吳煌達(dá)++成運(yùn)

摘要：針對(duì)餐飲服務(wù)的需求，設(shè)計(jì)了基于瑞薩處理器的無線低功耗收發(fā)系統(tǒng)。系統(tǒng)以瑞薩RL78系列單片機(jī)作為主處理器，以Si4432作為無線通信模塊，實(shí)現(xiàn)了無線收發(fā)的功能。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有成本低，功耗小，通信可靠的特點(diǎn)，可滿足餐飲服務(wù)的需求。

關(guān)鍵詞：無線抄表；瑞薩RL78；低功耗

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）09-0120-03

Research on Wireless Call System Based on Restaurant Service

WU Huang-da， CHEN Yun

（Department of Information Science and Engineering， Hunan Institute of Humanities Science and Technology， Loudi 417000， China）

Abstract： According to the demand of restaurant service， a low-power wireless receiving and dispatching system based on Renesas processor is designed. It selected Renesas RL78 as the main control processor and Si4432 as the wireless communication module， test were implemented with the designed module. The field test results show that， the system has the advantages of low cost， low power consumption and reliable communication ability， which can meet the demand of restaurant service.

Key words： Wireless receiving and dispatching； Renesas RL78； low power consumption

在我們這個(gè)“食文化”高度發(fā)達(dá)飛國度里，餐飲毋容置疑地成為第一大傳統(tǒng)行業(yè)。然而，正是這個(gè)歷史悠久、規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)，卻也是信息化程度最慢和最低的產(chǎn)業(yè)之一。至今為止，絕大多數(shù)餐飲業(yè)的經(jīng)營方式仍停留在“一張紙、一支筆、老板喊破嗓子，員工跑斷腿”的境地。很多餐飲場(chǎng)所仍然是老舊的“顧客大聲招呼，服務(wù)員跑桌服務(wù)”模式，不但影響他人的用餐環(huán)境，同時(shí)會(huì)使服務(wù)員手忙腳亂，大大降低了服務(wù)質(zhì)量。在餐飲信息化改造之中，無線點(diǎn)單及相關(guān)服務(wù)，無疑成為其核心內(nèi)容，也是餐飲業(yè)進(jìn)行信息化改造的必由之路[1-2]。根據(jù)這一情況，本文設(shè)計(jì)一個(gè)餐飲無線呼叫系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)員的遠(yuǎn)程呼叫并傳達(dá)“點(diǎn)單”、“買單”、“其他服務(wù)”等等所需的服務(wù)信息。收到信息后，服務(wù)員（或總臺(tái)）便立刻知道是幾號(hào)桌需要什么服務(wù)，故可以從容安排。通過對(duì)餐飲服務(wù)的信息化改造，可以實(shí)現(xiàn)餐飲服務(wù)的低成本和高效性，促進(jìn)餐飲行業(yè)的發(fā)展[3]。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文將餐飲服務(wù)的無線呼叫系統(tǒng)分為主機(jī)和從機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。從機(jī)用于發(fā)送信息，主機(jī)接收信息。顧客根據(jù)需要經(jīng)過操作從機(jī)向服務(wù)中心發(fā)送信息，主機(jī)處理好從機(jī)的信息，做出相應(yīng)的服務(wù)。為了達(dá)到本設(shè)計(jì)的目的，根據(jù)本設(shè)計(jì)中的信息進(jìn)行存儲(chǔ)與顯示等功能的要求，給出了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的整體框圖，分別是電源模塊，無線通信模塊，主控模塊，LCD顯示模塊，鍵盤模塊等。接收部分和發(fā)送部分的相應(yīng)模塊方框圖如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 RL78/G13模塊設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)硬件時(shí)，由瑞薩RL78/G13系列的MCU作主控芯片，通過其控制Si4432芯片的發(fā)送和接收。RL78G13內(nèi)帶有4KBRAM和64KB的Flash，含有豐富的外圍模塊（包括串口，SPI等）。針對(duì)本通信系統(tǒng)，可以完成基本的控制要求，不需要添加其他存儲(chǔ)芯片。本文的設(shè)計(jì)中，外圍的無線通信模塊Si4432通過SPI口與RL78G13連接，電路簡單且干擾小[4]。

2.2 Si4432無線模塊設(shè)計(jì)

Si4432集成度高，并且所需的外部電路少，只需要最基本的外部30M晶振和天線開關(guān)組成無線收發(fā)模塊。為了更好完成收發(fā)的效果，必須嚴(yán)格按照Si4432的數(shù)據(jù)手冊(cè)提供的參數(shù)選型。

通過SPI接口完成對(duì)Si4432的初始化配置、讀寫數(shù)據(jù)、訪問FIFO等操作。使用4線SPI，即SDO、SDI、SCLK和nSEL數(shù)據(jù)輸出；SDI用于數(shù)據(jù)輸出；SCLK時(shí)鐘輸入；nSEL作為片選信號(hào)，只有片選信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)Si4432的操作才有效。此外，可以通過配置GPIO_0和GPIO_1引腳來設(shè)置天線的開關(guān)前段的電路采用G4J，其VC1和VC2分別接Si4432的GPIO_0和GPIO_1引腳。NIRQ引腳可以用來判斷是否有中斷，這樣就可以利用這一功能來判斷是否有信息待處理[5]。通過這款交叉開關(guān)實(shí)現(xiàn)天線發(fā)送和接收的自動(dòng)切換功能，從而實(shí)現(xiàn)一定距離的無線通訊。具體設(shè)計(jì)電路圖如下圖3所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 軟件設(shè)計(jì)思路

