胡立君 林徐 孫立品 秦子飛

摘要：每個(gè)學(xué)校的學(xué)生都很多，特別是大學(xué)，從而對每個(gè)學(xué)校產(chǎn)生了一種人口經(jīng)濟(jì)壓力，人口經(jīng)濟(jì)壓力的一種體現(xiàn)就是消費(fèi)的需求急速上漲，最直接也最具體的體現(xiàn)就是每次食堂吃飯時(shí)人都很多，學(xué)生吃完飯后，所留下的空盤子放在桌子上，這樣就會造成一種資源占用。食堂的工作人員收空盤子的速度是有效的且人口成本也是很高的。本團(tuán)隊(duì)本著減少食堂商家成本，維護(hù)學(xué)生利益的基本點(diǎn)出發(fā)，從而由此得到靈感，萌發(fā)出了快捷收盤小車這一智能設(shè)備。本小車不僅可以應(yīng)用于食堂，亦可應(yīng)用于各種大型的餐飲行業(yè)。由物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的ZigBee技術(shù)支持，我們團(tuán)隊(duì)在本校食堂進(jìn)行試點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： ZigBee;自動收盤小車;物聯(lián)網(wǎng)

1、快捷收盤小車的背景分析

餐飲行業(yè)的發(fā)展，需要大量的人力成本，我們團(tuán)隊(duì)為了使商家獲取更多的利潤，減少人口成本，適應(yīng)社會人工智能時(shí)代的發(fā)展，于2017年開展快捷收盤小車項(xiàng)目的研究。2013年3月4日，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃（2012年-2030年）》，指出三網(wǎng)融合，云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)提出了巨大挑戰(zhàn)等相關(guān)信息。從國家這幾年的政策來看，中國正迎來前所未有的巨大機(jī)遇，中國的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展正大步前進(jìn)。不僅是國家核心技術(shù)的發(fā)展，而且還包括著民用技術(shù)的發(fā)展。我們認(rèn)為餐飲行業(yè)也應(yīng)該邁進(jìn)智能化時(shí)代，要讓服務(wù)更加智能。正是有了需求，我們團(tuán)隊(duì)才來研究這個(gè)項(xiàng)目的。

1.1 提高商家利潤，使廣大的消費(fèi)者更加滿意

傳統(tǒng)的餐飲行業(yè)中需要大量的人，也就會從商家的營業(yè)額中拿走一部分來提供人工成本，人工成本就是企業(yè)所支出的薪酬福利以及人力資源職能這兩個(gè)方面的成本，在上面，我已經(jīng)說過每個(gè)大學(xué)的學(xué)生都很多，食堂就會面臨著巨大的承載壓力，從而人工成本就會增加，利潤減少。這對于商家來說是極為不利的。我們可以簡單用圖1來看出人工成本的影響因素：

根據(jù)我們查閱的相關(guān)資料，人工成本在餐飲行業(yè)中的比例是2070-4070的，2008年新的勞動實(shí)施后，企業(yè)的用工成本較過去有所上升，人工成本在餐飲業(yè)成本中占有更大的比重，這也是我們團(tuán)隊(duì)提出研究快捷自動收盤小車的動機(jī)之一，節(jié)約企業(yè)成本，增加企業(yè)的利潤。

人的勞動強(qiáng)度是有限的，相比于機(jī)器，人還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上的。人是一種感性動物，在反復(fù)執(zhí)行一種操作后，會感到累、厭煩，從而將會影響工作效率，不可避免的會產(chǎn)生一些突發(fā)情況。尤其是在餐飲行業(yè)，當(dāng)顧客特別多時(shí)，員工特別累，就會有厭煩和不滿等消極情緒。這些消極情緒或多或少的都會影響員工的工作效率，而在餐飲行業(yè)，工作的對象就是顧客，一旦工作上出現(xiàn)失誤，就會侵犯顧客的利益，引起顧客的不滿。而機(jī)器人就克服了人的這一弱點(diǎn)，更快更好地為顧客服務(wù)。我們團(tuán)隊(duì)所研究的快捷收盤小車就是用來彌補(bǔ)人的這一缺陷的一次嘗試，從而會使顧客感到滿意，提高商家的營業(yè)利潤。

