基于RFID技术的餐厅智能结算系统的设计

胡圣洁 王开祥

【摘 要】2020年新冠病毒疫情给国内的教育带来了很大的挑战，随着国内疫情的好转，国内各大高校学生陆续返校，如何保证学生在校期间的安全成为当前国内高校的重中之重，而保证学生在餐厅的安全距离成为重要挑战。本项目提出了一种基于RFID智能结算系统，能够有效的解决结算拥挤现象，很大程度的提升餐厅的工作效率。本项目使用RFID射频卡作为电子标签，标签分别置于不同的餐盘中，当电子标签进入读写器后，读写通过发送射频信号读出内部所储存的数据。同时，RFID卡的芯片信息感应电流经过射频电路将数字信号送入读写器进行信息处理，以此达到快速完成结账的目的。

【关键词】新冠病毒;RFID;电子标签;智能结算

一、研究背景

在后疫情时代，学生大批返校，给原本就不大的学生餐厅带来了极大的人流压力，目前国内高校的餐厅，仍采用传统的就餐方式，学生排队点餐、刷卡结账、排队等餐，往往因为人流量过大，出现刷卡结账的错误，甚至是饭卡丢失及错刷、漏刷，更有因窗口工作人员的忙碌而导致排队结账拥挤。而后疫情时代，大多数高校建议学生在学校餐厅就餐，学生也有着一定的防范意识，不再外出到人员更加复杂的餐馆、饭店就餐，这就更加加剧了学生餐厅的人流量。

智慧餐厅在当前国内高校市场中仍处于初期阶段，国内仅有少数高校开展了智慧餐厅的建设工作，而且也是处于试运营期间，推进较为困难，尤其因学生餐厅人流量过大而导致项目进展缓慢。

二、研究意义

学生返校后在餐厅就餐，需要摘下口罩，这个疫情防控带来了很大的困难，再加上学生餐厅有着就餐时间集中、等餐时间较长、人员鱼龙混杂、管理制度混乱等众多问题，智能结算系统的研究有着重要的意义。

智慧餐厅能够及时解决因人流量较大时而造成的结算时的拥挤现象，简化了就餐者取餐与结算的流程，减少了食堂的人员支出，利用云存储、移动互联等信息化平台与传统行业相结合，从一定程度上减少了食堂的运营成本，提升了就餐者的就餐体验，后台每日自动生成当日消费明细，利用大数据技术，对餐厅的经营提出建设性意见。

三、可行性分析

1、技术可行性

随着科技的进步，目前RFID射频识别技术已经极为成熟，阅读器读写RFID芯片的准确性也有了很大的提高，RFID系统的读写速度极快，一次典型的RFID传输过程通常不到100毫秒。从技术角度来看，该项目有着很大的可行性。

2、经济可行性

RFID智能餐盘为一次性投入，可重复利用，虽然在项目的初期会有着一定的经济压力，但随着项目的不断推进，本系统能够为餐厅的管理带来极大的便利，再加上我们所设计的数据分析模块，能够极大的提高学生在餐厅就餐的体验感，给餐厅带来一定的利润，该项目具有一定的经济可行性。

3、操作可行性

学生餐厅就餐大多数是高校学生，对于高新技术的接受能力较强，经过一两次的应用就能很快的上手，在操作方面没有存在棘手的问题。

四、总体设计

基于RFID设备和带有RFID芯片的餐盘，在收银区域加入具有感应功能的结算台，完成就餐收银的智能结算。相其原理为：在不同餐盘中放置不同芯片，扫描系统对餐盘中的芯片进行识别以快速计算价格，并通过读卡设备进行扣除。

三个设计方面：

①餐盘：不同价格的菜品给予不同的餐盘，餐盘中放置不同的芯片。

②结算区：将餐盘放在结算区，机器对菜品进行读取结算

③读卡区：放置饭卡，在饭卡中进行扣除服务。

五、详细设计

1、智能定价

食堂根据菜品的原材料、加工过程、菜品成本等多个因素综合考虑，制定菜品的价格，并制定较为集中的价格，统一食堂餐品的价格区间，并将菜品的价格、原材料等多种信息录入系统，利用公众号或小程序向用餐人员进行公开。

