摘 要
随着现代电子信息技术的飞速发展，无线点餐系统在餐饮业拥有巨大的应用市场。通过取代传统的纸和笔，无线点餐系统能够提供更为人性化的点菜服务，是餐饮企业提升管理水平和工作效率的重要手段。
本文基于STC89C52单片机，运用无线通信技术设计的无线点餐系统。本文的主要功能模块包括：单片机主控模块、无线通信模块、LCD显示模块、语音模块、输入模块以及app。发送端单片机作为客户端点菜，通过NRF24L01将点菜数据或催单信号传输到商家的接收端单片机。单片机处理数据进行价格结算，将订单发送到LCD显示。利用语音播报模块解码，通过调用相应音频的宏定义，对订单进行语音播报。该系统能够缩短点餐、下单、买单的时间，提高餐厅用餐效率，增加了客人对餐厅服务的满意程度。本系统具有非常广阔的应用及使用发展前景。
关键词：单片机控制；无线通信；LCD12864
Abstract
With the rapid development of modern electronic information technology, wireless ordering systems have a huge application market in the catering industry. By replacing the traditional paper and pen, the wireless ordering system can provide more humanized ordering services, which is an important means for catering enterprises to improve management level and work efficiency.
This paper is based on STC89C52 microcontroller and uses wireless communication technology to design a wireless ordering system. The main functional modules of this paper include: single-chip microcomputer main control module, wireless communication module, LCD display module, voice module, input module and APP. The sender microcontroller orders food as a client, and transmits the ordering data or reminder signal to the receiving MCU of the merchant through NRF24L01. The microcontroller processes the data for price settlement and sends the order to the LCD display. Using the voice broadcast module decoding, the order is voice-broadcast by calling the macro definition of the corresponding audio. The system can shorten the time of ordering, placing and paying, improve the efficiency of restaurant dining, and increase the satisfaction of customers with restaurant service. This system has a very broad application and use development prospects.
Key words: MCU control; wireless communication; LCD12864
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2国内研究现状 1
2 整体方案设计 3
2.1 系统概述 3
2.2 系统设计方案 3
3 硬件电路设计 4
3.1 硬件概述 4
3.2 单片机最小系统 5
3.3无线通信模块 7
4. 系统程序设计 12
