楊哲

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式技術(shù)開(kāi)始在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中應(yīng)用起來(lái)，例如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、環(huán)境工程、水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理以及餐廳點(diǎn)菜等不同的領(lǐng)域。其中和人們?nèi)粘Ｉ盥?lián)系最為緊密的就是餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)。因此本文在ARM的基礎(chǔ)上對(duì)無(wú)線餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)進(jìn)行了分析和討論，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)的移植與實(shí)現(xiàn)等進(jìn)行了分析，希望通過(guò)本文的研究來(lái)實(shí)現(xiàn)手持終端點(diǎn)菜和服務(wù)器端確認(rèn)菜單的功能。

【關(guān)鍵詞】ARM;無(wú)線餐廳;點(diǎn)菜系統(tǒng)

Abstract：With the rapid development of science and technology，embedded technology began to be applied in various industries and fields，such as agricultural production activities，environmental engineering，water quality monitoring management and restaurant order and other different fields，which is the most closely related to People's Daily life is the restaurant order system Therefore，this paper analyzes and discusses the wireless restaurant order system on the basis of ARM，analyzes the design of the system，the transplantation and implementation of the embedded system，and hopes to realize the function of handheld terminal order and server confirmation menu through the research of this paper.

Keywords：ARM Wireless restaurant Order system

前言

隨著嵌入式技術(shù)在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，嵌入式芯片的種類和作用越來(lái)越多，但是其體積在不斷的縮小，功能在不斷的增強(qiáng)，耗能也在不斷的降低。各種嵌入式操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性越來(lái)越高，可以在更多的硬件設(shè)備中應(yīng)用起來(lái)。嵌入式開(kāi)發(fā)軟件也越來(lái)越多，功能也越來(lái)越齊全，滿足了社會(huì)中各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)的需求。而本文中所研究的ARM的無(wú)線餐廳點(diǎn)餐系統(tǒng)就是在嵌入式技術(shù)發(fā)展的前提下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，嵌入式無(wú)線餐廳點(diǎn)餐系統(tǒng)不僅可以幫助餐廳節(jié)約了成本，吸引了消費(fèi)者，同時(shí)還大大的提高了服務(wù)質(zhì)量，對(duì)餐廳的品牌形象進(jìn)行了塑造，充分的滿足了消費(fèi)者的消費(fèi)心理。

一、相關(guān)技術(shù)介紹

（一）ARM介紹

ARM技術(shù)的全稱是進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集機(jī)器，是一個(gè)32位的精簡(jiǎn)指令集的處理器結(jié)構(gòu)，也會(huì)有16位的指令集。最早是由ACORM公司推出的。一般情況下，在ARM處理器中有37個(gè)寄存器，其中有31個(gè)是通用寄存器，6個(gè)是狀態(tài)寄存器，通用寄存器主要有程序計(jì)數(shù)器組成，狀態(tài)寄存器主要是用于標(biāo)識(shí)CPU和程序的狀態(tài)。其應(yīng)用范圍非常廣，根據(jù)相關(guān)資料顯示，在很多移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)中ARM處理器所占的比重非常高，其被應(yīng)用在無(wú)線通訊、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、工業(yè)控制和電子產(chǎn)品中。因此可以說(shuō)，ARM技術(shù)在未來(lái)的市場(chǎng)發(fā)展中有著非常廣泛的空間和價(jià)值。

（二）無(wú)線餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)介紹

無(wú)限餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)，主要是通過(guò)客人點(diǎn)菜形成的初步菜單，之后通過(guò)無(wú)線途徑來(lái)把菜單的相關(guān)信息通發(fā)送到后廚。無(wú)線餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)的出現(xiàn)可以在很大的程度上方便點(diǎn)菜、加菜、退菜和結(jié)賬服務(wù)，不僅節(jié)約了人工的成本，同時(shí)還提高了餐廳的服務(wù)質(zhì)量和工作效率，有著非常廣闊的研究?jī)r(jià)值和意義。而無(wú)線餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)其中最為明顯的就是應(yīng)用了嵌入式系統(tǒng)和相關(guān)的設(shè)備。

