多功能無(wú)線語(yǔ)音識(shí)別點(diǎn)菜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

隨著國(guó)內(nèi)外餐飲業(yè)的快速發(fā)展，各個(gè)餐館的消費(fèi)人次日 益增多，在傳統(tǒng)的餐館里，服務(wù)人員在就餐高峰期為記錄顧客 點(diǎn)菜清單忙得焦頭爛額，不僅耽誤了顧客的時(shí)間，還影響了顧 客對(duì)飯店的印象和評(píng)價(jià)。為克服傳統(tǒng)點(diǎn)菜方式的弊端，本文 提出一種新型的基于單片機(jī)的多功能無(wú)線語(yǔ)音識(shí)別點(diǎn)菜系統(tǒng)。 該點(diǎn)菜系統(tǒng)在保留市面上現(xiàn)有按鍵式點(diǎn)菜機(jī)基本功能的基礎(chǔ) 上，嵌入了語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，使顧客能夠直接通過(guò)語(yǔ)音進(jìn)行自 助點(diǎn)菜，不僅節(jié)省了顧客點(diǎn)餐時(shí)間，提高了顧客的滿意度，而 且節(jié)省了餐館勞動(dòng)力成本，提高了餐館的運(yùn)營(yíng)效率，使餐館管 理逐步邁向信息化、自動(dòng)化。

1系統(tǒng)功能與具體實(shí)施方案

1.1系統(tǒng)功能

顧客可以直接用語(yǔ)音點(diǎn)菜，也可以通過(guò)按鍵點(diǎn)菜。顧客 點(diǎn)菜過(guò)程中可以實(shí)時(shí)查看消費(fèi)總額。服務(wù)總臺(tái)上位機(jī)的酒店管 理軟件實(shí)現(xiàn)開(kāi)臺(tái)、菜單查詢、結(jié)賬收銀、賬單打印、繪制銷售 曲線、統(tǒng)計(jì)員工信息、數(shù)據(jù)備份等功能。后廚領(lǐng)班手持的菜單 分揀機(jī)結(jié)束了以前人工分揀菜單的歷史，這樣既減輕了領(lǐng)班的 工作量，又避免了由于領(lǐng)班的失誤而漏做某菜，還提高了廚 師做菜的效率。顧客用餐過(guò)程中可以隨時(shí)加菜和退菜。該點(diǎn) 菜系統(tǒng)還具有呼叫服務(wù)員功能。

1.2系統(tǒng)具體實(shí)施方案

圖1所示是本點(diǎn)菜系統(tǒng)的原理圖。每個(gè)餐桌旁均設(shè)有一 個(gè)無(wú)線點(diǎn)菜機(jī)。打開(kāi)點(diǎn)菜機(jī)電源后，在點(diǎn)菜機(jī)播放完提示音'請(qǐng) 按開(kāi)始鍵，開(kāi)始語(yǔ)音點(diǎn)菜”后，顧客只需對(duì)著話筒說(shuō)出自己想點(diǎn)的菜名即可。點(diǎn)菜機(jī)識(shí)別出顧客說(shuō)的菜名之后會(huì)立即自動(dòng)播 放并顯示該菜名以供顧客確認(rèn)。在語(yǔ)音點(diǎn)菜的同時(shí)，顧客也可 以使用按鍵進(jìn)行點(diǎn)菜。點(diǎn)菜時(shí)，顧客可以瀏覽點(diǎn)菜機(jī)中嵌入的 菜譜。在逐條瀏覽菜譜時(shí)，點(diǎn)菜機(jī)會(huì)顯示并播放當(dāng)前所瀏覽的 菜名。顧客點(diǎn)完菜需要提交菜單時(shí)，點(diǎn)菜機(jī)會(huì)提示顧客是否 要提交菜單,根據(jù)語(yǔ)音提示，顧客只需回答“是的”或者“不是” 即可，或者通過(guò)按鍵來(lái)確認(rèn)是否提交菜單。當(dāng)顧客提交菜單后, 顧客菜單信息會(huì)通過(guò)NRF24L01無(wú)線收發(fā)模塊傳送到服務(wù)總 臺(tái)無(wú)線接收機(jī)和后廚領(lǐng)班手持菜單分揀機(jī)。服務(wù)總臺(tái)接收機(jī) 接收到菜單后，通過(guò)串口將菜單數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)進(jìn)行相關(guān)處理。 后廚菜單分揀機(jī)收到菜單后，其蜂鳴器會(huì)發(fā)出提示音，同時(shí)將 所有點(diǎn)菜清單重新綜合，按做菜所需時(shí)間長(zhǎng)短順序依次顯示 菜名，并且顯示出點(diǎn)了相同菜名的所有桌的桌號(hào)，同時(shí)清除已 經(jīng)制作完畢的菜。領(lǐng)班掌握這些信息后就可以通知廚師優(yōu)先 做什么菜，一次做多少份。呼叫服務(wù)員功能用來(lái)應(yīng)對(duì)就餐過(guò)程 中遇到的某些需要服務(wù)員處理的突發(fā)情況。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本點(diǎn)菜系統(tǒng)硬件由顧客手持無(wú)線語(yǔ)音識(shí)別點(diǎn)菜機(jī)、服務(wù) 總臺(tái)無(wú)線接收機(jī)和后廚領(lǐng)班手持菜單分揀機(jī)組成。

