王攀藻，趙金庫，李嫣然，胡越洋，桂 軍，朱 玲

（四川旅游學(xué)院 信息與工程學(xué)院，四川 成都 610100）

0 引 言

學(xué)校學(xué)生中午同時下課，到食堂用餐，人數(shù)多而且擁擠，排隊花費較多的時間。為了節(jié)省學(xué)生用餐時間和食堂的運行成本，提出一種智慧餐廳系統(tǒng)方案，該方案基于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計算技術(shù)，實現(xiàn)智能化售賣，并對大數(shù)據(jù)進行分析，是一個完整的餐廳運營體系。該方案可減少食堂運營費用，提高利潤，并提高學(xué)生取餐、結(jié)賬速度，節(jié)省學(xué)生用餐時間，提高學(xué)生對食堂服務(wù)的滿意度。

1 智慧餐廳

運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等現(xiàn)代技術(shù)，打造狀態(tài)感知，全面、高效處理信息和應(yīng)用方便的新型餐廳形態(tài)。智慧餐廳能實現(xiàn)線上訂餐、線下取餐，人臉識別或掃碼支付，并進行大數(shù)據(jù)分析，為提升經(jīng)營管理決策提供支撐，在降低財務(wù)管理成本的同時，實現(xiàn)控制食品安全、提高服務(wù)質(zhì)量的目的。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

智慧餐廳系統(tǒng)由餐廳智能結(jié)算系統(tǒng)、人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)、餐廳監(jiān)控系統(tǒng)、用戶點餐系統(tǒng)、餐廳備菜系統(tǒng)和KMS管理系統(tǒng)等構(gòu)成。智慧餐廳能提高就餐效率、節(jié)省用餐時間、實現(xiàn)經(jīng)濟化管理，降低成本，提升顧客信息化體驗。

3 硬件部分

智慧餐廳硬件部分包含視覺結(jié)算設(shè)備、3D雙目視覺客流統(tǒng)計設(shè)備、觸控一體機KMS（自助線上點餐設(shè)備、自助線下取餐設(shè)備和后廚備餐設(shè)備）及其他自控設(shè)備等。

3.1 視覺結(jié)算設(shè)備

設(shè)備可錄入各種菜品和餐盤信息，自動識別菜品價格并計價，完成智能付費。設(shè)備尺寸為585 mm×300 mm×170 mm，采用電容觸控屏，屏幕分辨率為1 920×1 080。設(shè)備采用安卓7.1操作系統(tǒng)，選用RK3288主板與Cotex-A17四核處理器，處理器主頻為1.8 GHz，擁有2G內(nèi)存和8G存儲空間。設(shè)備采用WiFi無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)通信，設(shè)備掃碼器支持掃描二維碼和條形碼，采用支付寶攝像頭進行人臉識別。

3.2 觸控一體機（KMS）系統(tǒng)

設(shè)備備餐屏尺寸為536 mm（L）×329 mm（W）×46 mm（H），設(shè)備屏幕分辨率為1 920×108，設(shè)備耗電量為0.036 kW·h，設(shè)備聯(lián)網(wǎng)方式為WiFi、以太網(wǎng)和藍牙。

設(shè)備叫號屏尺寸為732 mm（L）×432 mm（W）×46 mm（H），設(shè)備選用RK3288主板，屏幕分辨率為1 920×1 080，屏幕耗電為0.045 kW·h，設(shè)備聯(lián)網(wǎng)方式為WiFi、以太網(wǎng)和藍牙，屏幕觸摸方式為非觸摸。

智能取餐柜 （12窗口）總體尺寸為1 330 mm×1 130 mm×460 mm，設(shè)備有12個窗口（4行3列），單面開門。設(shè)備采用不銹鋼304板材，加工后做防指紋處理。設(shè)備選用A83操作主板和安卓操作系統(tǒng)。

3.3 POS結(jié)算設(shè)備

該設(shè)備為備用設(shè)備，用于人工結(jié)賬。設(shè)備主屏為15.6英寸，分辨率為1 920×1 080，副屏尺寸為381 mm×215 mm×349 mm。設(shè)備具有2 GB內(nèi)存和8 GB存儲空間，以及3D結(jié)構(gòu)光攝像頭（支付寶）。

3.4 雙目視覺客流設(shè)備

設(shè)備基于智能視頻分析原理，跟蹤行進軌跡，雙向統(tǒng)計（進、出同時識別），標準環(huán)境下客流統(tǒng)計準確率為95%。手機和電腦后臺可實時看到進入和離開客流數(shù)及曲線圖，可以調(diào)閱歷史數(shù)據(jù)，并提供對比分析。

4 軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)包含人臉識別聚合支付系統(tǒng)、APP/門戶餐廳管理系統(tǒng)、后臺管理系統(tǒng)、甲乙方管理系統(tǒng)等。對接食藥監(jiān)系統(tǒng)，未來可拓展為供應(yīng)鏈系統(tǒng)。系統(tǒng)具有材料分類、原料管理、原料庫存管理等基礎(chǔ)信息管理功能。對于關(guān)鍵節(jié)點（凍庫/冰箱等）進行狀態(tài)監(jiān)控，如溫濕度/開關(guān)運行，保證食品安全可控。

5 智慧餐廳系統(tǒng)布局仿真

智慧餐廳系統(tǒng)可劃分為多個智能子系統(tǒng)，不同的子系統(tǒng)分布在不同的位置，為了對系統(tǒng)統(tǒng)籌安排，應(yīng)用仿真軟件對各子系統(tǒng)的點位布局進行仿真，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)點位布局仿真

6 智慧餐廳系統(tǒng)應(yīng)用

以四川旅游學(xué)院智慧餐廳系統(tǒng)應(yīng)用為例。學(xué)生下課到餐廳用餐時，人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)開始工作，系統(tǒng)依靠云服務(wù)器內(nèi)的固定算法對紅外探測器傳來的數(shù)據(jù)和線上訂餐數(shù)據(jù)進行統(tǒng)籌分析，統(tǒng)計進出人數(shù)、就餐人數(shù)、空閑位置數(shù)和取餐柜取餐人數(shù)，并將分析結(jié)果傳到顯示屏顯示，如圖2所示。

圖2 就餐人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)界面

當學(xué)生在餐廳點餐結(jié)賬時，視覺結(jié)算系統(tǒng)能夠迅速完成各種菜品、餐具的識別，同時進行報價和結(jié)賬，通過集成了射頻讀寫裝置、顯示器和支付系統(tǒng)的自主結(jié)賬平臺，顯示用戶選擇是否有誤，并通過語音播報實現(xiàn)二次確認以及引導(dǎo)用戶自助支付，過程用時極短，僅需不到3 s的就可以實現(xiàn)自助智能化結(jié)算。刷臉支付需把用戶人臉與其身份綁定，在支付寶平臺和校園一卡通系統(tǒng)中實現(xiàn)無卡支付，解決了傳統(tǒng)結(jié)算過程中的丟卡、排隊時間長等問題，進一步優(yōu)化了用戶的消費體驗。人工智能結(jié)算系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 人工智能結(jié)算系統(tǒng)

7 結(jié) 語

智慧餐廳應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能系統(tǒng)實現(xiàn)了線上、線下訂餐和取餐，智能結(jié)算和智能統(tǒng)計人數(shù)，營造出現(xiàn)代化和智能化的餐廳場景，提高了學(xué)生用餐速度和滿意度，降低了餐廳管理難度，加快了餐廳的運轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)了信息化管理，增加了餐廳利潤。