自助火鍋自動尋位系統設計

崔龍龍+何雨陽

【摘 要】以FPGA芯片為核心器件，以鋰電池供電解決設備用電，利用重力傳感器和按鍵實時反映桌位是否被使用，然后通過顯示器顯示出來，為顧客定制最優桌位，實現自動尋位。設置計時提醒，為人員爆滿時顧客等待提供參考。

【關鍵詞】FPGA；重力傳感器；按鍵；自動尋位

中圖分類號： TN791 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）32-0025-002

【Abstract】FPGA as the core device to lithium battery-powered equipment to solve the equipment， the use of gravity sensors and keys reflect the table in real time whether or not to be used， and then displayed through the display， custom table for the customer to achieve automatic positioning. Set the timing reminder， when the staff is full， customers wait for reference.

【Key words】FPGA；Gravity Sensor； Key； Automatic Positioning

0 引言

伴隨著改革開放的步伐，中國的社會經濟不斷發展，發生了翻天覆地的變化，物阜民豐。近幾年我國的餐飲業猶如雨后春般發展，一直保持著高速的趨勢并展現出強進的勢頭以及廣闊的前景餐飲業的行業規模和經營領域不斷擴大，使其成為中國國內市場增長幅度最高，發展速度最快的行業之一[1]。中國的餐飲市場經過多年的改革與發展，已進入一個更趨于人性化的階段，市場競爭的形勢也發生一些新的變化。把握這種變化趨勢，研究制定正確的對策，對餐飲企業來說是至關重要的。

本項目根據餐飲行業市場的調查，以自助火鍋為主要研究對象，根據顧客就餐實際情況，研究智能化的自動尋位系統，減少顧客流失率，節約人力成本，優化餐飲服務速度，提升餐飲企業的市場競爭力。

1 系統設計方案

本設計通過硬件描述語言編寫代碼，下載到FPGA中進行電路系統設計，利用重力傳感器傳遞數據，實現自動尋位，來代替人工去引導顧客尋找滿意的就餐位置，減少顧客等待與尋位時間，減少顧客流失率。設計計數器，對每個桌位實現計時提醒功能，既幫助顧客合理安排就餐時間，又為人員爆滿時提供顧客等待參考。本設計首先要解決的是餐桌狀態信息的準確檢測和傳輸，然后對檢測信號進行分析處理，最后將餐桌狀態信息顯示。由于在每個餐桌上都有信息需要采集和顯示，同時有需要整個系統的控制，因此，本設計從餐桌子系統和總控制系統兩個方面分別進行。

對于餐桌子系統，在每個餐桌安裝一個重力傳感器和按鍵，利用重力傳感器以及按鍵對餐桌信息進行檢測，利用計數器實現計時提醒功能，并通過七段數碼管顯示計時提醒信息，其設計方案如圖1所示。

對于總控制系統，以某火鍋店64個餐桌為研究對象，根據桌位特點劃分為4個功能區域，將圖1所示64個子系統信號通過總線送至總控制系統鎖存后進行信息處理，最終通過顯示器件將餐桌狀態信息顯示，系統設計方案如圖2所示。

2 功能模塊設計

2.1 餐桌子系統模塊設計

餐桌信息采集模塊依據重力傳感器采集顧客就餐開始信息，采用按鍵采集顧客就餐結束信息，共同完成采集桌位是否有人使用的信息。考慮到顧客就餐時不一定會按按鍵，同時自助火鍋服務員數量限制，用重力傳感器采集餐桌是否有人信息。同時，采用按鍵采集客人離開餐桌信息，該功能由服務員來完成，由于客人在就餐時，會出現中途取餐等沒有坐在座位上的情況，如果采用重力傳感器采集信息，會出現所有人都沒坐在座位上，但并未就餐結束的情況。

計數器模塊主要實現對餐桌就餐時間的倒計時，該模塊為減法計數器，根據餐桌信息采集模塊的結果進行計時開始與結束，并清零。設置倒計時長2小時，當剩余30分鐘時，開始將倒計時結果輸出給顯示模塊顯示。