2.1顧客手持無(wú)線語(yǔ)音識(shí)別點(diǎn)菜機(jī)

該點(diǎn)菜機(jī)由MSP430F149單片機(jī)、ISD4003語(yǔ)音播放模塊、 LD3320語(yǔ)音識(shí)別模塊、NRF24L01無(wú)線收發(fā)模塊、12864液 晶顯示模塊、按鍵模塊、指示燈模塊組成。

TI公司的MSP430F149超低功耗16位單片機(jī)功耗極低， 是目前世界上功耗較低的單片機(jī)，符合手持設(shè)備長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間的 要求，同時(shí)MSP430F149是16位單片機(jī)，處理數(shù)據(jù)能力強(qiáng)、 速度快。MSP430F149單片機(jī)是點(diǎn)菜機(jī)的主控MCU,在其控 制下與其它模塊協(xié)調(diào)工作，以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)菜過(guò)程的多功能化。

語(yǔ)音識(shí)別模塊采用LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片，該芯片實(shí)現(xiàn) 了菜名以及操作命令的語(yǔ)音識(shí)別，并將識(shí)別結(jié)果反饋給主控 MCU進(jìn)行處理。

語(yǔ)音播放模塊采用ISD4003語(yǔ)音播放芯片，該芯片實(shí)現(xiàn) 了菜名以及系統(tǒng)提示語(yǔ)音的播放。該模塊與語(yǔ)音識(shí)別模塊配 合使用，實(shí)現(xiàn)了顧客與點(diǎn)菜機(jī)之間的人機(jī)對(duì)話。

無(wú)線收發(fā)模塊采用NRF24L01芯片加PA功放電路，實(shí) 現(xiàn)了顧客點(diǎn)菜清單的無(wú)線傳輸，使系統(tǒng)無(wú)需鋪設(shè)線路，極大 地方便了該系統(tǒng)在餐廳的安裝。

顯示模塊采用了 QC12864B漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊, 可顯示漢字及圖形。該模塊用來(lái)顯示開(kāi)機(jī)畫面、菜名以及各種 文字性操作提示，方便顧客操作點(diǎn)菜機(jī)。

按鍵模塊的各個(gè)按鍵分別接到MSP430F149的相應(yīng)中斷 端口上，按下按鍵即可開(kāi)啟相應(yīng)功能。

指示燈模塊用來(lái)指示點(diǎn)菜機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)（該點(diǎn)菜機(jī)有 “系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒”、“開(kāi)始語(yǔ)音點(diǎn)菜”、“系統(tǒng)故障”三種工作狀態(tài)）。

2.2服務(wù)總臺(tái)無(wú)線接收機(jī)