而嵌入式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)包括：1）使用了專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2）嵌入式系統(tǒng)對(duì)環(huán)境有一定的要求;3）嵌入式系統(tǒng)有著比較長(zhǎng)的生命周期和實(shí)時(shí)性、可靠性;4）嵌入式系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)軟件代碼的固化;5）嵌入式系統(tǒng)需要滿足于對(duì)象系統(tǒng)的控制需求并且還需要有專業(yè)的開(kāi)發(fā)工具和方法才可以實(shí)現(xiàn)其功能和價(jià)值[1]。

二、無(wú)線餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)功能性需求分析

在本文研究的無(wú)線餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)中主要包括了點(diǎn)菜系統(tǒng)和后臺(tái)管理系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)。其中點(diǎn)菜系統(tǒng)的主要作用包括了客戶所點(diǎn)的菜單信息的呈現(xiàn)、用戶點(diǎn)菜和后期的自動(dòng)結(jié)賬;而后臺(tái)管理系統(tǒng)包括了原材料信息、菜品的信息管理和員工消費(fèi)者信息的管理、以及餐廳營(yíng)業(yè)情況的統(tǒng)計(jì)分析等功能[2]。

第一，菜單、桌臺(tái)、拼音碼;無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)在使用之前需要下載相應(yīng)的菜單和桌臺(tái)信息以及拼音輸入法。在設(shè)備的開(kāi)機(jī)界面通過(guò)功能鍵來(lái)下載所需要的相關(guān)信息，在下載成功之后，系統(tǒng)會(huì)提示通訊成功。

第二，點(diǎn)餐;在開(kāi)臺(tái)成功之后，系統(tǒng)會(huì)跳轉(zhuǎn)到點(diǎn)餐界面，這時(shí)可以進(jìn)行點(diǎn)餐;這時(shí)候界面會(huì)進(jìn)入到餐廳菜譜信息界面，里面包括了菜品的名稱、材料、配料和價(jià)位，以及選擇按鈕，客戶只需要點(diǎn)擊菜品后面的選擇按鈕，系統(tǒng)就會(huì)彈出來(lái)菜品相關(guān)的功能選擇，如口味的調(diào)整、配料的選擇等等;之后再輸入菜品的數(shù)量，點(diǎn)擊“加入”菜品就會(huì)進(jìn)入到系統(tǒng)相應(yīng)桌臺(tái)好的儲(chǔ)備庫(kù)中，之后客戶再進(jìn)行其他菜品的點(diǎn)餐;最后在點(diǎn)餐完畢之后，點(diǎn)擊界面最下方的點(diǎn)餐，菜單信息就會(huì)進(jìn)入到后臺(tái)系統(tǒng)管理中。

第三，修改菜品數(shù)量和信息;在還沒(méi)有點(diǎn)擊點(diǎn)餐的菜品是可以隨時(shí)進(jìn)行修改的，如選中所要編輯的菜品，通過(guò)上下鍵來(lái)更改菜品的數(shù)量和信息，在確定之后按下確定按鈕，就可以完成菜品的修改。

第四，申請(qǐng)結(jié)賬;在功能界面下方選擇申請(qǐng)結(jié)賬選項(xiàng)，客戶手中的手持終端設(shè)備會(huì)把申請(qǐng)結(jié)賬的命令發(fā)送到吧臺(tái)服務(wù)器中，吧臺(tái)服務(wù)器中會(huì)自動(dòng)彈出相關(guān)桌臺(tái)申請(qǐng)結(jié)賬的請(qǐng)求，在吧臺(tái)人員進(jìn)行信息核對(duì)之后會(huì)向終端設(shè)備上發(fā)送用餐價(jià)格的詳單，在客戶確認(rèn)無(wú)誤之后，點(diǎn)擊確認(rèn)進(jìn)入到結(jié)算系統(tǒng)中，這時(shí)候客戶可以選擇結(jié)賬的方式，并進(jìn)行賬務(wù)的結(jié)算工作[3]。