2、智能餐盘

利用RFID技术对食堂餐盘进行改造，每个餐盘当中嵌入一套RFID芯片，不同的菜品、不同商家以及不同价格的菜品采用独立的餐盘，利用不同的外观、颜色进行区分，例如红色正方形餐盘为五元菜品、绿色正方形为四元菜品，让前来就餐的学生一目了然。

此种餐盘的设计，有利于后期进行食堂销售的统计汇总，商家餐盘的回收以及智能计算。

3、智能识别

改造窗口的结算区，利用RFID识别设备识别不同餐盘当中RFID芯片的信息，从而识别出该餐盘中的菜品、窗口以及菜品的价格，并利用显示器展示相对应菜品的各类信息。

4、智能计算

通过识别RFID设备，识别出结算区中餐盘的数量、每个餐盘的信息，然后利用系统对结算区中所有的餐盘信息进行计算，从而得出整套套餐的价格。

对于部分商家推出的优惠套餐按照公式录入系统，在系统中进行智能计算，直接优惠结算。

5、智能结算

将本系统的结算体系与学校本地的餐卡系统进行连接，在结算区中加装刷卡设备，结算区计算的最终价格直接发送到刷卡设备中，学生可直接进行刷卡结算。

利用微信支付、支付寶支付等第三方支付工具的支付接口，直接在结算区的显示屏中出现结算二维码，学生可直接利用微信和支付宝扫描二维码进行结算。

6、产品溯源

学生可利用系统查询出自己选择菜品的原材料的产地、运输途径、时间等溯源信息，真正实现安全就餐。

7、智能点餐

学生可利用系统进行智能点餐，对应商家在接收到学生订单后直接准备菜品，在学生到达食堂后直接到取餐区利用二维码进行取餐，再到结算区进行结算。能够很大程度节约成本、减少就餐人流压力。

8、智能统计

利用本套系统可针对每个窗口或店家所售卖的商品进行统计，对整个餐厅的销售、盈利、亏损等情况进行统计。后期可根据统计数据预测餐厅的集中就餐时间、预测第二天学生喜爱的菜品，避免因为学生不爱吃造成浪费。

六、当前存在的问题

1、餐盘材料影响RFID设备的识别准确性以及时效性。

通过前期多种测试，采用RFID穿透性高，并且为食品级材料，经过工厂的加工，制造符合要求的餐盘，并将RFID芯片嵌套到餐盘底部，加强了识别的准确性。

2、多个RFID读写设备存在一起容易相互干扰。

将RFID读写设备固定在窗口的统一位置，并在结算区周围增加屏蔽设备，防止两个结算区读RFID信息时相互干扰。

3、后期针对菜品价格调整时无法分辨餐盘中信息，需要利用RFID设备进行读写判断。

在制造餐盘时采用不同颜色进行视觉识别，不同颜色、不同形状、不同大小的餐盘对应着不同信息的RFID芯片，这样在食堂集中处理餐盘后容易分辨。

七、总结

在后疫情时代的学生餐厅，相对于传统的排队结账，本系统提出的基于RFID的智能结账系统能最大限度的缩短结账时间，提高餐厅的工作效率、节约用工数量、降低经营成本、提升管理绩效、提升服务品质，也能从另一方面减轻学校的疫情防控压力，避免疫情在学生餐厅傳播。这充分的体现了智能设备在生活中的应用，实现了人机很好的交互。

参考文献：

[1]周龚雪，金佳琦，郑若芸. 智慧食堂中智能结账系统的设计与实现[J]. 数字化用户，2017，23（048）：202-203.

[2]赵勇，严军，范欢欢，孟伟，蒋莉. 基于微信公众号的智能餐厅系统的设计[J]. 工业控制计算机. 2018，31（06）

[3]陈高峰，吕偿，陈梦婕.”互联网+智能餐厅”在校园中的应用[J]. 河南科技. 2018，（16）.

[4]乔荣爱，邱雅. 基于RFID技术下餐厅智能点菜系统设计与应用[J]. 饮食科学. 2017，（14）.

作者简介：

胡圣洁（2000.11-）临沂大学信息科学与工程学院网络工程专业，共青团员。

基金项目：

2020年大学生创新训练项目校级一般项目“基于RFID技术的餐厅结算系统”[项目编号：X202010452153]

（作者单位：临沂大学信息科学与工程学院）