服務(wù)總臺(tái)無(wú)線接收機(jī)由89C52RC單片機(jī)和NRF24L01無(wú) 線收發(fā)模塊組成。

89C52RC單片機(jī)是該無(wú)線接收機(jī)的主控MCU，其通過(guò) 串口將收到的來(lái)自顧客的點(diǎn)菜清單傳送給服務(wù)總臺(tái)上位機(jī)進(jìn)行 處理。

無(wú)線收發(fā)模塊采用NRF24L01芯片加PA功放電路，其 功能是接收點(diǎn)菜機(jī)發(fā)送來(lái)的點(diǎn)菜清單，并將菜單信息通過(guò)SPI 方式傳送到89C52RC單片機(jī)。

2.3后廚菜單分揀機(jī)

后廚領(lǐng)班手持菜單分揀機(jī)由MSP430F149單片機(jī)、 NRF24L01無(wú)線收發(fā)模塊、12864液晶顯示模塊、功能按鍵模 塊、有源蜂鳴器組成。

MSP430F149單片機(jī)是菜單分揀機(jī)的主控MCU，用來(lái)協(xié) 調(diào)其它模塊的工作時(shí)序，并通過(guò)排序算法將收到的所有的菜單 進(jìn)行重新整合。MSP430F149有64 Kb的FLASH存儲(chǔ)空間， 可以存儲(chǔ)大量的訂單信息。

無(wú)線收發(fā)模塊采用NRF24L01芯片加PA功放電路，隨 時(shí)接收各桌發(fā)送的菜單信息，并將信息傳給MSP430F149進(jìn)行 處理。

12864液晶顯示器方便后廚領(lǐng)班查看重新排序后的菜單 信息。

功能按鍵模塊實(shí)現(xiàn)了菜單瀏覽模式切換（該機(jī)有兩種菜 單瀏覽模式：按桌號(hào)瀏覽和按菜肴名稱瀏覽）、上翻菜單、下 翻菜單、刪除菜名四個(gè)功能。

有源蜂鳴器電路連接到了 MSP430F149的P4.0端口上, 用來(lái)提示領(lǐng)班查看剛收到的菜單信息。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括四大部分：點(diǎn)菜機(jī)軟件設(shè)計(jì)，服務(wù) 臺(tái)上位機(jī)的無(wú)線接收機(jī)軟件設(shè)計(jì)，后廚領(lǐng)班手持菜單分揀機(jī) 軟件設(shè)計(jì)，服務(wù)總臺(tái)上位機(jī)安裝的餐飲管理軟件設(shè)計(jì)。

3.1點(diǎn)菜機(jī)軟件設(shè)計(jì)

點(diǎn)菜機(jī)主程序流程圖如圖2所示。

系統(tǒng)中的主程序首先進(jìn)行各模塊的初始化、顯示開(kāi)機(jī)畫面，然后判別顧客選擇的是語(yǔ)音點(diǎn)菜還是按鍵點(diǎn)菜，只有選擇 了語(yǔ)音點(diǎn)菜才會(huì)啟動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別功能（這樣做是為了盡量讓不需 要語(yǔ)音識(shí)別時(shí)關(guān)掉語(yǔ)音識(shí)別功能，以降低誤識(shí)別率）。顧客的 點(diǎn)菜清單會(huì)存儲(chǔ)到單片機(jī)FLASH中。點(diǎn)菜過(guò)程中，如果顧客 按下消費(fèi)金額按鍵，則程序調(diào)用相應(yīng)子程序，顯示消費(fèi)金額； 如果顧客按下呼叫服務(wù)員按鍵，則調(diào)用相應(yīng)子程序發(fā)送呼叫信 號(hào)；如果點(diǎn)菜完畢后確實(shí)要提交菜單，則調(diào)用發(fā)送菜單子程序 發(fā)送點(diǎn)菜清單，否則就繼續(xù)點(diǎn)菜。

3.2無(wú)線接收機(jī)軟件設(shè)計(jì)

