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1、 无线电子菜谱系统的设计及实现中 文 摘 要信息化的社会中，用科技改变传统的点菜方式是实现信息化改造、提升管理水平、提高运作效率的重要手段。无线电子菜谱系统由硬件和软件构成。系统硬件主要包括手持无线终端（又称“电子菜谱”）、系统软件主要是上位机管理软件。在通讯频率上一般使用ISM（工业、科学、医疗）频段，本系统采用的是2.4G频段。在设计硬件平台时，根据所使用芯片的编程原则，在Windows 7环境下，以C51语言为编程语言，开发出了无线通信系统的驱动程序来实现双方约定的通信协议。用Visual C+ 6.0开发了上位机管理软件，显示账单、菜单等信息，并具有后台管理功能，如更新、设置等。安装于
2、服务台的上位机管理软件在收到移动端发送来的有效的点菜数据后，先保存到数据库，并发出提示信息，通知有新菜单到了，这样完成一次点菜过程。 系统的优势不言而喻：直观、图形化、人性化的操作界面，可由餐厅服务员或客人自行点菜；系统的稳定性强，操作简单；更新菜谱的价格、资料更为快捷、更为方便。关键词：单片机；TFT；无线通信；NRF24L01IIIThe design and implementation of the wireless electronic menu system ABSTRACTIn the information society,using technology to change
3、the approach of ordering dishes is an important mean to realize information reform and upgrade the management level,and even improve the operational efficiency.Wireless electronic menu system consists of hardware and software. System hardware including handheld wireless terminal (called electronic c
4、ookbook), the system software is PC management software. Generally,we often used the communication frequency which called ISM (industrial, scientific, medical) band, and this system uses the 2.4G band. In the design of the hardware platform, according to the principle of using the chip programming,
5、I used C51 language as the programming language in Windows 7 environment to developed a wireless communication system driver to achieve a mutually agreed upon communication protocol. And I developed PC management software using Visual C+ 6.0 PC management software to show the bill, menus and other i
6、nformation, and this software have a background management functions, such as updates, settings and so on.While the software installed in the host computer receive a valid data sended by mobile terminal,the software saves these data into the database, and sends a message to notify a new menu and com
7、pletes an ordering process.The advantages of the system is self-evident: an intuitive, graphical, user-friendly interface, which can be ordered by restaurant waiter or the guests themselves; the system is stability, easy-operation; updating the price and information of recipes will be more quicker a
8、nd more convenient.KEY WORD：singlechip；Thin Film Transistor；wireless communication；NRF24L01目 录第一章 绪论11.1研究背景和意义11.2 论文的研究目标21.3内容安排3第二章 系统总体方案设计与论证42.1 系统组成42.2 总体方案设计52.2.1 主控制器模块52.1.2 无线模块62.1.3 彩屏模块82.1.4 SD卡模块82.1.5 触屏模块92.1.6 语音模块112.1.7 电源模块112.1.8 传感器模块122.1.9 串口模块12第三章 硬件电路设计143.1主控制器模块143.