4.1 系统程序概述 12
4.2软件程序设计 13
4.2.1无线功能模块 13
4.2.2 LCD显示模块 19
4.2.3 按键输入模块 19
4.2.4 语音播报模块 21
5 系统整机调试 22
5.1硬件功能调试 22
5.2软件功能调试 22
结 论 25
谢 辞 26
参考文献 27
附 录 28
1 绪论
1.1 研究背景及意义
随着时代的变迁和经济的发展，人民的生活水平的不断提高，餐饮业的消费持续增长，竞争愈来愈激烈。当下很多饭店的点餐主要是依靠服务员来进行的，服务员将菜单传递给顾客，在这一过程之中在旁边服务顾客，在顾客点餐的过程之中记录所点的餐并传送到厨房，厨师根据订单内容做菜。这种点餐方式在顾客较少的情况下还行得通，如果到了用餐高峰期，由于用餐人数增加进而会导致等待时间极大延长。并且在疫情普遍流行的大环境下，传统的点餐方式会增加人群密切接触的概率。针对目前的问题，基于单片机设计一种无线点餐系统。客人通过无线点餐系统可以自助完成下单，优化了客人与员工之间的交流渠道。对于店家来说，降低了前期培训以及管理员工所需要的成本，对于客人来说，只需简单的文字提示便可使用点餐系统，减少了与员工之间的接触次数，使订单异常情况得到了明显改善，优化了客人的用餐体验。同时降低用餐高峰期餐厅服务压力，大大提高了餐饮商家的效率。无线点餐系统可以作为一种新型点餐方式，提起客人的点餐兴趣，进而使订单的销量得到提高[1]。
随着经济和生活水平的提高，越来越多的人们选择在外就餐，进而促进了餐饮消费的不断增长。但是，传统的服务员点餐方式存在一些问题，例如在繁忙的用餐高峰期，服务员的数量可能无法满足所有客人的要求，导致等待时间变长。此外，随着新冠疫情的蔓延，传统的点餐方式也存在着一定的风险。 因此，为了解决这些问题，提出了基于单片机设计的无线点餐系统。这种无线点餐系统可以让客人自助点餐，不仅可以减少客人和服务员之间的接触次数，还可以优化客人和员工之间的交流渠道。此外，无线点餐系统还可以降低店家的成本，因为不需要招聘过多的服务员。同时，客人在使用无线点餐系统时，只需简单的文字提示即可轻松完成下单，无需与服务员进行交流，提高了客人的用餐体验。 无线点餐系统的另一个优点是可以作为一种新型点餐方式，提高订单销量。无线点餐系统可以更好地吸引年轻人的关注，并且可以提供更多的个性化选择，例如根据客人的口味和偏好进行推荐。这种新型点餐系统是一种值得推广的新技术，可以大大提高餐饮商家的效率，同时也可以提供更好的用餐体验给客人。
如今，科技已经越来越密切的融入到我们的生活当中，使我们的生活工作更加的便利。餐饮行业无疑是搭上了顺风车，并且拥有广阔的发展前景。
怎么解决传统人工点菜方面的这些缺点呢？这就是无线系统的用武之地，通过无线通信技术实现点餐服务的无纸化，减少人工点餐服务实现自助点餐，既能有效提高餐饮业的工作效率，又能规范服务体系，提高整体服务质量和管理水平，为规模化经营提供坚实的技术基础。
随着科技的不断发展和人们生活水平的提高，无线点餐系统作为一种新型的点餐方式应运而生。相对于传统的服务员点餐方式，无线点餐系统具有更加灵活、高效、安全等特点，可以大大提高餐厅的管理效率和客户用餐的体验感。 在疫情防控期间，无线点餐系统更是具有重要的意义，通过无线点餐系统可以降低客户和服务员之间的接触频率，减少病毒传播的风险，保障客户和员工的健康和安全。 简易无线点餐系统是一种基于单片机设计的点餐系统，其设计原理简单，易于操作，成本低廉。设计过程中，需要将无线模块、单片机、按键等元器件进行连接和编程，实现客户自助点餐、菜品选择、下单等功能。简易无线点餐系统不仅可以提高餐厅的工作效率，还可以减少服务员的工作量，降低成本，同时为客户提供更加优质的服务体验。 综上所述，简易无线点餐系统的设计和研究具有重要的现实意义和应用价值，是一个非常值得探究的领域。
1.2国内研究现状
国内餐饮系统大多是以中国传统的消费方式为主，由顾客通过翻阅菜谱点餐，然后把点菜口述给服务生，从而完成预定。目前的无线点餐系统主要有：基于ZigBee设计的无线点餐系统、PDA点菜方式以及Ipad系统应用。
目前，在国内，无线点餐系统已经得到了广泛的应用和推广。特别是在大型连锁餐饮企业中，无线点餐系统已经成为了必备的技术手段。许多餐厅采用了无线点餐系统，以提高效率、节省人力成本、提高客户满意度等方面具有很好的效果。 随着新冠疫情的爆发，无线点餐系统更成为了餐饮业的重要工具，许多餐厅开始通过无线点餐系统来降低客户和服务员之间的接触频率，保障顾客和员工的身体健康。 同时，近年来，无线点餐系统的设计和研究也在国内得到了越来越多的关注和支持。许多高校和科研机构都在开展无线点餐系统的相关研究，针对不同的应用场景和需求，推出了各种不同的无线点餐系统方案。 总之，在国内，无线点餐系统已经发展成为一个成熟的技术领域，为餐饮业的发展提供了很大的帮助和支持。