第五，評(píng)價(jià);在申請(qǐng)結(jié)賬完畢之后，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入到服務(wù)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，客戶可以對(duì)餐廳的服務(wù)質(zhì)量，菜品質(zhì)量等等來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià);在評(píng)價(jià)系統(tǒng)中可以設(shè)置多種評(píng)價(jià)模式，一般情況下很多餐廳設(shè)置的是兩種評(píng)價(jià)模式，一種是餐廳列出評(píng)價(jià)內(nèi)容，客戶只需要進(jìn)行滿意、不滿意的選擇就可以;另外一種是客戶自行評(píng)價(jià)模式，客戶可以通過(guò)系統(tǒng)中的手寫面板來(lái)對(duì)餐廳的服務(wù)情況進(jìn)行針對(duì)性和評(píng)價(jià)，在評(píng)價(jià)結(jié)束之后，系統(tǒng)會(huì)把客戶的評(píng)價(jià)信息發(fā)送到后臺(tái)的管理系統(tǒng)中。

（二）系統(tǒng)非功能性需求分析

第一，一般非功能性需求分析;非功能性需求分析，主要指的是除了系統(tǒng)的特定的功能之外的，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的必要的需求。對(duì)于無(wú)線餐廳無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一般分功能性需求包括了以下幾個(gè)內(nèi)容;（1）可用性;此部分主要是指點(diǎn)菜系統(tǒng)和用戶發(fā)生直接性的交互關(guān)系，并且用戶的文化程度和理解能力存在著很大的不同和差異，所以，可用性需要便于不同的客戶進(jìn)行操作，具有很好的理解性，可以直接對(duì)客戶的心理需求進(jìn)行反應(yīng)，還可以讓客戶更好的進(jìn)行操作。（2）實(shí)時(shí)性;主要是指無(wú)線點(diǎn)餐系統(tǒng)中，根據(jù)用戶的實(shí)際需求來(lái)實(shí)現(xiàn)其一定的時(shí)效性，所以需要對(duì)各種信息實(shí)現(xiàn)及時(shí)、有效、精準(zhǔn)的傳遞和反饋。時(shí)效性的實(shí)現(xiàn)是為了提高無(wú)線點(diǎn)餐系統(tǒng)服務(wù)的質(zhì)量和使用價(jià)值。（3）可靠性;因?yàn)楹芏嗖蛷d的客流量非常大，所以，無(wú)線點(diǎn)餐系統(tǒng)需要對(duì)很多不同的、復(fù)雜的信息進(jìn)行處理，并且還要保障這些信息系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和正確性，保障無(wú)線點(diǎn)餐系統(tǒng)中各種信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、安全可靠。

第二，系統(tǒng)安全性需求分析;無(wú)線餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)中的系統(tǒng)安全性需求包括了機(jī)密性、完整性和穩(wěn)定性。其中機(jī)密性主要是指系統(tǒng)需要對(duì)不同客戶的基本信息設(shè)置權(quán)限設(shè)置，涉及到一些高機(jī)密性的數(shù)據(jù)信息只能有級(jí)別達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的管理人員才可以進(jìn)行查閱和獲取，通過(guò)設(shè)置不同的等級(jí)的機(jī)密程度信息來(lái)保護(hù)餐廳數(shù)據(jù)信息的安全。完整性，主要指的是為了防止其被非法修改，對(duì)一些系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份和調(diào)整。在特定的時(shí)間內(nèi)由系統(tǒng)進(jìn)行備份，并對(duì)權(quán)限進(jìn)行設(shè)置。穩(wěn)定性;穩(wěn)定性主要是指系統(tǒng)在無(wú)線點(diǎn)餐系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)的安全性進(jìn)行保障。同時(shí)，還要確保用戶可以隨時(shí)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)和數(shù)據(jù)處理，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)保障，確保系統(tǒng)可以正常的運(yùn)行。

在無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)的功能性需求和非功能性需求中，根據(jù)功能特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的系統(tǒng)分析，為接下來(lái)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)充分的準(zhǔn)備。

（三）系統(tǒng)軟件的總體結(jié)構(gòu)

