基于机器人的智能餐厅系统

代红英　刘俊宏　张仁永

摘 要： 本系统是采用平板电脑进行点餐、智能机器人进行自动送餐的智能餐厅系统。平板电脑点餐解决客户需求流向服务台，机器人送餐解决服务信息到达客户手中。系统寻轨式送菜机器人，融合了光电寻轨、自动識别餐桌，语音播报、红外避障等功能于一体，并可通过wifi与服务台进行实时通信。

关键词： 智能餐厅;机器人;HT32F1755;RFID

1 总体设计

客人利用餐桌上的平板电脑根据实物照片进行点餐，点餐信息通过wifi通信汇集到服务台电脑，通过智能处理系统自动将点餐信息发布到厨房显示屏和机器人，厨师炒的菜由机器人自动送往餐桌。

2 硬件设计

2.1 送餐机器人

该系统采用HT32F1755单片机作为主控芯片，用步进电机作为动力，用人体红外传感器避障，用平板电脑与后台进行通信，用RFID实现餐桌定位，用红外探头完成寻轨，系统硬件框图如图1所示。

2.1.1 控制MCU

控制MCU采用HT32F1755单片机，该单片机是一款基于ARM Cortex-M3处理器内核的32位高性能低功耗单片机，具有高速、低功耗、超强抗干扰的特点。

2.1.2 循迹检测

循迹检测采用光电漫反射传感器，一只发送、一只接收，是做机器人循迹探头的不二之选。传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来，或反射回来但强度不够大时，光敏三极管一直处于关断状态，此时指示二极管处于熄灭状态;否则光敏三极管饱和，此时指示二极管被点亮。

2.1.3 步进电机驱动

本系统采用LMD18200T驱动器。LMD18200T是NS推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件，内部集成了4个DMOS管，组成一个标准的H型驱动桥。通过充电泵电路为上桥臂的2个开关管提供栅极控制电压，充电泵电路由一个300kHz左右的工作频率控制。内部保护电路设置的过电流阈值为10A，当超过该值时会自动封锁输出，并周期性地自动恢复输出。如果过电流持续时间较长，过热保护将关闭整个输出。

2.1.4 餐盘检测

餐盘检测采用光电漫反射传感器，同循迹检测类似的电路原理。当餐盘上有物体时，能自动判断处理。

2.1.5 热释红外传感器

本系统选用迷你型人体红外检测模块，主要检测送餐机器人正前方有无人员或障碍物，调整感应距离为0.5m，若前方0.5m处检测到人体红外光，则触发模块信号送到MCU处理，MCU发送指令操控送餐机器人停止前行，并触发语音芯片发出“您好，亲！服务员正在送餐中，请让一下路”的提示。

2.1.6 RFID模块

RFID模块采用远距离125K id卡读卡模块。该模块具有读卡距离远，解码能力强，耗电低等特点，并具有较强的环境适应能力，即使有障碍物也能准确定位客人的餐桌，及时将食物送到客户手中。

2.1.7 触摸键

本系统采用BS816A-1触摸键，支持6个触摸键，使得操作机器人更加方便。

2.1.8 平板电脑

平板电脑采用谷歌NEXUS7。NEXUS7拥有一块7英寸的IPS显示屏，属于标准的小尺寸平板，其分辨率为1024×600;内置安卓4.4版本智能系统，支持无线wifi功能;内置2个1W的立体声喇叭，在环境相对安静的条件下比较实用;采用四核ARM Cortex-A9中央处理器;前置摄像头像素为200万，后置摄像头像素为500万。

2.1.9 接口

控制MCU与平板电脑间的接口电路采用CH9343，它是一个高度集成、低功耗、单芯片全速USB Android Host接口控制芯片，可配置6种扩展接口，用于内置USB设备接口的安卓设备访问外部组件。

2.2 点餐系统硬件

点餐系统硬件平板电脑采用谷歌NEXUS 7。

2.3 厨房led屏幕

系统选择带触摸的led屏，每做1道菜，就触摸一下，并将这个菜放置到机器人。触摸屏显示器技术是一种新型的人机交互输入方式，与传统的键盘和鼠标输入方式相比，触摸屏输入更直观。为满足市场客户的需求，已经开发出多点触摸屏显示器，配合识别软件，触摸屏还可以实现手写输入。

2.4 后台pc

后台服务pc可根据餐厅的大小，选择工控机或者普通pc。

3 结语

本系统采用分离点餐与送餐，利用后台软件系统监控做菜完成控制点，实现全自动化的餐厅服务系统。系统极大地体现了服务的人性化、智能化，解放人工活动，让餐厅服务真正走向实用。

参考文献

[1]王博玮，陆中成.基于云的餐厅服务机器人系统设计[J].自动化仪表，2019，（08）.

[2]蔡俊杰，吴益飞，徐航宇，等.餐厅服务机器人控制系统设计与实现[J].计算机测量与控制，2017，（02）.

[3]谭等泰.智能餐厅服务机器人系统的设计与实现[J].甘肃科技，2016，（08）.