引言

隨著國內外餐飲業(yè)的快速發(fā)展，各個餐館的消費人次日 益增多，在傳統(tǒng)的餐館里，服務人員在就餐高峰期為記錄顧客 點菜清單忙得焦頭爛額，不僅耽誤了顧客的時間，還影響了顧 客對飯店的印象和評價。為克服傳統(tǒng)點菜方式的弊端，本文 提出一種新型的基于單片機的多功能無線語音識別點菜系統(tǒng)。 該點菜系統(tǒng)在保留市面上現有按鍵式點菜機基本功能的基礎 上，嵌入了語音識別技術，使顧客能夠直接通過語音進行自 助點菜，不僅節(jié)省了顧客點餐時間，提高了顧客的滿意度，而 且節(jié)省了餐館勞動力成本，提高了餐館的運營效率，使餐館管 理逐步邁向信息化、自動化。

1系統(tǒng)功能與具體實施方案

1.1系統(tǒng)功能

顧客可以直接用語音點菜，也可以通過按鍵點菜。顧客 點菜過程中可以實時查看消費總額。服務總臺上位機的酒店管 理軟件實現開臺、菜單查詢、結賬收銀、賬單打印、繪制銷售 曲線、統(tǒng)計員工信息、數據備份等功能。后廚領班手持的菜單 分揀機結束了以前人工分揀菜單的歷史，這樣既減輕了領班的 工作量，又避免了由于領班的失誤而漏做某菜，還提高了廚 師做菜的效率。顧客用餐過程中可以隨時加菜和退菜。該點 菜系統(tǒng)還具有呼叫服務員功能。

1.2系統(tǒng)具體實施方案

圖1所示是本點菜系統(tǒng)的原理圖。每個餐桌旁均設有一 個無線點菜機。打開點菜機電源后，在點菜機播放完提示音'請 按開始鍵，開始語音點菜”后，顧客只需對著話筒說出自己想點的菜名即可。點菜機識別出顧客說的菜名之后會立即自動播 放并顯示該菜名以供顧客確認。在語音點菜的同時，顧客也可 以使用按鍵進行點菜。點菜時，顧客可以瀏覽點菜機中嵌入的 菜譜。在逐條瀏覽菜譜時，點菜機會顯示并播放當前所瀏覽的 菜名。顧客點完菜需要提交菜單時，點菜機會提示顧客是否 要提交菜單,根據語音提示，顧客只需回答“是的”或者“不是” 即可，或者通過按鍵來確認是否提交菜單。當顧客提交菜單后, 顧客菜單信息會通過NRF24L01無線收發(fā)模塊傳送到服務總 臺無線接收機和后廚領班手持菜單分揀機。服務總臺接收機 接收到菜單后，通過串口將菜單數據傳給上位機進行相關處理。 后廚菜單分揀機收到菜單后，其蜂鳴器會發(fā)出提示音，同時將 所有點菜清單重新綜合，按做菜所需時間長短順序依次顯示 菜名，并且顯示出點了相同菜名的所有桌的桌號，同時清除已 經制作完畢的菜。領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。呼叫服務員功能用來應對就餐過程 中遇到的某些需要服務員處理的突發(fā)情況。

2系統(tǒng)硬件設計

本點菜系統(tǒng)硬件由顧客手持無線語音識別點菜機、服務 總臺無線接收機和后廚領班手持菜單分揀機組成。

2.1顧客手持無線語音識別點菜機

該點菜機由MSP430F149單片機、ISD4003語音播放模塊、 LD3320語音識別模塊、NRF24L01無線收發(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位單片機功耗極低， 是目前世界上功耗較低的單片機，符合手持設備長待機時間的 要求，同時MSP430F149是16位單片機，處理數據能力強、 速度快。MSP430F149單片機是點菜機的主控MCU,在其控 制下與其它模塊協(xié)調工作，以實現點菜過程的多功能化。

語音識別模塊采用LD3320語音識別芯片，該芯片實現 了菜名以及操作命令的語音識別，并將識別結果反饋給主控 MCU進行處理。

語音播放模塊采用ISD4003語音播放芯片，該芯片實現 了菜名以及系統(tǒng)提示語音的播放。該模塊與語音識別模塊配 合使用，實現了顧客與點菜機之間的人機對話。

無線收發(fā)模塊采用NRF24L01芯片加PA功放電路，實 現了顧客點菜清單的無線傳輸，使系統(tǒng)無需鋪設線路，極大 地方便了該系統(tǒng)在餐廳的安裝。

