专利名称：以编码磁钢实现碗碟识别的餐厅托盘自动结算系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以编码磁钢实现碗碟识别的餐厅托盘自动结算系统，用以向各类自助式餐厅食堂提供方便快捷高效准确的收费结算解决方案。
背景技术：
目前，国内各类餐厅食堂正逐步由传统的对话点购式购餐模式向自助取食式购餐模式演进，极大地提高了就餐效率和就餐文明，但美中不足的是其最后的结账收费环节仍然为人工操作，即依靠人工目测和心算后，收取现金或从RFID (射频识别)感应卡中扣除，这种做法效率极低且极易引发错收纠纷。至今还未见针对这一问题的有效解决方案。
发明内容
本发明公开了一种以编码磁钢实现碗碟识别的餐厅托盘自动结算系统，其目的在于针对现有餐厅食堂依靠人工结算导致效率低下和极易出错的不足提供解决方案。本发明从为购餐者带来方便的实情出发，充分利用碗碟底部离托盘下的支撑轨架间距较小的特点，借助磁场感应来识别托盘内各种碗碟的组合情况，再辅以侦测托盘是否到达支撑轨架上的结算区域来确定何时开始对托盘中的碗碟进行检测识别，从而在确保可靠结算的前提下实现了低碳节能。为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种以编码磁钢实现碗碟识别的餐厅托盘自动结算系统；
所述自动结算系统，包含碗碟检测单元、RFID卡结算单元和微控制器单元；
所述的微控制器单元，设置有微控制器芯片；
所述RFID卡结算单元，设置有RFID感应卡和射频读取模块；所述射频读取模块与所述RFID感应卡进行非接触式通信，来对所述RFID感应卡内的余额信息进行查询及修改；
所述碗碟检测单元，设置有磁场检测模块，以及嵌设在各个碗碟内的编码磁钢；所述编码磁钢以嵌入在碗碟内的磁钢的不同数量和布局，来表征各个碗碟的类型编号；所述磁场检测模块与所述编码磁钢进行非接触式通信，来获得放置在一个托盘内的碗碟的组合信息；
所述射频读取模块和所述磁场检测模块，分别与所述微控制器芯片连接；根据所述磁场检测模块提供的碗碟的组合信息，由所述微控制器芯片计算相应的消费金额，并控制所述射频读取模块从所述RFID感应卡中扣除。所述编码磁钢安装在各个碗碟的底部；
所述托盘的支撑轨架上设有结算区域；
所述磁场检测模块是在所述托盘的支撑轨架下，对应所述结算区域设置的磁感应传感器及其检测电路。所述的碗碟检测单元还包含与所述微控制器芯片相连接的托盘到位侦测模块； 所述托盘到位侦测模块是在所述支撑轨架两侧，对应所述结算区域设置的传感器及其侦测电路，来确认所述托盘是否进入所述结算区域。所述微控制器芯片还与人机接口相连接；所述人机接口包含按键，IXD显示屏及打印机。所述微控制器单元还包含与所述微控制器芯片连接的语音芯片，在结算过程中驱动语音输出设备发出提示信息。本发明所述自动结算系统的突出优点和积极效果是本发明利用磁场的非接触式信息交换，可以快速、准确地识别出托盘中多个碗碟的不同组合，进而根据算出的餐食总价通过射频读取模块对RFID感应卡进行结算，并在LCD显示屏上列出所购餐食的明细表且能支持用户的打印请求，从而提高了就餐人员的购餐效率，并能够有效避免现有的人工结算中，唾沫污染菜肴、目测背诵不准、心算易出差错、心算速度较慢，结算效率低等缺点。本发明为利用RFID感应卡实现自动结算提供了可能，满足了自助取食式餐厅食堂在结算环节的迫切需要；对于自助取食式餐厅食堂在全国越来越普及的今天，这种自动结算模式具有很广的应用前景。且这种模式也为目前应用人工结算的其他行业提供了一条可以借鉴的改进思路。