1.2 人工智能技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)中的ZigBee技術(shù)的相對成熟

人工智能是一種企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方法做出反應(yīng)的智能機(jī)器。首先他是一種能夠產(chǎn)生出智能的一個(gè)智能機(jī)器，我們團(tuán)隊(duì)研制出的快捷收盤小車就是一種機(jī)器。從下面的一張圖中我們可以知道人工智能的發(fā)展歷程：

與此圖相對應(yīng)就是人工智能技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，我們以人機(jī)博弈為例用表1來闡述出人工智能的實(shí)際應(yīng)用發(fā)展：

按照人工智能的歷程，它正處在爆發(fā)階段。本校的人工智能的一個(gè)優(yōu)勢就是機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展相對全省同類院校較成熟，我們學(xué)校有一個(gè)專門基于人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的機(jī)器人工程學(xué)院，在2018年安徽省機(jī)器人大賽中我校學(xué)子喜獲佳績，本校機(jī)器人工程學(xué)院分別在機(jī)械臂挑戰(zhàn)賽、人形避障等4個(gè)賽項(xiàng)上參與角逐，最終取得一等獎一個(gè)，三等獎三個(gè)的好成績。其中，由王春玲老師指導(dǎo)的“TZC”隊(duì)，在“輪式機(jī)器人停車購物”賽項(xiàng)中榮獲一等獎，這也是本次大賽“輪式機(jī)器人停車購物”賽項(xiàng)中唯一的一等獎。

同樣是基于人工智能技術(shù)的智能車，我校在第十二屆“恩智浦”杯智能車安徽賽區(qū)中榮獲佳績，我們學(xué)校還有一支專業(yè)的智能車比賽和機(jī)器人比賽培訓(xùn)的師資隊(duì)伍。有了這些強(qiáng)力的后盾，我們的團(tuán)隊(duì)在研發(fā)快捷收盤小車的征途中如虎添翼。

在我的團(tuán)隊(duì)中有兩個(gè)成員是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，在我們小車中運(yùn)用到了zigbee技術(shù)，ZigBee是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的一個(gè)分支，隨著我國物聯(lián)網(wǎng)正進(jìn)入發(fā)展的快車道，ZigBee也正逐步被國內(nèi)越來越多的用戶接受，ZigBee技術(shù)也己在部分智能傳感器場景中進(jìn)行了應(yīng)用。如在北京地鐵9號線隧道施工過程中的考勤定位系統(tǒng)便采用的是ZigBee，ZigBee取代傳統(tǒng)的的RFID考勤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無漏讀、方向判斷準(zhǔn)確、定位軌跡準(zhǔn)確和可查詢，提高了隧道安全施工的管理水平。

據(jù)中國電信副總工程師靳東濱介紹，預(yù)計(jì)到2015年國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將達(dá)到7500億元，年復(fù)合增長率超過30%。智慧城市建設(shè)成為運(yùn)營商推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的重要落腳點(diǎn)。此外，工業(yè)和信息化部和財(cái)政部己設(shè)專項(xiàng)資金用以支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

1.3 應(yīng)對特殊情況，分擔(dān)員工壓力

餐飲行業(yè)在飯點(diǎn)的時(shí)候往往顧客會很多，員工的工作量會增大，員工就會感到疲倦，就我們學(xué)校的實(shí)際情況來看，每次中午吃飯的時(shí)候，人就會很多，空盤子就會占著位置，占了不必要的資源，而食堂阿姨的速度有限，不可能一瞬間就將桌子上的空盤子全部收走，快捷收盤小車應(yīng)運(yùn)而生。

