基于PIC32的无线自助点菜系统的实现，包含原理图及电路图

0.设计摘要

当今社会是信息爆炸的时代，但在绝大多数餐饮行业企业中，通常都还在使用传统的点菜方式，即客人走进餐厅或者酒吧等场所，服务员就拿着菜单迎上来询问客人要求客人点菜。这种传统的点菜方式给顾客带来了很多的不便，并且需要数量众多的服务员，更给企业的发展带来了很大的障碍。智能化设备的引进将有效的减少员工数量并提高员工工作效率，从而在减少企业人力成本的同时提升服务质量，为企业的发展提供强劲的竞争力。

目前餐饮业中顾客对于餐厅的投诉或不满,大部分是由于上菜速度太慢或服务人员对于顾客的要求反应不及时。只有操作简便、服务及时的点菜方式，才能让顾客满意，否则即使菜肴、饮品质量再好，也会使餐厅服务大打折扣。

本设计目的是为餐饮服务业提供一款基于PIC32的自助点菜系统——一种不需要服务员的点菜系统；除此之外，本系统还为顾客提供催菜、缓菜、查看账单和呼叫服务员等服务。该点菜系统一方面能减轻服务员的任务，减少服务员的人数，为商家降低人力成本；另一方面也能为顾客提供更全面和及时的服务，提高顾客消费的便利性、舒适性。

1.系统原理

本系统整合PIC和ZigBee无线通信技术，实现功能齐全方便易用的自助点菜系统。整个系统包括安装在客人餐桌上的终端和餐厅前台的上位机，其中终端主要是由PIC单片机和ZigBee的收发模块组成，而上位机又与其它的ZigBee的收发模块相连接，基本的系统结构框图如图1所示。客人可以使用安装在餐桌上的终端，通过按键等输入设备完成点菜、缓菜、查看账单和呼叫服务员等服务。客人确认所点的菜肴的时候按下确认键，这时候终端系统就会将客人的菜单通过ZigBee无线系统发送到收发模块，收发模块再将客人所点的菜单通过串口发送到厨房和前台的上位机。

本系统所使用的Digilent Cerebot™ 32MX4开发板是一个功能强大的微控制器开发板，可以连接点菜系统中需要用到外围Digilent Pmod模块。本课题采用的是TI公司的嵌入式射频芯片CC2430构建无线局域网络，实现点菜终端和上位机的通信。通常，可以把安装在终端上的无线收发器称之为子节点，与上位机相连的收发器叫做中心节点。

图1 点菜系统结构框图

1.1 ZigBee技术

ZigBee技术在近年来得到了快速的发展。zigBee工作于868MHz、915MHz、2.4GHz这三个频段，传输速率20-250kbps，传输距离为10-100m。由于其低速率、低功耗、低成本、近距离的特点，使得ZigBee技术可以很好的用于本课题设计的无线点菜系统。

ZigBee协议栈符合OSI体系结构，共分4层。下面两层，物理层PHY和媒介访问控制层MAC是由IEEE802.15.4标准定义的。ZigBee规范在此基础之上构建了网络层NWK、应用层APL以及安全服务SSP。ZigBee规范根据设备所处的角色定义了三种逻辑设备类型：ZigBee协调器(ZigBee Coordinator)、ZigBee路由器(ZigBee Router)和ZigBee终端设备(ZigBee End Device)。

1.2终端点菜流程

终端软件的点菜流程如图2所示。上电初始化后，终端上的LCD进入点菜界面，顾客可以根据菜品分类（特色菜品、冷菜类、热炒类、汤羹类、特色小吃、饮料等）浏览菜单，也可以浏览当天的推荐菜品，菜单上显示菜品的价格和文字介绍等信息。同时，获知已点菜品的状态（未制作、烹制中、等待上菜、已经上菜），还可随时查看自己的账单明细。而饭店可根据当日实际情况更改菜品的状态（可点或不可点）和价格。

此外，在整个用餐过程中，可随时催菜、缓菜、退菜、加菜等操作，并查看菜的制作状态和账单明细，其中顾客的所有操作都是通过安装在终端上的按键来完成。最后，通过前台打印账单进行结账服务。整个过程方便快捷、操作简单。

图2 终端点菜流程图

1.3无线点菜终端

终端设计中充分利用了PIC的片内资源，程序可以存储在片内的Flash中，并且片内RAM可以用来存储数据，这样就大大简化了系统设计难度，节约了成本。更重要的是，在PIC周围可以方便的连接上设计所需的外围器件，主要有以下几个部分：

1) UART接口用于与移植到CC2430的ZigBee通信模块进行连接；

2)16x2字符LCD模块作为终端的输出设备，输入外设为一个2x2的按键开关，这些为用户提供便捷的人机交互界面、良好的操作环境，利于调试；

3)SD卡模块可与PIC32的SPI接口或者GPIO相连接，它用来存储大容量的餐厅的菜品信息和顾客的点菜信息；

4)外接专用的调试电路，可以通过USB接口方便的下载程序和片上调试；

5)PIC32内建USB 2.0 On-The-Go物理层，可以直接与USB Host和USB OTG接口相连，这两个接口可以用作将来的外设扩展。

其中LCD模块采用使用一