服務(wù)臺(tái)上位機(jī)的無(wú)線接收機(jī)主程序流程圖如圖3所示。

程序中無(wú)線接收模塊接收到數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)把數(shù)據(jù)存到一 個(gè)指定的數(shù)組中，程序循環(huán)檢測(cè)這個(gè)數(shù)組，檢測(cè)到這個(gè)數(shù)組中 有新數(shù)據(jù)后就將該數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送到計(jì)算機(jī)。

3.3上位機(jī)配套餐飲管理軟件設(shè)計(jì)

餐飲管理軟件程序流程圖如圖4所示。 菜單分揀機(jī)程序流程圖如圖5所示。

登錄餐飲管理軟件后，軟件先為每一桌顧客開(kāi)臺(tái)，只有 開(kāi)了臺(tái)的餐桌上的點(diǎn)菜機(jī)所發(fā)的菜單才會(huì)被接收并處理。當(dāng)總 臺(tái)計(jì)算機(jī)收到信號(hào)后，配套軟件在存儲(chǔ)信息的同時(shí)會(huì)彈岀提 示對(duì)話框，提示后臺(tái)人員有顧客點(diǎn)菜。如果顧客發(fā)出呼叫服務(wù) 員信息，軟件會(huì)彈出對(duì)話框，提醒服務(wù)員去為某餐桌提供人 工服務(wù)。軟件有結(jié)賬和賬單打印功能、員工管理功能，可將員 工信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，便于員工管理和考勤。軟件還具有數(shù)據(jù)分 析功能，酒店管理人員可以從時(shí)間、季節(jié)、營(yíng)業(yè)時(shí)段和菜肴 種類等角度查詢銷售記錄，軟件從數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)出數(shù)據(jù)后亦可經(jīng)過(guò) 分析后繪制成圖表，為酒店管理決策提供依據(jù)。為保護(hù)銷售 數(shù)據(jù)，軟件會(huì)定期進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。

3.4后廚菜單分揀機(jī)軟件設(shè)計(jì)

程序先進(jìn)行各個(gè)模塊初始化，然后循環(huán)檢測(cè)是否接收到 菜單，若接收到菜單則存儲(chǔ)到結(jié)構(gòu)體數(shù)組中，然后按照做菜時(shí) 間長(zhǎng)短將所有菜單重新綜合，并按一定順序顯示出來(lái)，同時(shí) 蜂鳴器發(fā)聲提示領(lǐng)班查看信息。

4結(jié)語(yǔ)

本多功能無(wú)線語(yǔ)音識(shí)別點(diǎn)菜系統(tǒng)在從顧客點(diǎn)菜到提交菜 單整個(gè)流程中，基本實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話，方便易用，趣味性強(qiáng)； 語(yǔ)音識(shí)別率高，可達(dá)到95%以上，能夠識(shí)別以普通話為基礎(chǔ) 的多種方言；考慮到某些弱勢(shì)群體就餐時(shí)面臨的困難，如盲人 或聾啞人，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了語(yǔ)音操作和按鍵操作，二者既可以獨(dú) 立操作，也可以配合操作，真正做到人性化點(diǎn)菜；系統(tǒng)多個(gè) 環(huán)節(jié)都做到了節(jié)能，產(chǎn)品最大程度地做到了低碳、節(jié)能、環(huán)保; 無(wú)線傳輸技術(shù)的使用使該點(diǎn)菜系統(tǒng)在飯館中安裝方便，無(wú)需 鋪設(shè)線路，不會(huì)破壞餐廳裝修風(fēng)格，也節(jié)省裝修成本；系統(tǒng)配 套的收銀臺(tái)計(jì)算機(jī)軟件最大程度地滿足了餐飲企業(yè)的信息需 求，為管理者提供了重要的決策參考指標(biāo)；收銀臺(tái)計(jì)算機(jī)軟 件使用VC 6.0 MFC圖形界面開(kāi)發(fā)，簡(jiǎn)化了管理者的操作過(guò)程, 同時(shí)使用C++語(yǔ)言串口編程，最大化兼容Windows各種操作 系統(tǒng)。

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