把系統(tǒng)分為主機(jī)和從機(jī)兩部分，更加直觀地把各部分程序展示出來。其中主機(jī)部分為信息的接收端，天線接收信息并且通過SI4432傳入MCU主控芯片。MCU判斷信息后，分別給LCD顯示屏和LED發(fā)出相應(yīng)指令，LCD顯示屏和LED按照相應(yīng)指令做出顯示，來提醒前臺(tái)（或服務(wù)員）顧客需要的服務(wù)。從機(jī)是信息的發(fā)送端，顧客需要什么服務(wù)，通過按鍵的方式來實(shí)現(xiàn)自己的要求。MCU根據(jù)顧客的按鍵信息判斷具體的服務(wù)內(nèi)容，然后發(fā)送信息。當(dāng)主機(jī)接收到信息并且確認(rèn)信息后，從機(jī)的LED會(huì)做出指示，提醒顧客，信息發(fā)送成功[6]。

3.2主機(jī)程序流程圖

主機(jī)是信息的接收端，是處理從機(jī)發(fā)來的信息的一端。整個(gè)系統(tǒng)先對(duì)LED、LCD、SI4432和MCU進(jìn)行初始化設(shè)置。在接收到信號(hào)后，LCD顯示屏顯示需求服務(wù)，第一行顯示桌號(hào)，第二行顯示需要的服務(wù)內(nèi)容。LED也會(huì)閃爍來提醒前臺(tái)（或服務(wù)員）顧客需要服務(wù)。當(dāng)確認(rèn)服務(wù)具體內(nèi)容后，按下確認(rèn)鍵，LED停止閃爍，LCD清屏，主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)，隨時(shí)處理再發(fā)送來的信息[7][8]。

下面為主機(jī)程序：

void rx（void）

{unsigned_char i；

rx_length = spi_rw_reg（0x4b，0x00）；//讀取和獲得接收數(shù)據(jù)的長度

SCK = 0；

nSEL = 0；

spi_rw_burst（0x7f）； //寫入發(fā)送隊(duì)列的地址

for（i=0；i

{

rx_data[i] = spi_rw_burst（0x00）； //從接收隊(duì)列中讀取接收的數(shù)據(jù)

}

nSEL = 1；

spi_rw_reg（0x07|0x80，0x01）； //進(jìn)入準(zhǔn)備模式

}

3.3從機(jī)程序流程圖

從機(jī)是信息的發(fā)送端，顧客需求的信息從這里處理后發(fā)送到主機(jī)。在沒有需要的信息發(fā)送時(shí)，從機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，對(duì)SI4432、LED、MCU進(jìn)行初始化設(shè)置。當(dāng)有按鍵按下，代表需要向主機(jī)發(fā)送信息。發(fā)送按鍵信息前先進(jìn)行判斷，信息判斷后再確認(rèn)是否發(fā)送成功。如果信息發(fā)送成功，LED將有相應(yīng)提示，之后再進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)[9]。從機(jī)的流程圖如下圖5所示。

圖5 系統(tǒng)主函數(shù)流程圖

下面為從機(jī)進(jìn)入發(fā)送模式的程序：

void tx（unsigned_char tx_length， unsigned_char data[]）

{

unsigned_char i；

spi_rw_reg（0x05|0x80，0x04）； //數(shù)據(jù)包發(fā)送中斷

spi_rw_reg（0x3e|0x80，tx_length）； //設(shè)置發(fā)送信息的長度

for（i=0；i

{

spi_rw_reg（0x7f|0x80，data[i]）；//發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)入發(fā)送隊(duì)列

}

spi_rw_reg（0x07|0x80，0x09）； //進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)并且從發(fā)送隊(duì)列中發(fā)送數(shù)據(jù)，最低位“xton”設(shè)置成：當(dāng)完成發(fā)送后回到準(zhǔn)備模式

}

4 系統(tǒng)測(cè)試

將程序下載入呼叫終端中，對(duì)整個(gè)硬件所要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證其是否可以完成按鍵操作，LED和LCD顯示屏是否可以顯示有效信息。從機(jī)能否發(fā)出有效信息，主機(jī)能否在一定條件下接收到從機(jī)發(fā)來的信息，并且做出相應(yīng)的信息表達(dá)。

需要用到的設(shè)備：EZ-CUBE 一個(gè)、USB電纜一根、8個(gè)引腳的目標(biāo)線纜一根、電腦一臺(tái)（有USB接口）和軟件。主機(jī)和從機(jī)之間的設(shè)置如下，從機(jī)設(shè)置在飯店服務(wù)臺(tái)接收數(shù)據(jù)，主機(jī)設(shè)置在距服務(wù)臺(tái)10m、20m、30m處的餐桌不斷發(fā)送數(shù)據(jù)。每個(gè)位置發(fā)送數(shù)據(jù)500次，記錄成功接收的次數(shù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表1所示。

5結(jié)束語

本文以瑞薩單片機(jī)為基礎(chǔ)搭建了基于餐飲服務(wù)的軟硬件平臺(tái)。采用低功耗的瑞薩RL78 MCU作為主控芯片，通過其控制Si4432實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)的發(fā)送和接收。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件設(shè)計(jì)，給出了主程序和從程序以及流程圖。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)在餐廳等環(huán)境下能夠可靠進(jìn)行通信，能夠滿足餐飲服務(wù)的需求。

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