顯示模塊顯示30分鐘以內的倒計時結果，給顧客以提醒，既幫助顧客管理就餐時間，也在人員飽滿是給顧客以提醒，為后續顧客爭取就餐機會。

2.2 總控制系統各模塊設計

分組模塊根據餐桌實際情況，分為靠近窗戶、靠近取餐點、靠近大門和中間位置共4組，假設每組16桌，將各餐桌編號，并做好對應關系。

餐桌信息收集模塊將餐桌子系統模塊中的餐桌是否有人信息和對于的倒計時信息進行收集，并與分組模塊進行對比歸類。

信息處理模塊，根據餐桌信息收集模塊收集到的餐桌信息（是否空余、正在使用時是否進入30分鐘倒計時）以及屬于哪一個組，對64桌信息進行綜合處理，梳理出所有的空余餐桌信息及位數，以及即將空余（進入30分鐘倒計時）餐桌信息及位數，并根據分組情況和桌位使用情況研究分析，為顧客推薦最優桌位，實現自動尋位。

顯示模塊顯示空余餐桌位數，即將空余餐桌位數，推薦最優座位號，為顧客提供參考，同時，顧客進入餐廳后，可以隨意選擇座位。

3 系統實現功能

該自動尋位系統能夠推薦最優座位，明確就餐等待時間，優化餐飲服務速度，為顧客提供更加人性化的服務，且該自動尋位系統操作方便，通用性強，功能拓展易實現。主要實現以下功能：

（1）預先將桌位分為多個功能區域，根據顧客要求推薦最優桌位，顧客也可以自由地選擇在任何未被使用的餐桌上就餐。

（2）每個桌位上安裝有就餐開始按鈕和重力傳感器，結合就餐實際情況，設置按鈕為主，重力傳感器為輔，實現桌位有人就餐數據實時更新與顯示，且任何桌位上的顧客都可以隨時離開餐桌取餐，而不會誤顯示。

（3）設置計時提醒系統，結合自助火鍋市場調查，設置顧客每次用餐推薦時長為2小時，當用餐時長達到90分鐘時給予提醒，既幫助顧客合理安排就餐時間，又為人員爆滿時提供顧客等待參考。

（4）每個桌位上安裝有就餐結束按鈕，并實時更新與顯示數據，提高顧客選位效率，減少顧客流失率。

（5）利用硬件描述語言實現，以FPGA作為核心器件，接收各按鈕信息及控制各顯示設備，利用重力傳感器感應桌位是否有人，以鋰電池供電解決設備用電，用PROM存儲編程下載信息，實現自動尋位系統的技術需求。

（6）通用性強，可根據市場需求拓展功能，增大桌位規模，增加桌位的功能區域，修改就餐提醒時間，實現在餐飲市場不同場合使用。

4 結論

現場可編程門陣列（FPGA）在項目工程的實現過程中，既可用于前期的部分關健功能的驗證，又可用于子系統及外圍電路，具有電路簡單，應用方便的優點。本設計以FPGA為核心，利用FPGA的速度快，配置簡單等優點使店家對顧客的要求作出更好地推薦。該設計利用64個重力傳感器座位數據信號采集端，經過信號的分組鎖存由FPGA發出指令傳遞給點陣，進而顯示出座位的使用情況。經過驗證，基本功能已經實現，但是點陣顯示模塊有時候會顯示錯誤的信息，經過分析，我們認為應該是座椅重力感應器的安放位置不對，后續可能選擇安放幾個重力感應器共同作用，以便減小誤差。

【參考文獻】

[1]朱趙青.淺談中國內餐飲業發展現狀及應對策略[J].品牌，2014（09）：11.

[2]張偉功.用VHDL開發FPGA[J].微電子學與計算機，2001，（02）：45-48.

[3]張麗華.EDA技術及應用[M].機械工業出版社，2015.endprint