一种基于STM32的智能送餐车控制系统的制作方法

一种基于stm32的智能送餐车控制系统
技术领域
1.本实用新型涉及智能餐厅控制系统技术领域，具体涉及一种基于stm32的智能送餐车控制系统。


背景技术：

2.随着自动化行业的发展，智能化机器人在餐饮行业的应用得到了广泛的关注。传统送餐车在送餐循迹过程中路径偏差较大，送餐车的稳定性和智能化都不够、实用性较低。与此同时，目前的餐厅控制系统存在的问题是餐厅作为一个整体，没有完成对与顾客的迎接服务部分，餐厅前台对于餐厅的整体把控度也不足，使得服务不能完成整体化，也使得送餐机器人的使用效率较低。现有的智能餐厅控制系统大多数也没有考虑在菜品从厨房后厨达到餐桌的过程中菜品对于温度的要求，以此影响菜品口感和顾客好评度。


技术实现要素：

3.为了克服以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于stm32的智能送餐车控制系统，在保证顾客及自身的安全下实现餐厅的环境下进行迎宾、自主循迹、避障、定位、点餐和温度调节送餐等，再配合更加完善的点餐和前台服务管理系统，节省了人力劳动、提高了餐厅工作效率，实现餐厅智能化。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种基于stm32的智能送餐车控制系统，包括控制装置，所述控制装置上分别连接温度控制模块、红外循迹模块、超声波避障模块、电机驱动模块，所述控制装置通过wifi通讯模块连接路由器，路由器的输入端连接点餐客户端装置，路由器的输出端连接前台服务器装置，前台服务器装置的输出端连接后台操作间。
6.所述温度控制模块置于载具的上方，通过压缩机和加热管进完成对菜品进行实时温度控制；所述载具用于承载餐品，并放置在送餐车上，所述温度控制模块为温度传感器ds18b20。
7.所述红外循迹模块用于使送餐车完成循迹任务，实现桌号识别，所述红外循迹模块设置有多个，红外循迹模块外加隔离层设置于车体车板底面且朝向地面，两两之间设置隔离层对称于车体而设置。
8.所述超声波避障模块用于避免送餐车在工作时发生故障或者碰撞，所述超声波避障分别设置于车体前端左右两侧和车体前端且朝向车体前方，为hc
‑
sr04超声波测距模块。
9.所述电机驱动模块实现送餐车的加减速、转向、避障和启停；所述电机驱动模块包括设置在送餐车底部的2个动轮1.1和万向轮1.2，2个动轮1.1和万向轮1.2分别位于车体本身前后左右方向，所述动轮1.1通过驱动结构6和直流电机7控制，驱动结构6和直流电机7通过蓄电池组8进行供电，所述蓄电池组8位于送餐车底部中央位置。
10.所述控制装置选择stm32f103单片机为微控制器。
11.所述点餐客户端装置负责顾客在餐厅的点餐和通过无线wifi通信发送送餐任务
到控制装置。
12.所述前台服务器装置通过无线传输的方式得到下单详情，将数据存入数据库并同时发往后台操作间；前台服务器装置用于进行菜品种类价格的调整、特色推荐、套餐推出以及餐厅管理。
13.本实用新型的有益效果：
14.本实用新型具有稳定性、完整性、定位精度高、餐厅管理完整、完成送餐过程温度调节、智能化高的优点。
15.可以节省人力、后期运行和维护成本低、提高餐饮行业运营效率、增强对顾客的吸引力。
16.具有高效、节省人力和人机交互的特点。
附图说明
17.图1为本实用新型控制系统的系统框图。
18.图2为本实用新型控制系统的送餐车结构示意图。
19.图3为本实用新型控制系统的送餐车底盘结构示意图。
20.图4为本实用新型控制系统的点餐客户端。
21.图5为本实用新型控制系统的模拟餐厅示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