在無(wú)線餐廳的點(diǎn)菜系統(tǒng)中主要是通過(guò)LCD模塊中的圖形界面來(lái)進(jìn)行用戶點(diǎn)餐信息的收集的，無(wú)線收發(fā)模塊把用戶點(diǎn)餐后的信息通過(guò)發(fā)送器發(fā)送到后臺(tái)的管理系統(tǒng)中。而這個(gè)過(guò)程起到的是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的作用。通過(guò)無(wú)線路由器形成的無(wú)線局域網(wǎng)和后臺(tái)管理的服務(wù)器終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信。而ARM中軟件的獲得過(guò)程是在整個(gè)系統(tǒng)中得到的，之后通過(guò)已經(jīng)設(shè)定的文件系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，再進(jìn)行編譯程序后下載到ARM開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行。通過(guò)開(kāi)發(fā)板的運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)客戶的點(diǎn)菜、加菜、退菜、選擇、結(jié)賬申請(qǐng)等，并在完成這一系列的功能后，再通過(guò)無(wú)線模塊中的TCP/IP協(xié)議把數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并傳輸給后堂的服務(wù)終端上。

（四）交叉編譯環(huán)境的形成

在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行代碼的編寫，之后實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，這個(gè)難度系數(shù)是比較大的，但是通過(guò)交叉編譯就可以徹底解決這一問(wèn)題[4]。交叉編譯主要是在編程計(jì)算機(jī)上安裝一個(gè)虛擬機(jī)，在虛擬機(jī)內(nèi)安裝一個(gè)可以使用的嵌入式開(kāi)發(fā)板，而開(kāi)發(fā)板中要有一個(gè)操作系統(tǒng)，并在這個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行代碼的編寫，之后通過(guò)交叉編譯設(shè)備來(lái)把所編寫的代碼轉(zhuǎn)換成可以在嵌入式開(kāi)發(fā)板上直接運(yùn)行的二進(jìn)制代碼，之后通過(guò)相應(yīng)的傳輸工具來(lái)把所有的二進(jìn)制代碼傳送到嵌入式開(kāi)發(fā)板的文件系統(tǒng)中，就可實(shí)現(xiàn)交叉編譯環(huán)境的形成。

三、嵌入式系統(tǒng)的移植與實(shí)現(xiàn)

（一）BootLoader的移植

一般情況下U-boot的啟動(dòng)需要兩個(gè)步驟;第一步是把各種不同的硬件設(shè)備進(jìn)行初始化，為下一個(gè)階段配備足夠的RAM空間，并對(duì)相應(yīng)的信息進(jìn)行保存，構(gòu)建相應(yīng)的空間設(shè)置;第二步是在第一步的基礎(chǔ)上添加操作系統(tǒng)的內(nèi)核和根文件系統(tǒng)設(shè)置，一般情況下對(duì)此部分內(nèi)容的設(shè)計(jì)使用的是C語(yǔ)言，主要是因?yàn)镃語(yǔ)言具有讀性和移植性。

（二）嵌入式Linux內(nèi)核的移植

嵌入式Linux系統(tǒng)的關(guān)鍵性軟件是內(nèi)核，而內(nèi)核的移植是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，同時(shí)也是在ARM基礎(chǔ)上的嵌入式開(kāi)發(fā)過(guò)程中非常重要，非常復(fù)雜的一項(xiàng)工作任務(wù)。內(nèi)核移植的過(guò)程包括了內(nèi)核的配置、內(nèi)核的下載和內(nèi)核的編譯等等[5]。其中內(nèi)核的配置包括;1）對(duì)Makefile修改是對(duì)根目錄下的Makefile中交叉編譯器的版本和所要使用的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改;2）設(shè)置NAND Flash分區(qū)，主要是構(gòu)建一個(gè)Flash的分區(qū)表，對(duì)內(nèi)存空間和每個(gè)分區(qū)的起始地址和空間大小進(jìn)行劃分;3）配置內(nèi)核選項(xiàng);主要是根據(jù)使用的開(kāi)發(fā)板的配置文件來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的配置。

