基于WINCE的無線點(diǎn)菜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于WinCE的觸摸式無線點(diǎn)菜系統(tǒng)設(shè)計(jì)基金項(xiàng)目：江蘇省2009年度研究生教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐課題（教學(xué)實(shí)踐）、中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（）和中國(guó)常州市輸配電及節(jié)電技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題，全國(guó)教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃2009年度教育部重點(diǎn)課題（課題批準(zhǔn)號(hào)：DCA）成果。作者簡(jiǎn)介：顧慧，女，江蘇南通人，1989-，河海大學(xué)電子信息07級(jí)本科生.鄧靖璇，女，湖北隨州人，1989-，河海大學(xué)電子信息07級(jí)本科生.*通信作者：朱昌平，男，湖北荊門人，1956-，河海大學(xué)教授，碩導(dǎo)，分管科研和實(shí)驗(yàn)室的副院長(zhǎng)，電子信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)中心主任，主要從事通信電路與聲學(xué)技術(shù)的研究.聯(lián)系方式0519-（O），.Email

2、：；網(wǎng)址：/gpdz/顧慧，單鳴雷，鄧靖璇，王勇，朱昌平*（1河海大學(xué)江蘇省輸配電裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇常州 ）摘要：民以食為天，餐飲服務(wù)質(zhì)量的提升是人類進(jìn)步的基本需求。論文基于微軟Windows CE系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套觸摸式無線點(diǎn)菜系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的點(diǎn)菜方式相比，逼真的圖形取代了文字菜名，外賓點(diǎn)菜不用擔(dān)心語(yǔ)音不通；操作簡(jiǎn)便、觸摸即可；WinCE平臺(tái)下數(shù)據(jù)傳輸速度快，可節(jié)省顧客時(shí)間，并且消除了點(diǎn)菜產(chǎn)生的噪音；系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，不會(huì)因?yàn)槎鄠€(gè)點(diǎn)菜設(shè)備并行使用而導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突。關(guān)鍵詞： 觸摸式 無線點(diǎn)菜 圖形菜單 節(jié)約時(shí)間 防沖突 Desi

3、gn and Realization of Touching Wireless Ordering Dishes System Based On WinCEGu Hui ，Shan Ming-lei,Deng Jing-xuan, Wang Yong,Zhu Chang-ping*Jiangsu Key Laboratory of Power Transmission and Distribution Equipment Technology, Hohai University, Changzhou , ChinaAbstract: People regards food as their he

4、aven ,so improving the quality of catering services is the basic needs of human progress .The thesis based on Microsoft Windows CE System designed a set of Touching Wireless Ordering Dishes System .Compared with the traditional ordering system , the Touching Wireless Ordering Dishes System has many

5、advantages .Firstly ,realistic graphics take the place of paper menus .Foreign guests dont need to worry about language barrier when they are taking orders .Secondly ,the ordering system can be operated conveniently and you just need to touch the realistic graphics on the screen .The third ,under th

6、e WinCE ,the data transmission speed is so high that it saves customers time and eliminate the noise generated by ordering .The forth ,the system has strong anti-interference .The concurrent use of multiple ordering equipments will not cause data conflict .Key words: Touching Wireless Ordering Time-

7、Saving Graphics Menu Anti-Collision 隨著物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)程的日益加快，餐飲業(yè)的信息化服務(wù)正逐步被推廣起來。目前餐館里使用的無線點(diǎn)菜系統(tǒng)主要包括以下三種：第一種是以單片機(jī)和無線模塊為核心1，成本低，但是單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量小，只能用黑白或偽彩色液晶顯示，且處理速度慢；第二種是以紅外為基礎(chǔ)的無線點(diǎn)菜系統(tǒng)，不僅成本低而且抗電磁干擾能力強(qiáng)，但紅外穿越障礙物能力有限，不適用于餐館這類人口流量大的場(chǎng)所2；第三種是掌上電腦（PDA）點(diǎn)菜系統(tǒng)，它的功能多，款式好看，但是PDA信號(hào)覆蓋范圍約在50米左右，因此要求很好地放置無線路由的位置，給用戶帶來了諸多不便3。本系統(tǒng)針對(duì)以上不足，開發(fā)