23.如图1
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图5所示：
24.控制系统分为送餐装置和点餐装置，包括：控制装置，主要的功能是对控制系统进行总体的分工控制，接收点餐客户端的送餐命令、任务并且根据设定的路线完成自主循迹和速度控制，到达指定餐桌；温度控制装置，被配置为可根据菜品对温度的要求，在低温和高温保温之间调节；
25.红外循迹模块，被配置为红外循迹加以合适的行走算法，达到路径识别，可使送餐车完成循迹任务，在餐厅门口设置特殊的地点，送餐车也可完成迎宾；超声波避障模块，根据超声波测距原理，可以避免送餐车在工作时发生故障或者碰撞；电机驱动模块，被配置为驱动送餐车沿轨道运动，实现送餐车的加减速、转向、避障和启停等功能；点餐客户端装置，可使顾客通过android平板点餐，包括查看菜单和提交菜单；前台服务器装置，通过无线传输的方式得到下单详情并存入数据库，具有结算功能和餐厅管理功能；
26.进一步的，点餐客户端装置可以分为查看菜单和提交订单。查看菜单主要由客户端和前台服务器建立http连接，发送get请求，从前台服务器拉起当前餐厅的菜品分类信息和详细菜单信息，当顾客点餐完毕后出现提交订单界面，需要输入餐桌号和用餐人数，都输入完成点击提交时信息通过无线网络传输给前台服务器，服务器订单界面显示该订单信息，与此同时，当顾客点餐完毕，工作人员可以点击客户端的送餐界面点击送餐到指定桌位。客户端和wifi通信模块建立tcp连接，然后通过串口传输到主控制器；
27.进一步的，在前台服务器装置可包括餐桌管理、订单管理、菜单管理。其中，餐桌管理为用户通过点餐客户端输入餐桌号，点餐完毕提交订单的完毕，前台服务器的餐桌列表
会从空闲状态变成使用状态；订单管理为根据顾客的餐桌名称，可以查看餐桌消费信息，方便账单和餐厅营业收入的管理；菜单管理可以包括菜系管理、菜谱管理、特色推荐、套餐推出、新品上市等，都可通过前台服务器管理自定义完成；
28.进一步的，送餐整体位置安排再根据餐厅设置完成，划分预备区域方便管理，继而在门口标志特殊标记，使得送餐车在完成送餐后完成门口迎宾任务；
29.进一步的，为保持菜品口感和新鲜度，根据菜品所需温度进行调节，在温度传感器ds18b20温度采集，数据传入控制器进行计算，根据结果控制电加热丝和制冷压缩机；
30.进一步的，若干红外循迹模块外加隔离层设置于车体车板底面且朝向地面，可两两之间设置隔离层对称于车体而设置；
31.进一步的，超声波避障分别设置于车体前端左右两侧和车体前端且朝向车体前方，使用模块为hc
‑
sr04超声波测距模块。
32.参考图1
‑
图5，送餐车车体包括车板及设置于车板底部的驱动轮1.1和万向轮1.2，同时配置驱动车轮的电机以及电源等。在本实施方法中，若干红外循迹模块外加隔离层设置于车体车板底面且朝向地面，而为例避免干扰，对应的超声波模块设置于车板上方且朝向车体前方，具体见图2及图3。
33.其中，控制装置选择stm32f103单片机为微控制器，根据控制系统的总体设计要求，可满足在处理速度方面必须快的同时，还能满足实时性处理需求，为电机驱动器提供多路的脉宽调制(pwm)波，通过这样的方式能够使得电机的控制更加简单方便，电机的频段也更高。在设计中还加入了可编程的i/o口和中断源。
