基于ZigBee技術(shù)的無線點菜系統(tǒng)
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2. 3系統(tǒng)工作流程
系統(tǒng)工作流程如圖2所示。顧客進店，服務(wù)員據(jù)終端顯示的空桌開臺，顧客據(jù)菜譜(紙制，放于桌上)選擇適合口味的菜，據(jù)“編號-菜名”鍵入菜名編號。點菜完成，終端顯示菜單及結(jié)算賬單。顧客確認后，可選擇發(fā)送鍵，完成數(shù)據(jù)發(fā)送。服務(wù)臺收到信息后，經(jīng)過廚師制作、出品核對、傳菜、臺位劃菜，最后收銀臺打印賬單小票、結(jié)賬。
3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建立
據(jù)餐飲業(yè)的實際環(huán)境和需求，對比星形、樹型和網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的各自優(yōu)缺點，選用星形拓撲結(jié)構(gòu)組建ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)。
星型網(wǎng)絡(luò)中，采用PCB天線，傳輸距離：50～100m。協(xié)調(diào)器采用電源線供電，采用SMA棒狀天線，在大發(fā)射功率下傳輸距離1000m。整個網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快，采集終端從睡眠模式轉(zhuǎn)入工作模式約需要15ms，采集終端的連接入網(wǎng)時間約為30ms，由活躍設(shè)備信道連接入網(wǎng)時間約為15m-s，網(wǎng)絡(luò)延時很小。
3．1 組網(wǎng)過程
具體組網(wǎng)流程：協(xié)調(diào)器初始化，選定PAN ID，自身配給一16位網(wǎng)絡(luò)短地址作為組網(wǎng)標識，短地址格式定義為0x0000，經(jīng)通道能量掃描檢測API，選擇可用通道并建立WAN，開放對加入網(wǎng)絡(luò)請求應(yīng)答，啟動網(wǎng)絡(luò)：終端完成初始化，進行頻道掃描，找到協(xié)調(diào)器，以特定頻率發(fā)送信
標請求，接收16位短地址，作為網(wǎng)絡(luò)標識。完成ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)建立。
3．2 CSMA／CA介質(zhì)訪問控制方法
在通信網(wǎng)絡(luò)的通信過程中，數(shù)據(jù)傳輸量較少，CSMA／CA是網(wǎng)絡(luò)的最佳選擇。CSMA／CA采用隨機指數(shù)退避來實現(xiàn)沖突避免功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全、可靠傳輸。
3．3 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸
終端與協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)傳輸有兩種方式：直接數(shù)據(jù)傳輸和間接數(shù)據(jù)傳輸。終端向協(xié)調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)時，采用直接數(shù)據(jù)傳輸，協(xié)調(diào)器收到數(shù)據(jù)后返回確認信息。
3．4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議
在數(shù)據(jù)的傳輸過程中，有多種指令和不同長度的數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)程序設(shè)計方便及數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、有效性，通信過程中定義了通信協(xié)議幀，如圖3、4所示。通信過程中，終端未收到確認幀，則連續(xù)發(fā)送三次，仍沒應(yīng)答，確認為通信故障。
4 硬件設(shè)計
4．1 終端硬件設(shè)計
終端由MCU、電源、工作狀態(tài)指示、復位、鍵盤、LCD、晶振、天線、SD RAM等電路組成。終端硬件結(jié)構(gòu)、電路如圖5、6所示。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/156880.htm
選用Chipeon公司的CC2430作為MCU。該芯片支持IEEE802．15．4協(xié)議，片內(nèi)集成RF前端、1個8位內(nèi)核、128kB可編程閃存、8kB RAM，內(nèi)置ZigBee協(xié)議棧。實現(xiàn)人機接口顯示操作、信息發(fā)送及各個模塊控制。
采用3×3鍵盤，其中4個方向鍵分別為確認鍵、撤銷鍵、分類查詢鍵、菜單查詢鍵，通過中斷方式掃描鍵盤，響應(yīng)處理中斷，實現(xiàn)鍵值查詢等功能。LCD選用臺灣矽創(chuàng)電子公司生產(chǎn)的ST7920 OCMJ4X8C，采用串并轉(zhuǎn)換芯片74HC164節(jié)省MCU的I／O口。CC2430通過P0．1控制MAX756的SHON，低電平不工作。采用非平衡變壓器，傳輸距離為100m。CC2430內(nèi)嵌-UART，可與SD卡座直接相連，SD POW引腳通過一個8550控制SD卡電源，對其上電操作。SD卡用來存儲菜譜信息和顧客菜單等信息，通過PC機實現(xiàn)菜譜數(shù)據(jù)的更新。
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