此外，在国内，无线点餐系统的应用范围也越来越广泛。除了餐饮业，无线点餐系统也开始应用于其他场合，例如医院、学校、企业食堂等。这些场合中，无线点餐系统可以更好地满足客户的需求，提高服务效率，提高客户满意度。 另外，近年来，随着人工智能和物联网技术的发展，无线点餐系统也开始向智能化、自动化方向发展。例如，某些无线点餐系统可以通过人工智能技术，对客户的点餐习惯进行分析，推荐最适合的菜品，提高客户体验。此外，一些无线点餐系统还可以与POS收银系统等其他系统进行集成，实现更加完善的管理和服务。
在国内，无线点餐系统的设计与研究也在不断发展。许多学校和科研机构在开展无线点餐系统的相关研究，不断推出新的无线点餐系统方案。同时，一些创业公司也开始专注于无线点餐系统的设计和研发，推出了一些创新的产品。 此外，随着无线点餐系统的不断发展，也出现了一些问题。例如，一些无线点餐系统存在安全隐患，客户的个人信息可能会被泄露。此外，一些无线点餐系统的操作界面复杂，客户难以操作，也会影响客户的使用体验。因此，在无线点餐系统的设计和研究中，要注重解决这些问题，提高系统的安全性和用户友好性。 总之，在国内，无线点餐系统已经成为了餐饮业不可或缺的技术手段，同时也是一个不断发展和创新的领域。未来，在技术的不断进步和应用场景的不断扩展下，无线点餐系统的发展前景将会更加广阔和美好。
在国外，无线点餐系统也已经得到了广泛的应用和推广。许多餐厅、快餐店、咖啡厅等餐饮场所都采用了无线点餐系统，以提高服务效率、降低成本、提高客户满意度等方面具有很好的效果。 特别是在一些发达国家，无线点餐系统的应用已经非常普遍。例如，在美国，无线点餐系统已经成为了许多大型连锁餐饮企业的标配。这些企业通过无线点餐系统，提高了服务效率和客户满意度，同时也降低了人力成本。 在国外，无线点餐系统的设计和研究也比较成熟。许多科研机构和高校都在开展无线点餐系统的相关研究，推出了各种不同的无线点餐系统方案。同时，一些创业公司也在专注于无线点餐系统的设计和研发，推出了一些创新的产品。 此外，在国外，无线点餐系统的应用范围也比较广泛。除了餐饮业，无线点餐系统也开始应用于其他场合，例如医院、学校、机场等场所。这些场所中，无线点餐系统可以更好地满足客户的需求，提高服务效率，提高客户满意度。
在国外，一些无线点餐系统还采用了比较先进的技术，例如人工智能、虚拟现实等，进一步提高了无线点餐系统的智能化和自动化水平。例如，一些无线点餐系统可以通过人工智能技术，对客户的点餐习惯和口味进行分析，推荐最适合的菜品，提高客户体验。同时，一些无线点餐系统还可以通过虚拟现实技术，提供更加真实的菜品展示和点餐体验，进一步提高客户的满意度。 此外，一些国外的无线点餐系统还可以与其他系统进行集成，例如POS收银系统、库存管理系统等，实现更加完善的管理和服务。这些系统的集成可以帮助餐厅更好地管理菜品库存、统计销售数据、提高数据分析能力，进一步提高餐厅的经营效率和利润。 总之，在国外，无线点餐系统已经成为了餐饮业的一项重要技术，得到了广泛的应用和推广。随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展，无线点餐系统的应用将会越来越广泛，未来的发展前景也将会更加美好。
1.基于ZigBee设计的无线点餐系统
ZigBee是 一种新型的无线网络技术，但是它的不足之处在于，传输距离短、数据率低，而它的优势则为低功耗、低成本、低复杂度，它的基础是TEEE802.15.4的技术标准，并且在这个基础上进行了有效的扩充，它覆盖了协议的网络层和安全层，以及应用框架和规范[2]。ZigBee技术的缺点是：
(1).成本高；
(2).通信稳定性弱:目前国内Zigbee技术主要采用ISM频段中的2.5G频率，其衍射能力弱，穿墙能力弱。家居环境中，即使是一扇门，一扇窗，一堵非承重墙，也会让信号大打折扣。当然，有些厂家会使用射频功放，对2.5G信号进行放大，但是这样会造成额外的辐射污染，同时也和ZIGBEE低功耗，节能的初衷背道而驰[3]。
2.PDA点菜方式
