学习STM32的智能智慧餐厅

1万 · 2024-9-2 09:17

智能智慧餐厅是一个基于STM32的项目，旨在利用物联网技术提供自动点餐、智能支付和数据分析等功能，提高餐厅的效率和用户体验。本文将详细介绍智能智慧餐厅的各个模块，并给出相应的代码案例。

一、硬件设计

主控板设计智能智慧餐厅的主控板采用STM32系列微控制器，可选择适当的型号，如STM32F103C8T6。该主控板需要提供足够的GPIO口用于连接各个传感器和执行器，包括按钮、LED灯、蜂鸣器等。

点餐终端设计点餐终端是智能智慧餐厅的用户界面，用户可以通过它选择菜品并下单。点餐终端可以采用触摸屏或者按钮来实现用户交互。对于按钮方式，可以通过GPIO口连接多个按钮，每个按钮对应一个菜品。用户按下按钮时，点餐终端将按钮的编号发送给主控板。

传感器设计智能智慧餐厅还需要一些传感器来感知环境情况，例如人体红外传感器和温湿度传感器。人体红外传感器可以用来检测用户进入或离开餐厅，从而触发相应的操作。温湿度传感器可以用来监测餐厅的温湿度情况，以提供舒适的就餐环境。

执行器设计智能智慧餐厅还需要一些执行器来执行相应的操作，例如电机和蜂鸣器。电机可以用来控制餐厅门的开关，当有人进入或离开餐厅时，电机可以自动开关门。蜂鸣器可以用来发出提示音，提醒用户完成相应的操作。

二、软件设计

系统初始化在主控板上搭建一个简单的操作系统，用于管理各个模块的初始化和运行。在系统初始化阶段，需要初始化GPIO口、串口和定时器等，以及配置中断和时钟。

用户界面在点餐终端上显示菜单，并通过触摸屏或按钮来实现用户交互。当用户选择菜品后，点餐终端将相应的菜品编号发送给主控板。主控板接收到菜品编号后，根据编号选择相应的菜品数据，如菜名、价格等，并将菜品数据显示在点餐终端上。

订单管理主控板接收到菜品编号后，将菜品编号加入订单列表。当用户确认下单时，主控板将订单列表发送给后台服务器，并等待服务器返回确认信息。服务器收到订单后，将订单保存到数据库，并返回确认信息给主控板。主控板收到确认信息后，显示相应的提示信息。

支付管理当用户确认下单后，可以选择使用支付宝、微信支付或刷卡支付等方式进行支付。主控板接收到支付请求后，与支付接口进行通信，并将支付结果返回给点餐终端。点餐终端显示支付结果，并发出相应的提示音。

数据分析主控板可以定期向服务器发送数据统计请求，服务器将统计数据返回给主控板。主控板接收到统计数据后，可以进行分析并显示在点餐终端上。统计数据可以包括菜品销量、用户评价等信息，以帮助餐厅管理者了解餐厅的运营情况。

代码案例：以下是一个简单的代码案例，演示如何使用STM32实现一个简单的智能智慧餐厅系统中的点餐终端功能。

#include "stm32f10x.h"

// 定义按钮的GPIO口
#define BUTTON_GPIO GPIOA
#define BUTTON_PIN GPIO_Pin_0

// 定义LED灯的GPIO口
#define LED_GPIO GPIOC
#define LED_PIN GPIO_Pin_13

// 定义菜品编号
#define FOOD1 1
#define FOOD2 2
#define FOOD3 3

// 定义点餐终端状态
typedef enum {
  IDLE,
  SELECTING,
  CONFIRMING
} TerminalState;

TerminalState state = IDLE;
uint8_t foodSelection = 0;

void GPIO_Configuration(void) {
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  // 初始化按钮的GPIO口
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BUTTON_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(BUTTON_GPIO, &GPIO_InitStructure);

  // 初始化LED灯的GPIO口
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(LED_GPIO, &GPIO_InitStructure);
}

void EXTI_Configuration(void) {
  EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  // 配置中断线和中断触发方式
  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);
  EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
  EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

  // 配置中断优先级
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

void EXTI0_IRQHandler(void) {
  if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) {
// 判断点餐终端状态
if (state == IDLE) {
   // 进入选择菜品状态，闪烁LED灯
   state = SELECTING;
   GPIO_WriteBit(LED_GPIO, LED_PIN, Bit_SET);
} else if (state == SELECTING) {
   // 选择菜品并进入确认状态
   if (GPIO_ReadInputDataBit(BUTTON_GPIO, BUTTON_PIN) == Bit_SET) {
      foodSelection = FOOD1;
   } else {
      foodSelection = FOOD2;
   }
   state = CONFIRMING;
} else if (state == CONFIRMING) {
   // 确认点餐并发送给后台服务器
   if (GPIO_ReadInputDataBit(BUTTON_GPIO, BUTTON_PIN) == Bit_SET) {
      // 确认点餐
      // TODO: 发送菜品编号给服务器
   } else {
      // 取消点餐
      state = IDLE;
      GPIO_WriteBit(LED_GPIO, LED_PIN, Bit_RESET);
   }
}

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
  }
}

int main(void) {
  // 初始化GPIO
  GPIO_Configuration();

  // 初始化外部中断
  EXTI_Configuration();

  while (1) {
// TODO: 进行其他操作
  }
}

以上是一个简单的代码案例，演示了如何使用STM32实现智能智慧餐厅系统中的点餐终端功能。在该代码中，通过监听按钮的中断事件来实现用户交互，根据按钮的状态切换点餐终端的状态，并根据不同的状态执行相应的操作，如选择菜品、确认点餐等。另外，LED灯通过闪烁来表示点餐终端的状态。
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