8、出了基于WinCE的觸摸式無線點(diǎn)菜系統(tǒng)，Wince平臺(tái)下的ARM手持終端存儲(chǔ)容量大，處理信息速度快，具有友好的人機(jī)界面顯示屏。終端和主機(jī)間的數(shù)據(jù)通信設(shè)置了多重驗(yàn)證，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，減少了多菜、漏菜發(fā)生的概率。ARM手持終端與主機(jī)之間的通信選用433MHz的電磁波為載體4，信號(hào)穿透能力強(qiáng)，有效地避免了被其它物體干擾。其傳輸距離可以達(dá)到100米左右。而且液晶顯示屏被保護(hù)在玻璃片之下，不像PDA顯示屏易因不慎跌落被摔碎。1系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的工作流程示意圖及方框圖分別如圖1和圖2所示，顧客走進(jìn)餐館后，服務(wù)員隨即提供點(diǎn)菜服務(wù)。通過ARM的人性化界面進(jìn)行空桌的查詢，主節(jié)點(diǎn)收到命令后將其傳給上位機(jī)5，

9、上位機(jī)根據(jù)從節(jié)點(diǎn)發(fā)送的命令請(qǐng)求在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢空桌信息并發(fā)送給從節(jié)點(diǎn)，從節(jié)點(diǎn)進(jìn)而將指令碼通過串口通信協(xié)議傳給ARM手持終端。顧客選中空桌后，上位機(jī)接到座位的信息，為顧客建立數(shù)據(jù)庫(kù)表，當(dāng)顧客點(diǎn)好菜并下單后，所點(diǎn)菜的信息將被發(fā)送到上位機(jī)，上位機(jī)將信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)賬時(shí)，顧客可根據(jù)座位號(hào)查詢消費(fèi)情況。顧客點(diǎn)菜或結(jié)賬后，前臺(tái)主機(jī)自動(dòng)刷新6數(shù)據(jù)庫(kù)信息。圖1 無線點(diǎn)菜系統(tǒng)工作流程示意圖圖2 無線點(diǎn)菜系統(tǒng)工作流程方框圖系統(tǒng)由上位機(jī)，手持點(diǎn)菜終端，節(jié)點(diǎn)發(fā)送接收網(wǎng)絡(luò)，三個(gè)部分組成，可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)與一個(gè)或多個(gè)從機(jī)的數(shù)據(jù)通信，并能有效地防止多個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)傳給主機(jī)時(shí)產(chǎn)生的沖突。其中，單片機(jī)和NRF905是用于構(gòu)建WinCE

10、平臺(tái)下的ARM手持終端和上位機(jī)之間的發(fā)射和接收網(wǎng)絡(luò)的核心部件，使得從機(jī)和主機(jī)之間可以間接地傳輸數(shù)據(jù)7。2無線數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)無線發(fā)射與接收模塊的原理圖和實(shí)際制作的電路板分別如圖3和圖4所示，核心芯片為nRF905，該芯片是挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器芯片。NRF905檢測(cè)到信道里有數(shù)據(jù)的時(shí)候，通過檢波后，如果地址匹配，DR引腳會(huì)出現(xiàn)一個(gè)高電平跳變，Mega16就是采用中斷的方式來檢測(cè)數(shù)據(jù)的到來的。該芯片所需的3.3V供電電壓由LM2576提供，和傳統(tǒng)的LM1117供電方式相比，提高了效率，節(jié)約了能量。圖3 NRF905下的發(fā)射接收模塊設(shè)計(jì)圖4發(fā)射接收電路的實(shí)現(xiàn)3.Wince平臺(tái)下的