PDA点菜上传，其主要是通过红外线或无线传输技术(802．1 1b)来进行数据传输[4]。红外线传输距离由其功率的大小决定，由于PDA自身性能的局限性，其红外线传输的理论距离只有4米，而且红外线传输过程中不能有任何障碍物阻拦，实际上要求在1米内才能看清楚上传指示灯和上传确认音，传输成功率不能达到100％，极易造成数据的丢失。红外传输设备与红外接收设备进行通讯时，一一对应，其他红外传输设备无法插入，只能等待，等待过程中容易发生丢包现象[5]。另外，红外线传输所需的硬件品种较为复杂，这相对于构建网络也会较为复杂，网络容易出现故障。
PDA无按键，操作繁琐、速度慢、在输入数量、附加项时必须用笔触式界面，对比较潦草的字难以识别，易出错、修改麻烦，损坏频率高，服务员必须双手操作，影响为客人介绍菜品及服务；液晶屏为笔触式操作，触摸屏没有保护屏容易损坏且有使用寿命，在点击一定次数后，需更新换触摸屏，费用太高；且电池充电麻烦，个头和重量大，作为通用设备不适合餐饮行业[6]。
PDA使用的数据传输方式是通过红外线或无线传输技术，但是这种传输方式有限制，因为红外线传输的距离有限，而且传输成功率不高，所以很容易造成数据丢失和网络故障。这对餐馆的点餐服务来说是非常不利的。 此外，PDA本身也有很多缺点。它没有按键，只能通过笔触式界面来操作，这使得操作变得很繁琐，速度也很慢。而且，如果服务员的字写得比较潦草，PDA就很难识别，容易出错。液晶屏也是这样，它的触摸屏没有保护屏，容易损坏，而且有使用寿命，需要定期更换。电池也很麻烦，而且PDA的个头和重量都比较大，不适合在餐馆等环境中使用。 因此，这些缺点都会对服务员的工作产生不良影响，而且也不适合餐馆等环境使用。需要注意的是，虽然PDA点菜上传有这些问题，但是也有其他更好的替代品，所以我们不必太担心。
3. Ipad的点餐应用
通过大屏操控，简单明了，易于使用，但是成本高昂，不适合中小餐饮店的使用[7]。
如今的服务餐饮行业的竞争越来越激烈，同时客户的要求是越来高，为了在这方面取得有效成绩，只有提供高规格的服务，改善管理体系，不断推陈出新，才能吸引客人，从而获得更高的收益。
2 整体方案设计
2.1 系统概述
本系统硬件部分为发送端和接收端两个结构,应用单片机将菜谱显示到液晶屏上，然后通过显示的数据进行点餐，然后通过无线模块将所点的菜单数据发送到接收端单片机，接收端单片机对所接收的数据进行处理，然后厨房就可以根据菜单进行配菜、做菜。最后传菜员就可以对号上菜，当顾客要求结账时可以通过点餐的发送端查看消费金额。设计移动端app作为客户端点餐app，当通过app进行点餐后，订单数据通过无线通信模块进行数据传输，将订单发送到单片机于显示屏上显示。
2.2 系统设计方案
综合以上方案的优缺点，再进行一些简单的比较之后，我们最终采取的方案是基于单片机设计的无线点餐系统，单片机的功能相对来说比较容易掌握，而且它的引脚也不是很多，那么这些引脚相对初学者来说也比较容易理解和应用。
依据设计任务及设计要求，整体方案的设计思路为：在硬件上分成发送端和接收端两部分，首先在硬件上通过（NRFL1024）数据传输模块实现两个单片机间的订单传送。采用控制板卡上的无线通信模块进行数据传输后解码显示，实现手机端与硬件端的连接。
本设计的硬件部分有硬件部分有： 电源模块，主控芯片模块，LCD显示模块，语音模块，输入模块，无线通信模块和数据传输模块。
综上所述无线点餐系统的设计原理框图如图 2-1 所示：
次设计的缺点主要有：
（1）由于本次设计采用模块化设计，所以采用的模块之间的电压匹配相对比较困难，各模块之间由于工作电压的不同，所以需要改进电路进行电压匹配。
（2）本次设计需要手机端 APP 的支持，故需要硬件程序和手机端程序双向开发，这增大了设计难度和调试难度。
综上所述，本次设计有不少的优点，但是缺点也很明显，通过资料的查阅，核对模块的选型能够很好的实现设计的基本要求。
3 硬件电路设计
3.1 硬件概述
基于单片机的无线点餐设计硬件所具备的基本功能如下:
发送端硬件作为客户点菜端，实现菜品点餐、价格结算，以及按键催单使接收端发出警报声进行催促。接收端硬件作为后台，同步显示订单菜品和价格以及桌号，同时语音播报菜品和价格，通过按键重复播报本次订单。通过WiFi模块建立app与发送端之间的联系，实现app线上点菜，将本次订单信息存储并显示于收发两端硬件LCD显示屏，同时在接收端语音报菜提示接单。
工欲善其事必先利其器，先谋而后动。所以先把硬件电路的结构罗列出来，便于在后期设计中逐个环节进行实现和功能验证[9]。
本次硬件设计分为发送端和接收端的设计，主要包括如下几个模块：无线通信模块，主控芯片模块，LCD显示模块，语音播报模块，输入模块以及辅助电路。无线点餐发送端硬件设计如图 3-1 所示：