9、2无线模块153.3 TFT彩屏模块163.4 SD卡模块173.5 触屏模块193.6 语音模块193.7 电源模块213.8 温度传感器模块213.9 串口模块22第四章 软件的设计234.1 开发调试工具234.2 软件调试244.2.1 移动端硬件驱动程序244.2.2 接收端硬件驱动程序304.2.2 上位机程序设计33第五章 系统调试分析425.1 移动端调试425.2 移动端和接收端联调435.3 系统联调44第六章 总结45参考文献46致 谢47附 录48第一章 绪论 1.1研究背景和意义人类利用无线通信技术的历史已经有几千年了，古时候用的烽火台就是最原始的无线通信。但这时候的
10、无线通信技术还只是处于萌芽阶段，只有到19世纪末意大利人马可尼发明无线电报开始，人类才真正开始大规模地利用无线通信技术。近数十年来随着计算机技术和电子技术的发展，无线通信技术更是以日新月异的速度向前发展，它也成为了通信领域的一个重点研究方向。现代的无线通信技术是建立在硬件电路的基础上的，因此微电子技术的发展直接制约着无线通信技术的发展1。回顾集成电路的发展历程，我们可以看到，自发明集成电路至今40多年以来，“从电路集成到系统集成”这句话是对IC产品从SSI（Small Scale Integrated小规模集成电路）到VLSI（Very Large Scale Integrated超大规模集成
11、电路）今天特大规模集成电路发展过程的最好总结，即整个集成电路产品的发展经历了从传统的板上系统（System-on-board）到片上系统（System-on-a-chip）的过程。随着集程度的提高，芯片的体积能耗和成本在逐步降低，这也使电子产品向便携式和低端市场发展。虽然微电子的发展历史已经有半个多世纪，但是射频芯片的发展却是近几年的事。从分类上来看，射频芯片属于专用集成电路。目前国际上有很多专门生产射频芯片的公司，例如Nordic公司和Chipcon公司。这些芯片一般工作在免费频段，采用专门的调制解调技术，内部集成了很多电路。像Nordic公司的NRF24L01芯片，它是单片射频收发芯片，工
12、作于2.42.5GHz ISM（Industry Science medicine，工业、科学、医学）频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以-5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接收时工作电流只有18mA，多种低功率工作模式，节能设计更方便。其DuoCeiverTM技术使NRF24L01可以使用同一天线，同时接收两个不同频道的数据。无线电子点菜系统是无线通信技术的一个典型应用。近些年来，随着人民生活水平的提高和生活方式的转变，餐饮业具有巨大的投资市场，被称为中国的黄金产业。人们在消费过程中对服务质
13、量也有了更高的要求，同时餐馆之间的激烈竞争也促进了无线通信技术在餐饮业中的应用。无线电子点菜系统的目的就是利用最先进的2.4G RF无线通信技术、嵌入式移动数据库技术以及触摸屏的掌上电脑技术, 实现餐饮业的全面数字化，降低人工费用。无线电子点菜系统能够进一步提高餐厅档次、提高点菜效率，而且具有结账、更新菜单、实时查看账单等功能，而且能够有效避免人为错误、避免跑单、实时查看餐馆收益情况、提供查看诸如今日流水账这样的统计信息等，用数字化的手段来革新餐饮行业,优化业务流程,为每位客户提供更优质的服务，实现餐厅利润的最大化而又不至于成本过高,是餐饮行业向信息化发展的一个重要标志。由于使用无线技术通信，
14、可以不用进行复杂的布线，这也大大降低了餐馆的建设成本，减少了对线路维护的开支。同时，无线通信设备的可移动性也使服务员随时可以和吧台联系。无线电子点菜系统基于目前很热门的技术嵌入式技术，依托一定的硬件平台。因此微电子技术的发展对系统的性能有很大的限制，目前微电子技术已经发展到了SOC（System On Chip，片上系统），集成度获得了极大的提高。同时，芯片的价格，体积和能耗进一步降低，这些都使无线电子点菜系统向移动化和大众化方向发展。可以说，随着微电子技术的进一步发展，无线电子点菜系统仍然有很大的发展空间。1.2 论文的研究目标本设计主要是用一个主控模块控制外围器件使其协调工作，初步决定通信
15、方式使用单工方式，先实现其功能，即多个从机只向主机发送信息，主机不返回任何信息，可制作一个移动端（发送端）和一个连接电脑的接收端进行演示。其基本功能应包括：1.移动端能进行菜单显示，利用触屏等方式输入信息；2.点菜过程中需要有一定的交互，例如进行语音提示；3.移动端在点菜完毕后利用预定的协议打包发送数据，连接电脑的接收端实时接收数据并解码，再利用串口传送至电脑，电脑上位机程序最后进行相应操作，完成一次点单过程。对于后期产品功能初步实现后再考虑半双工的通信方式，进行实时数据更新、点单反馈等更人性化的操作。1.3内容安排本文是对无线电子菜谱系统系统设计及实现进行了深入的研究，全文共分为六章，各章节的内容安排如下：第一章 介绍了本文的研究背景和各章节的内容安排情况。第二章 先介绍了系统总体的结构，然后对每个模块进行选型，并对所使用的芯片及其原理进行了简单的介绍。第三章 在上一章的基础上设计自己的硬件平台，详细介绍了平台的组成部分和各自的功能。第四章 主要介绍了移动端、接收端和上位机软件方面的设计。第五章 主要讲了系统调试方面所遇到的问题，以及对该问题的分析，并提出解决方法。第六章 对本次的设计工作进行了总结，包括所思、所感、所得等。99第二章 系统总体方案设计与论证2.1 系统组成根据对本系统基本功能的理解，可为