11、軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)通信，上位機(jī)和手持終端軟件編寫三部分。3.1節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)通信主從節(jié)點(diǎn)的微處理器均選用性價(jià)比較高的Mega16單片機(jī)。Mega16采用自身集成的SPI接口與NRF905之間進(jìn)行通信，包括對(duì)NRF905的初始化配置、讀取NRF905接受緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)、以及將要發(fā)送據(jù)送至NRF905的發(fā)送緩沖區(qū)。對(duì)于主節(jié)點(diǎn)，單片機(jī)將收到的數(shù)據(jù)通過串口傳給上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)接到的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步處理8。對(duì)于從節(jié)點(diǎn)，單片機(jī)則將收到的數(shù)據(jù)通過自身集成的USART異步通信接口將數(shù)據(jù)傳送給ARM，由ARM對(duì)數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的處理。網(wǎng)絡(luò)通信流程分別如下圖5和圖6所示。圖5主節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信流程圖圖

12、6從節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信流程圖3.2上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)采用控制界面很容易實(shí)現(xiàn)的C# 編程語(yǔ)言，運(yùn)用統(tǒng)一的協(xié)議9，通過C# serialPort中的serialPort1.BytesToRead方法來讀取串口中收到的數(shù)據(jù)。但值得注意的是：serial.BytesToRead方法是一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)地讀，而serialPort1.Read 雖然能夠一起來讀，但是不夠穩(wěn)定。上位機(jī)的工作過程包括如下四個(gè)階段：開啟點(diǎn)菜界面時(shí)，首先在對(duì)應(yīng)“串口設(shè)置”欄選擇所使用的端口名稱、波特率、以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)位、起始位和校驗(yàn)位。串口設(shè)置10界圖如圖7所示；點(diǎn)菜終端（ARM）發(fā)送空桌請(qǐng)求指令，上位機(jī)收到命令后，在桌位信息數(shù)據(jù)庫(kù)表中，查

13、詢狀態(tài)為empty的桌位，并將空桌號(hào)信息傳回給ARM手持終端；當(dāng)顧客選定完相應(yīng)的空桌號(hào)后，上位機(jī)則根據(jù)顧客所選空桌在數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)桌號(hào)處標(biāo)定為busy；上位機(jī)則把顧客的點(diǎn)菜信息，以桌號(hào)為單位，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表。結(jié)賬和點(diǎn)菜界面如圖8所示。圖 7串口設(shè)置界圖圖8結(jié)賬/點(diǎn)菜查詢界面圖3.3手持終端軟件設(shè)計(jì)采用基于Wince的ARM9，界面生動(dòng)，并且使用觸摸顯示屏，操作快捷方便，為顧客節(jié)省了寶貴的時(shí)間。顧客在點(diǎn)菜的同時(shí)，可一覽餐廳菜肴，通過生動(dòng)的圖片信息，顧客可以更加直觀的點(diǎn)到自己喜歡的菜肴。下位機(jī)工作過程為：通過提示的空桌鍵引導(dǎo)顧客進(jìn)行空桌查詢，顧客根據(jù)上位機(jī)返回的信息選擇座位就坐；顧客開始點(diǎn)菜時(shí)，

14、點(diǎn)擊進(jìn)入電子菜單界面，界面顯示所有菜肴及相應(yīng)價(jià)格，可退點(diǎn)也可直接生成菜單。點(diǎn)菜界面實(shí)物圖如圖9所示。圖9點(diǎn)菜界面實(shí)物圖4 結(jié)果與分析基于WinCE的觸摸式無線點(diǎn)菜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是餐飲信息化的重要體現(xiàn)之一。數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性是其最重要的需求之一。作者在提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和增加傳輸距離上做了大量的試驗(yàn)，有效的實(shí)踐體會(huì)有：（1） NRF905檢測(cè)到信道里有數(shù)據(jù)的時(shí)候，DR的高電平跳變是伴隨著AM引腳而產(chǎn)生的（地址匹配引腳），并且AM高電平的保持時(shí)間要更長(zhǎng)一些，作者采用DR與AM引腳電平相與的方法，提高收發(fā)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。（2） 系統(tǒng)繁忙時(shí)，為了減少數(shù)據(jù)因沖突而丟失的現(xiàn)象，作者將從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)時(shí)，設(shè)置

