基于ZigBee技術(shù)的無線點(diǎn)菜系統(tǒng)

摘要：介紹了基于ZigBee技術(shù)的無線點(diǎn)菜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，選用集成8051內(nèi)核的CC2430芯片作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。利用星型網(wǎng)絡(luò)，簡單外圍電路，軟件、硬件的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了無線點(diǎn)菜功能。在低功耗方面采用外部中斷喚醒睡眠模式的工作方式，延長了終端的電池使用壽命。解決了點(diǎn)菜終端功耗大的問題。
關(guān)鍵詞：ZigBee；CC2430；無線點(diǎn)菜系統(tǒng)；低功耗

0 前言
隨著社會(huì)信息化的發(fā)展，我國餐飲業(yè)，尤其是快餐行業(yè)迅猛發(fā)展。傳統(tǒng)餐飲業(yè)管理成本高、管理水平低、人力資源浪費(fèi)、服務(wù)員工作量大、工作效率低、點(diǎn)菜周期長、跑單漏單嚴(yán)重、紙張等耗材大，嚴(yán)重影響到餐飲業(yè)服務(wù)品質(zhì)和形象。無線點(diǎn)菜系統(tǒng)為造就高檔就餐環(huán)境，提高顧客的滿意程度，吸引更多顧客創(chuàng)造了條件，提高了餐飲業(yè)的自動(dòng)化、信息化水平。

1 ZigBee技術(shù)簡介
ZigBee的名稱源于蜜蜂的舞蹈，蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈交換各種信息。故將新一代無線通信技術(shù)命名為ZigBee。ZigBee過去又稱為HomeRF Lite、RF-EasyLink或FireFly無線電技術(shù)，目前統(tǒng)稱為ZigBee技術(shù)。
ZigBee技術(shù)利用全球共用公共頻率2．4GHz，該頻段為全球統(tǒng)一無需申請(qǐng)ISM頻段，被劃為16個(gè)信道，數(shù)據(jù)傳輸速率250kbps，碼元速率為 62．5kbaud，采用16進(jìn)制正交調(diào)制，碼片長度為8的偽隨機(jī)碼直接擴(kuò)頻，具有顯著的低成本、低耗電、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)，目前被視為替代有線監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最有前景的技術(shù)之一。
ZigBee的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)低功耗：待機(jī)模式，2節(jié)AAA干電池可支持1個(gè)節(jié)點(diǎn)工作0．5～1年。
(2)低成本：協(xié)議大幅簡化，免執(zhí)照頻段、協(xié)議專利費(fèi)。
(3)低速率：250、40和20kbps原始數(shù)據(jù)吞吐率。
(4)近距離：傳輸范圍為10～75m，增加RF發(fā)射功率，可達(dá)1～3km。
(5)網(wǎng)絡(luò)容量大：可組成65000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)。
(6)短時(shí)延：響應(yīng)速度快，睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)需15ms，節(jié)點(diǎn)連接入網(wǎng)需30ms。
(7)安全性能高。

2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2．1 系統(tǒng)方案選擇
較早期的無線點(diǎn)菜系統(tǒng)主要是IC卡點(diǎn)菜終端和紅外點(diǎn)菜終端。
IC卡點(diǎn)菜終端：服務(wù)員領(lǐng)卡、插卡、客戶點(diǎn)菜，結(jié)束后需到固定地點(diǎn)讀卡。特點(diǎn)是信息準(zhǔn)確、價(jià)格低、速度慢、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
紅外點(diǎn)菜終端：顧客可直接在其上點(diǎn)菜，速度快、價(jià)格中、發(fā)射距離短、需直線接收。
目前較為流行的點(diǎn)菜系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案主要有以下三種：
(1)商用PDA+無線網(wǎng)卡。借助帶無線網(wǎng)卡的商品化PDA開發(fā)。較典型的幾種采用Windows mobile操作系統(tǒng)的Dell-Axim x50、采用Pocket PC操作系統(tǒng)的宏基-N1O等。特點(diǎn)是開發(fā)方便、開發(fā)調(diào)試工具較好、功能強(qiáng)大、802．11協(xié)議、傳輸數(shù)據(jù)可靠安全，但價(jià)格昂貴。
(2)單片機(jī)+無線模塊。采用單片機(jī)、單色LCD模塊、按鍵輸入、微功耗的無線IC，如RF401。無操作系統(tǒng)、定制式軟件、價(jià)格便宜、功耗低、簡單易用。但人機(jī)對(duì)話差、功能弱、軟件升級(jí)難、軟件移植復(fù)用能力差。
(3)處理器+操作系統(tǒng)+無線模塊
微軟WINCE操作系統(tǒng)、32位處理器、16色LCD觸摸屏和無線模塊。開發(fā)、使用較方便，但操作系統(tǒng)非免費(fèi)且不開源，增加了單個(gè)商品成本。
對(duì)比以上方案，結(jié)合中、小型規(guī)模餐飲企業(yè)的實(shí)際需求，本文采用第二種方案進(jìn)行點(diǎn)菜系統(tǒng)的研究。
2. 2 系統(tǒng)總體架構(gòu)
本系統(tǒng)由用于無線點(diǎn)菜的通信終端設(shè)備(簡稱“終端”)、協(xié)調(diào)器設(shè)備、作為服務(wù)器的PC機(jī)、打印機(jī)等部分組成。
服務(wù)員攜帶終端，可根據(jù)顧客需求為顧客提供實(shí)時(shí)服務(wù)：點(diǎn)菜、套餐點(diǎn)菜、加菜、退菜、套餐退菜、催菜、口味選擇等。點(diǎn)菜完成，點(diǎn)菜信息經(jīng)由星型ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，傳送至服務(wù)器。
服務(wù)器完成與終端實(shí)時(shí)通信、咨詢、賬單打印、數(shù)據(jù)維護(hù)管理、賬單結(jié)算、酒店人事管理等。該系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。