34.参考图2以及图3，为更好的实现送餐车的加减速，转向，避障和启停等功能，2个动轮1.1和万向轮1.2分别位于车体本身前后左右方向，在维持车体本身平衡的基础上被驱动结构6和直流电机7所控制；对应电源电路模块的蓄电池组8位于车体底部中央位置，可以快捷的提供系统所需正常电压，使得系统本身工作电源电压更加稳定；与此同时，在送餐车设计两个温度区别较大的储菜箱，以0℃为分界线，菜品要求高于0℃是置于温度控制器3的红色箱子内，而菜品要求低于0℃是置于温度控制器3的蓝色箱子内，具体实现为在温度传感器ds18b20温度采集，数据传入控制器进行计算，根据结果控制电加热丝和制冷压缩机；
35.参考图4，当顾客被迎宾的送餐车带入座位，需要查看菜单知道当前餐厅的菜品分类信息和详细菜单信息，点餐完毕后出现提交订单界面，则需要输入餐桌号和用餐人数。在前台服务器装置可包括餐桌管理、订单管理、菜单管理。其中，餐桌管理为用户通过点餐客户端输入餐桌号，点餐完毕提交订单的完毕，前台服务器的餐桌列表会从空闲状态变成使用状态；订单管理为根据顾客的餐桌名称，可以查看餐桌消费信息，方便账单和餐厅营业收入的管理；菜单管理可以包括菜系管理、菜谱管理、特色推荐、套餐推出、新品上市等，都可通过前台服务器管理自定义完成；
36.参考图5，本实用新型给出了一种控制系统的模拟餐厅示意图，首先需要设置门口迎宾处1，提高送餐车的使用效率，与此同时可以变化屏幕和语音模仿内容，完成迎宾。整体餐厅顺时针环形设计，使得送餐车最短路径到达顾客位置处，方便顾客取餐，主要安排目的是，避免多辆送餐车在工作时引起混乱，能够更好的维护餐厅秩序，提高效率。
37.本实用新型的工作原理：
38.(1)以stm32系列单片机为控制器，对送餐车和点餐系统进行总体的分工控制，主
要实现对红外传感器、超声波传感器、速度检测模块和语音模块等传感器的数据采集及处理以及接收点餐客户端的送餐命令，使得送餐车的各检测模块完成路径识别、超声波避障、语音识别、温度控制、人机交互等功能，使整个系统可以正常工作；
39.(2)温度控制模块，被配置为控制系统根据设定，置于载具的上方。需要低温度时制冷温控器开始工作；需要加热时，控制加热管进行加热，当温度到达设定温度时，自动复位温控器自动切断电源，转入保温工作状况；便可完成对菜品进行实时温度控制；附以保险控制装置，当电路出现过热的状态，保护装置会过载时自动熔断或断开电路，起到安全保护作用。
40.(3)通过红外传感器对跑道的感光度不同从而产生高低电平，通过采集回来的路径信息，加以合适的行走算法，完成循迹任务。而餐桌的序号则由一条有别于正常路径的黑色横条标识，送餐车通过简单计数及滤波，即可实现桌号识别；
41.(4)采用超声波避障模块，为了避免送餐车在工作时发生故障或者碰撞。根据超声波测距原理，单片机通过捕获定时器完成对超声波模块数据的采集，从而得到送餐车与障碍物的距离，再根据设定的安全距离完成避障功能的逻辑控制；
42.(5)由直流电机和电机驱动模块组成驱动机构，主控制发出指令后，完成对送餐车电机的控制，通过改变双极式pwm的输出的占空比来改变电机的转速，实现送餐车的加减速，转向，避障和启停等功能；
43.(6)点餐客户端装置，选用android平板放在送餐车的背部中央，以方便顾客的点餐。点餐界面可以查询所点菜单、特色推荐、套餐优选、空餐位、账单查询等，也可通过语音识别模块进行人机交互提醒顾客取餐，语音模块包含内容十分丰富，包括点餐、送餐、跟车附带的背景音乐及各个情境下的趣味功能等等，餐厅可以自定义液晶显示内容，增添智能化和娱乐化；
44.(7)前台服务器装置，为整个餐厅的总控制管理，连接点餐控制系统和后台。顾客通过送餐车身上的点餐客户完成点餐之后，点餐客户端装置将会把该餐桌的订单信息通过无线传输的方式传输到前台服务器，前台服务器界面实现了对菜单、账单、菜品种类、餐厅送餐车等统一的管理；
45.载具机构需要承担送餐车自身的重量和在送餐过程中菜肴的重量，机械部分需要安全可靠并且要延长使用时间。