15、了“地址+指令”功能，在發(fā)送指令的同時(shí)，也發(fā)送給主機(jī)地址。當(dāng)主機(jī)接收到指令時(shí)，立即根據(jù)從機(jī)的地址進(jìn)行返回校驗(yàn)，主機(jī)中又設(shè)置緩存，以確保多個(gè)指令依次得到返回校驗(yàn)11-12。如果數(shù)據(jù)發(fā)送丟失，從機(jī)在數(shù)秒后未收到主機(jī)的校驗(yàn)信息，會(huì)自動(dòng)提示：“數(shù)據(jù)未發(fā)送”，以提醒用戶再發(fā)一遍。.（3） 上位機(jī)讀取串口數(shù)據(jù)時(shí)，要注意串口的初始化要合理，否則，讀到的數(shù)據(jù)會(huì)很不穩(wěn)定。每次讀過數(shù)據(jù)后要特別注意清空緩沖區(qū)。serialPort的ReceivedBytesThreshold方法（緩沖區(qū)事件發(fā)生前的字節(jié)數(shù)）的設(shè)置也非常重要，這關(guān)系到數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。（4）為了確保多個(gè)從機(jī)與一個(gè)主機(jī)之間的可靠通信，作者巧妙地將“一對(duì)

16、多”轉(zhuǎn)化為多個(gè)“一對(duì)一”的方式來實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)通信協(xié)議的修改，將新節(jié)點(diǎn)的地址作為通信的一部分傳送出去，不僅可以使節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)的加入后便于管理，而且也使得“一對(duì)多”功能得以可靠地實(shí)現(xiàn)。5結(jié)束語(yǔ)通過實(shí)踐探索表明，WinCE平臺(tái)下的ARM技術(shù)能有效應(yīng)用于無線點(diǎn)菜系統(tǒng)，通過反復(fù)調(diào)試表明，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和傳輸距離可通過一些小的技巧便可得到有效改進(jìn)，作者總結(jié)的實(shí)踐心得為本系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品提供了參考，為相關(guān)技術(shù)在“物聯(lián)網(wǎng)工程”的實(shí)際運(yùn)用提供了借鑒。致謝本工作得到江蘇省2009年度研究生教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐課題（教學(xué)實(shí)踐）、中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（）、中國(guó)常州市輸配電及節(jié)電技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題、全國(guó)教育科學(xué)“

17、十一五”規(guī)劃2009年度教育部重點(diǎn)課題（DCA）、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（09B101-18）資助。作者致以衷心感謝！參考文獻(xiàn)1李瑋采用nRF 2401無線收發(fā)點(diǎn)菜器系統(tǒng)J電子技術(shù)，2007，20(1)：59622.郭元穎，梁清華，郭 爽.基于無線局域網(wǎng)餐飲服務(wù)點(diǎn)菜系統(tǒng)的研究D.遼寧，遼寧工業(yè)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院, 2009，10（3）：85-86.3 Klement Dieter，Preisner Jiirgen and Volker SteinSpecial Problems in Applying the Physical Optics Method for Baekscatter

18、 Computations of Complicated Objects l J jIEEE Transaction on Antermas and Propagation，1988，36(2)：228 2374. 張開玉，宋立新基于GPRS的數(shù)據(jù)傳榆終端單元的設(shè)計(jì)J哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，12(6)：2934.5. 王景景.無線點(diǎn)菜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.海南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009,27（1）:65-68,72.6. Li Wei. Wireless Receiving and dispatching dish-order system J.Electronic technology, 2007,7（1）:59627 LEI Ying chunResearch On Scheduling Algorithms in Web Cluster ServersJJournal 0f Computer Science and Technology，2003，18(6)：7037168 A. K. Sadek, W. Su, and K. J. R. Liu, “Multi