內(nèi)核編譯包括了;1）對(duì)多余的文件進(jìn)行清除;在進(jìn)入到根目錄之后，對(duì)之前編譯過(guò)殘余的.config和.o文件進(jìn)行清理;2）對(duì)內(nèi)核映像和模塊進(jìn)行編譯;make zlmage編譯生成gzip壓縮形式的image;3）安裝模塊;make modules install;在默認(rèn)的系統(tǒng)中模塊被會(huì)被安裝到/lib/modules目錄之下;

內(nèi)核下載首先需要在所要開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)中建立起一個(gè)tftp服務(wù)，之后通過(guò)超級(jí)終端或者是DNW工具來(lái)啟動(dòng)目標(biāo)板。

（三）文件系統(tǒng)移植和實(shí)現(xiàn)

文件系統(tǒng)的主要功能是文件存放在存儲(chǔ)設(shè)備上的組織方法。主要體現(xiàn)在對(duì)文件和目錄的組織管理上，UNIX系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)是最為基本的資源和信息。在內(nèi)核和文件系統(tǒng)之間，一般情況下會(huì)形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的接口，以此來(lái)對(duì)不同文件結(jié)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)交換[6]。而在作根文件的主要系統(tǒng)包括了;1）建立起lu設(shè)備的臨時(shí)掛節(jié)點(diǎn);2）建立起一個(gè)大小為15MB的臨時(shí)性文件;3）連接設(shè)備和臨時(shí)性文件;4）把/dev/lu0進(jìn)行格式化位ext2文件系統(tǒng);5）把虛擬盤掛載在節(jié)點(diǎn)上;6）通過(guò)cp命令來(lái)把所需要的文件復(fù)制到虛擬盤中;7）卸載原來(lái)的文件系統(tǒng)，從而形成文件系統(tǒng)映像;8）壓縮文件系統(tǒng)映像。

（四）文件系統(tǒng)移植和實(shí)現(xiàn)

服務(wù)器端與無(wú)線點(diǎn)菜機(jī)之間的無(wú)線通信，只需在餐廳的管理系統(tǒng)軟件中設(shè)置串口參數(shù)即可。串口通信數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)如下。

具體操作流程如圖2所示。

（五）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

根據(jù)點(diǎn)餐業(yè)務(wù)的需求，系統(tǒng)中涉及五個(gè)實(shí)體，分別是顧客、餐桌、訂單、菜品和點(diǎn)菜清單。

3 表設(shè)計(jì)

結(jié)語(yǔ)

基于ARM的開(kāi)發(fā)，很多便捷式的電子設(shè)備開(kāi)始應(yīng)用到人們的生活和工作中，為人們提供了很大的便利。而在本文的研究中主要是對(duì)基于ARM的無(wú)線餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究，這個(gè)系統(tǒng)看似比較簡(jiǎn)單，但是此系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是在ARM基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，和其他具體的軟件代碼的開(kāi)發(fā)是有很大的差別的，無(wú)線餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)雖然比較小，但是其所需要的代碼的復(fù)雜性卻非常高。而通過(guò)本文的研究，不僅可以對(duì)無(wú)線餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)的完善提供一些參考建議，同時(shí)從另外一個(gè)方面上來(lái)講，還可以幫助我國(guó)餐飲行業(yè)快速的進(jìn)入到信息化進(jìn)程中，推動(dòng)餐飲管理的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李柏言.基于ARM的智能餐廳服務(wù)機(jī)器人[J].科技與創(chuàng)新，2019（22）：20-23+28.

[2]范長(zhǎng)青.智能點(diǎn)菜系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].微型電腦應(yīng)用，2019，35（06）：147-149.

[3]陸政.基于ARM的無(wú)線餐廳點(diǎn)菜系統(tǒng)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2016，12（29）：273-275.

[4]王寧，于源.基于ARM9的點(diǎn)菜系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J].商，2015（36）：217.

[5]曹天麟，劉忠富，龔建穎，金健男，王昊，程陽(yáng)小都.基于RFID的餐廳無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)的研究[J].山西電子技術(shù)，2015（03）：79-81.

[6]杜春雷.ARM體系結(jié)構(gòu)與編程[M].北京：清華大學(xué)出版社2003年2月出版.