2、快捷收盤小車研究與應(yīng)用探索中出現(xiàn)的問題

2.1 快捷收盤小車實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)難題

所要解決的問題是如何使小車像人一樣發(fā)現(xiàn)空盤子（定位）、到達(dá)目標(biāo)所在位置，最后回收空盤子。在這三個(gè)過程中，最突出的問題就是如何實(shí)現(xiàn)定位，我們不可能像手機(jī)定位一樣，在小車和目標(biāo)所在位置裝一個(gè)GPS模塊，然后利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)定位，在中國，還沒有達(dá)到那樣的技術(shù)程度，況且這對于做小本生意的企業(yè)家成本也是很高的。

2.2 快捷收盤小車的維修與保養(yǎng)費(fèi)用高

快捷收盤小車是一種智能化設(shè)備，是一種集合人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合應(yīng)用?？茖W(xué)技術(shù)成分所占比例較高，這也就意味著如果他出了故障就需要高端技術(shù)人才來對其進(jìn)行修復(fù)，這樣不可避免的對我們造成了更多的服務(wù)費(fèi)用，增加了成本。在創(chuàng)業(yè)初期，這會對我們創(chuàng)業(yè)造成一定的困難?？旖菔毡P小車在使用過程中會受到損耗和傷害，這些傷害主要來自于機(jī)器自身損耗，電線老化和人為破壞等。我們在進(jìn)行售后服務(wù)的保修費(fèi)用將會大幅度提高，這對于創(chuàng)業(yè)初期的發(fā)展是不利的。我們團(tuán)隊(duì)的專業(yè)雖然是屬于計(jì)算機(jī)這一大類的，但是我們的知識與技能暫時(shí)是有限的，在解決小車的基本故障應(yīng)該是沒有問題的，但是如果小車的故障很棘手，我們團(tuán)隊(duì)就不得不聘請一些專業(yè)技術(shù)人才來對我們進(jìn)行援助，這無疑提高了創(chuàng)業(yè)成本。

2.3 快捷收盤小車功能單一

我們團(tuán)隊(duì)研發(fā)出的智能車的功能只能實(shí)現(xiàn)回收空盤子的能力，這樣只是一種單一方面的功能，這對于我們雖說是降低了研制成本，但是也失去了推廣優(yōu)勢。大學(xué)生在學(xué)校中要學(xué)會一種具有某一方面的優(yōu)秀因素，只有這樣在就業(yè)中才會增加你被錄取的可能性。同理而言，一個(gè)產(chǎn)品也要具有自己的特點(diǎn)才能被其他公司喜愛并最終采用。功能單一對于我們產(chǎn)品的推廣造成了一定困難。

3、快捷收盤小車探索中存在問題的解決方案

3.1 針對小車定位技術(shù)問題的解決

在小車定位技術(shù)中，我們采用ZigBee技術(shù)，我們用一個(gè)流程圖來說清楚定位技術(shù)的解決過程，如圖3：

3.1.1 盲點(diǎn)終端的設(shè)計(jì)

盲點(diǎn)終端設(shè)備是內(nèi)嵌在餐桌上的，平常處于睡眠狀態(tài)，只有通過一個(gè)按鈕才能將它喚醒，盲點(diǎn)設(shè)備在喚醒時(shí)就會對小車發(fā)出信號，讓小車到他身邊來進(jìn)行工作。常見的盲點(diǎn)終端設(shè)備主要是由四大部分組成的，CPU是核心組件，高容電池負(fù)責(zé)能源供給，此外還有聲光報(bào)警體系以及各種操作指示燈。與往常的終端設(shè)備不一樣的是我們研制出的設(shè)備可以暫且不考慮能源不夠的情況。我們對于CPU的選擇是本著功耗低，性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。

3.1.2 固定節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

在ZigBee系統(tǒng)中與桌子上所內(nèi)嵌的盲點(diǎn)終端設(shè)備相對應(yīng)的是相應(yīng)場所可以周期性向盲點(diǎn)終端和協(xié)調(diào)器發(fā)射通信信號的設(shè)備，這種設(shè)備被稱為節(jié)點(diǎn)，它是固定不變的，所以被稱為固定節(jié)點(diǎn)。我們所采用的固定節(jié)點(diǎn)的處理器是CC2431，這一處理器的優(yōu)點(diǎn)在于基本不需要其他外在輔助原件就可以正常工作了，簡化了固定節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)組成。

