣费成功是取餐动作过程中，有效取餐范围内始终存在取餐者进行扣费；
步骤二二：同一时间点，所述精准计量备餐终端(5)只能有一个取餐者；
步骤二三：同一时间点在有效取餐范围内的就餐者的数量小于M个，以降低误扣费的概率，误扣费指系统将消费费用扣除在有效取餐范围内的非实际取餐者；
步骤二四：取餐动作发生的标志是所述智能餐勺(4)的轨迹远离精准计量备餐终端并朝向某一就餐者发生移动或靠近；
步骤二五：建立直角坐标系xoy，将有效取餐范围内建模确立为椭圆形区域，将长轴记为a，短轴记为b；
将就餐者A的定位位置记为(x1,y1)；
就餐者B的定位位置记为(x2,y2)；
所述智能餐勺(4)的定位位置记为S(xs,ys)；
就餐者A取餐动作发生时，式1和式2同时满足：
Figure FDA0002874737500000031
Figure FDA0002874737500000032
Figure FDA0002874737500000033
满足式3位置(x,y)的就餐者(x1,y1)、(x2,y2)……(xn,yn)的数量N要满足，0<N<M。
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