基于One NET平台的智能餐厅系统

罗将来　代红英　严炯

摘 要：为了提高餐厅工作效率，减少餐厅人工成本，作者设计了基于One NET平台的智能餐厅系统。该系统主要采用Arduino单片机作为主控芯片，采用电机作为动力，RFID技术实现餐桌定位，红外探头完成寻轨避障，One NET云平台实现远程控制。经调测得出，该系统具有电路结构简单、实用性强、效率高、成本低等优点。

关键词：Arduino单片机;RFID;One NET云平台

1 系统硬件设计

基于One NET平台的智能餐厅系统主要由主控芯片、电机驱动模块、RFID模块，红外传感器模块、WI-FI模块以及电源模块组成。

（1）主控芯片。

主控芯片是由Arduino Nano单片机构成的。Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，它能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他装置来反馈并影响环境。Arduino Nano是Arduino USB接口的微型版本，可以直接插在面包板上使用。其处理器核心是ATmega168（Nano2.x）和ATmega328（Nano3.0），同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），8路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个mini-B USB口，一个ICSP header和一个复位按钮。

（2）电机驱动模块。

电机驱动模块选取的L298N是一款高电流，响应速度快的全桥驱动芯片，相比继电器而言，在控制电机性能上更加稳定可靠。当电机驱动模块接收到单片机发出的一个脉冲信号时，电机驱动模块就会驱动电机按程序所设定的方向进行转动。频率的快慢就可以根据需要而定，然后對电机的转速进行相应的调速。另外在转速调节的时候应充分考虑电机的脉冲在转动时的最大转速，脉冲的频率应远大于其最大的转速，否则电机就可能会因为跟不上脉冲频率的最大变化而在原地发生抖动。

（3）RFID模块。

RFID又称为电子标签、远距离射频卡、射频标签等，RFID读写器又称为电子标签读写器、远距离读卡器、读写器等。电子标签与读写器之间通过耦合元件实现射频信号的空间耦合，在耦合通道内根据时序关系实现能量的传递和数据的交换。

（4）红外传感器模块。

基于One NET平台的智能餐厅系统选用TCRT5000型红外避障模块，该模块有一对红外发射和接收装置，具有成本低、稳定性好等优点。红外传感器的红外发射二极管不断发射红外线，反射的红外线由接收管接收。若反射较少或没有反射，光敏三极管一直处于关断状态，模块的输出端为低电平。当障碍物出现在检测范围内时，红外线被反射且强度足够大，光敏三极管饱和，此时，模块的输出端为高电平，可完成障碍物的识别。

（5）WI-FI模块。

本系统使用的ESP8266型WIFI模块支持STA/AP/STA+AP三种工作模式。第一种是STA模式，ESP8266模块通过路由器连接互联网，手机或电脑通过互联网实现对设备的远程控制。第2种是AP模式，ESP8266模块作为热点，实现手机或电脑直接与模块通信，实现局域网无线控制。第3种STA+AP模式，两种模式的共存模式，即可以通过互联网控制可实现无缝切换，方便操作。本项目设计的智能餐厅系统主要是利用ESP8266通过AT指令调试与One NET进行连接，获取手机APP上的操作指令来对餐厅系统实施相应的控制指令。

（6）电源模块。

稳定可靠的电源设计是系统稳定运行的关键。电源模块主要为主控芯片、WIFI模块、电机驱动模块、红外传感器模块等提供各自所需电压。主控芯片的正常供电电压为9V，WIFI供电电压为5V，电机驱动模块的电压为5V，同时要求最大电流为2.5A，这就要求电源模块内阻和线路电阻必须小于160。为了达到上述要求，采用两片稳压芯片，输入电压为12V，输出电压为5V。

2 系统软件设计

（1）云平台创建。

本设计为了实现远程控制，需要使用到云平台，云平台可以免费的进行使用，大大节约成本。在使用云平台时必须明白整个应用过程，需要进入中移物联网官网进行云平台的创建。首先需要在云平台官网注册属于自己的账号，然后创建设备以及产品，为设配添加APIKEY，创建数据流与应用，然后编辑应用添加一些相关的组件，如按钮和数据折线图等。

（2）One NET云平台设计。

One NET现在对于市场是开放的，拥有很多种协议支持。首先我们在使用云平台之前需要进行云平台账号的注册，注册完成之后就可以进行登录，第一步需要进行产品的创建，在产品创建的过程中最重要的设置传输格式，HTTP与EDP。第二步需要进行进行设备的创建，在设备创建完成后还需添加AIKEY。第三步需要进行应用的创建，在本设计中对于应用的编辑主要添加了两个开关用于机器人命令下发与点餐信息获取，这样就时整个控制过程直观的显示在了我们OneNet云平台界面。

（3）Wi-FI模块连接AT。

Wi-Fi模块的作用是用于图片数据的传输，通过Wi-Fi模块无线传输数据的功能，实现实时进行机器人状态的监视。Wi-Fi模块首先需要进行初始化，它的初始化功能可以通过AT命令达到，在本设计中AT命令会使Wi-Fi连接系统所创建的One Net云平台。如果AT命令出错将会导致系统不能正常工作，必须处理好AT命令来完成初始化才能通过Wi-Fi模块进行数据传输。

3 总结

本系统改善了传统点菜、传菜的弊端。经调试测试得出，该系统具有电路结构简单、实用性强、效率高、成本低等优点。