3.1.3 協(xié)調(diào)器的設(shè)計(jì)

空盤子定位要依靠盲點(diǎn)終端、固定節(jié)點(diǎn)以及協(xié)調(diào)器共同發(fā)揮作用來實(shí)現(xiàn)的，這三者缺一不可。協(xié)調(diào)器是內(nèi)置在小車上的，因此它的設(shè)計(jì)也是個(gè)重點(diǎn)。協(xié)調(diào)器在定位過程中的作用是接受由固定節(jié)點(diǎn)和盲點(diǎn)終端發(fā)送的信號，并且依據(jù)定位程序處理接受到的數(shù)據(jù)信息，得到定位信息發(fā)送給基站。

3.1.4 ZigBee定位系統(tǒng)的測試

我們團(tuán)隊(duì)在本校第一食堂三樓進(jìn)行了測試，測試前，我們先檢查了電源線是否正確連接并且接通電源，按照要求正確安裝設(shè)備，依據(jù)ZigBee系統(tǒng)組成或依次設(shè)定好地面控制中心、傳輸基站、定位分站等，地面控制中心用電腦代替，定位分站的無線收發(fā)數(shù)據(jù)板將低頻的加密數(shù)據(jù)載波信號經(jīng)發(fā)射天線向外發(fā)送，桌子上的盲點(diǎn)終端、食堂三樓的固定節(jié)點(diǎn)以及小車上的協(xié)調(diào)器都處在低頻的發(fā)射天線工作區(qū)域，由于協(xié)調(diào)器和盲點(diǎn)終端都有開關(guān)控制，所以仍未被喚醒，固定節(jié)點(diǎn)則也未被其他兩個(gè)節(jié)點(diǎn)喚醒。只有當(dāng)盲點(diǎn)終端被喚醒之后，信號就會被固定節(jié)點(diǎn)接受，通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)經(jīng)固定節(jié)點(diǎn)接受、放大并處理后向外廣播，被近處的協(xié)調(diào)器接受傳到小車控制器，快捷收盤小車做出行為動作，完成相關(guān)指令。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果最終表明，ZigBee定位系統(tǒng)準(zhǔn)確快速，也就是ZigBee技術(shù)完全可以被應(yīng)用到我們的快捷收盤小車上。

4、結(jié)語

經(jīng)過全面的系統(tǒng)檢測，結(jié)果顯示ZigBee技術(shù)是我們團(tuán)隊(duì)快捷收盤小車成功生成和正常運(yùn)作的一項(xiàng)核心技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)成本功耗低、定位準(zhǔn)確、抗干擾性強(qiáng)。在餐飲行業(yè)這個(gè)人流量特別大的和嘈雜的環(huán)境中能夠正常定位、實(shí)現(xiàn)快捷收盤小車定位然后自動回收空盤子的功能。

當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18-24個(gè)月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。在這種發(fā)展情況下，餐飲行業(yè)應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，采用我們團(tuán)隊(duì)研制出的快捷收盤小車。

餐飲行業(yè)要趁著人工智能技術(shù)的發(fā)展，迅速的將科技成果運(yùn)營到自己的企業(yè)中去。我相信我們的快捷收盤小車產(chǎn)品在未來將會被越來越多的公司所采用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉少波，基于Zigb ee技術(shù)的煤礦井下人員定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].軟件開發(fā)與應(yīng)用，430068

[2]張奎，人力資源管理中的數(shù)據(jù)分析[J]，管理論壇，332500

[3]G.Michael Schneider，“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論（第5版）》[M].9787302232964

[4]羅素（Stuart J.Russell）、諾維格（Peter Norvig），譯者是殷建平、祝恩、劉越、陳躍新，《人工智能：一種現(xiàn)代的方法（第3版）》 [M]. 9787302331094