顯示模塊采用了 QC12864B漢字圖形點陣液晶顯示模塊, 可顯示漢字及圖形。該模塊用來顯示開機畫面、菜名以及各種 文字性操作提示，方便顧客操作點菜機。

按鍵模塊的各個按鍵分別接到MSP430F149的相應中斷 端口上，按下按鍵即可開啟相應功能。

指示燈模塊用來指示點菜機當前的工作狀態(tài)（該點菜機有 “系統(tǒng)準備就緒”、“開始語音點菜”、“系統(tǒng)故障”三種工作狀態(tài)）。

2.2服務總臺無線接收機

服務總臺無線接收機由89C52RC單片機和NRF24L01無 線收發(fā)模塊組成。

89C52RC單片機是該無線接收機的主控MCU，其通過 串口將收到的來自顧客的點菜清單傳送給服務總臺上位機進行 處理。

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

2.3后廚菜單分揀機

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

MSP430F149單片機是菜單分揀機的主控MCU，用來協(xié) 調其它模塊的工作時序，并通過排序算法將收到的所有的菜單 進行重新整合。MSP430F149有64 Kb的FLASH存儲空間， 可以存儲大量的訂單信息。

無線收發(fā)模塊采用NRF24L01芯片加PA功放電路，隨 時接收各桌發(fā)送的菜單信息，并將信息傳給MSP430F149進行 處理。

12864液晶顯示器方便后廚領班查看重新排序后的菜單 信息。

功能按鍵模塊實現了菜單瀏覽模式切換（該機有兩種菜 單瀏覽模式：按桌號瀏覽和按菜肴名稱瀏覽）、上翻菜單、下 翻菜單、刪除菜名四個功能。

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

3系統(tǒng)軟件設計

本系統(tǒng)軟件設計包括四大部分：點菜機軟件設計，服務 臺上位機的無線接收機軟件設計，后廚領班手持菜單分揀機 軟件設計，服務總臺上位機安裝的餐飲管理軟件設計。

3.1點菜機軟件設計

點菜機主程序流程圖如圖2所示。

系統(tǒng)中的主程序首先進行各模塊的初始化、顯示開機畫面，然后判別顧客選擇的是語音點菜還是按鍵點菜，只有選擇 了語音點菜才會啟動語音識別功能（這樣做是為了盡量讓不需 要語音識別時關掉語音識別功能，以降低誤識別率）。顧客的 點菜清單會存儲到單片機FLASH中。點菜過程中，如果顧客 按下消費金額按鍵，則程序調用相應子程序，顯示消費金額； 如果顧客按下呼叫服務員按鍵，則調用相應子程序發(fā)送呼叫信 號；如果點菜完畢后確實要提交菜單，則調用發(fā)送菜單子程序 發(fā)送點菜清單，否則就繼續(xù)點菜。

3.2無線接收機軟件設計

服務臺上位機的無線接收機主程序流程圖如圖3所示。

程序中無線接收模塊接收到數據后會自動把數據存到一 個指定的數組中，程序循環(huán)檢測這個數組，檢測到這個數組中 有新數據后就將該數據通過串口發(fā)送到計算機。

3.3上位機配套餐飲管理軟件設計

餐飲管理軟件程序流程圖如圖4所示。 菜單分揀機程序流程圖如圖5所示。

登錄餐飲管理軟件后，軟件先為每一桌顧客開臺，只有 開了臺的餐桌上的點菜機所發(fā)的菜單才會被接收并處理。當總 臺計算機收到信號后，配套軟件在存儲信息的同時會彈岀提 示對話框，提示后臺人員有顧客點菜。如果顧客發(fā)出呼叫服務 員信息，軟件會彈出對話框，提醒服務員去為某餐桌提供人 工服務。軟件有結賬和賬單打印功能、員工管理功能，可將員 工信息存入數據庫，便于員工管理和考勤。軟件還具有數據分 析功能，酒店管理人員可以從時間、季節(jié)、營業(yè)時段和菜肴 種類等角度查詢銷售記錄，軟件從數據庫調出數據后亦可經過 分析后繪制成圖表，為酒店管理決策提供依據。為保護銷售 數據，軟件會定期進行數據備份。

3.4后廚菜單分揀機軟件設計

程序先進行各個模塊初始化，然后循環(huán)檢測是否接收到 菜單，若接收到菜單則存儲到結構體數組中，然后按照做菜時 間長短將所有菜單重新綜合，并按一定順序顯示出來，同時 蜂鳴器發(fā)聲提示領班查看信息。

4結語

本多功能無線語音識別點菜系統(tǒng)在從顧客點菜到提交菜 單整個流程中，基本實現了人機對話，方便易用，趣味性強； 語音識別率高，可達到95%以上，能夠識別以普通話為基礎 的多種方言；考慮到某些弱勢群體就餐時面臨的困難，如盲人 或聾啞人，系統(tǒng)設計了語音操作和按鍵操作，二者既可以獨 立操作，也可以配合操作，真正做到人性化點菜；系統(tǒng)多個 環(huán)節(jié)都做到了節(jié)能，產品最大程度地做到了低碳、節(jié)能、環(huán)保; 無線傳輸技術的使用使該點菜系統(tǒng)在飯館中安裝方便，無需 鋪設線路，不會破壞餐廳裝修風格，也節(jié)省裝修成本；系統(tǒng)配 套的收銀臺計算機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；收銀臺計算機軟 件使用VC 6.0 MFC圖形界面開發(fā)，簡化了管理者的操作過程, 同時使用C++語言串口編程，最大化兼容Windows各種操作 系統(tǒng)。

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