图I是本发明所述以编码磁钢实现碗碟识别的餐厅托盘自动结算系统的内部结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。本发明所述以编码磁钢实现碗碟识别的餐厅托盘自动结算系统，设置有碗碟检测单元、RFID卡结算单元和微控制器单元，其框架结构如图I所示。所述的碗碟检测单元，包含托盘到位侦测模块I、嵌设在碗碟底部的编码磁钢2，和磁场检测模块3。其中，所述的托盘到位侦测模块1，是由安装在托盘支撑轨架两侧的传感器，来确认托盘是否进入支撑轨架上的结算区域。所述的编码磁钢2是以嵌入碗碟底部的磁钢数量和布局，来表征各种碗碟的类型编号。所述的磁场检测模块3，则是通过安装在托盘支撑轨架下的磁感应传感器，对所述的编码磁钢2进行非接触式通信，以此来获得托盘中若干个碗碟的组合信息。所述的RFID卡结算单元，包含RFID感应卡4和射频读取模块5，两者之间是非接触式通信。所述的微控制器单元，包含微控制器芯片6和语音芯片8。另外，系统还设置有人机接口，包括按键，IXD显示屏7及打印机9，或者是与之类似的输入输出设备。上述的托盘到位侦测模块I、磁场检测模块3、射频读取模块5、LCD显示屏7、语音芯片8及打印机9，都分别与所述的微控制器芯片6相连接。在本发明的一种实施例中，托盘到位侦测模块I :采用TCRT5000红外发射对管；编码磁钢2 :采用规格为3*5mm的N42磁钢，在普通碗碟的底部组合布置；磁钢检测模块3 :采用EW-460霍尔元件；RFID感应卡4 :采用频率为13. 56MHz的M120B RFID感应卡；射频读取模块5 :采用Mifare RC522读卡器；微控制器芯片6 :采用MC9S12XS128MAA芯片；LCD显示屏7 :采用10. 4寸的彩色IXD显示屏；语音芯片8 :采用WT588D语音芯片。本发明上述自动结算系统的预备状态安装调试完毕后，打开系统的电源开关，电源指示灯亮，LCD显示屏3正常显示系统名字和当前时间，表示该系统已准备就绪。该系统的工作流程如下
当购餐者从餐食窗台将装有餐食的若干个碗碟放入托盘后，将托盘拿到轨架的结算区域入口处。先将RFID感应卡4放在射频读取模块5的感应区，然后用手推动托盘向前移过轨架上的结算区域；此时，轨架上的托盘侦测模块I将获悉托盘已进入结算区域，并将此信息传送给微控制器芯片6。微控制器芯片6需要核实RFID感应卡4是否已到位，若未到位则由微控制器芯片 6启动语音芯片8提醒购餐者放卡；若已到位则由微控制器芯片6启动磁钢检测模块3，开始识别托盘中各个碗碟底部的编码磁钢2，并将识别所获信息与系统内的数据库进行比对与计算，得出相应的消费金额。之后，由射频读取模块5从RFID感应卡4中扣除消费金额，再将消费明细、扣费金额和卡中余额等信息显示在IXD显示屏7上，最后以蜂鸣器的讯响提示结算完毕。此时还可根据购餐者所需，以按键方式启动消费凭条的后台打印，打印时系统仍能在前台处理后续购餐者的结算操作。如果购餐者的卡中余额不足以支付本次消费所需，则容许一定额度的透支，并通过语音芯片8和IXD显示屏7提醒购餐者应及时充值。如遇射频读取模块5的感应区上未能感知到RFID感应卡4的存在，而此时微控制器芯片6经由磁钢检测模块3获悉已有嵌入编码磁钢2的碗碟通过，则启动语音芯片8进行报警。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种以编码磁钢实现碗碟识别的餐厅托盘自动结算系统，其特征在于 所述自动结算系统，包含碗碟检测单元、RFID卡结算单元和微控制器单元； 所述的微控制器单元，设置有微控制器芯片(6)； 所述RFID卡结算单元，设置有RFID感应卡(4)和射频读取模块(5);所述射频读取模块(5)与所述RFID感应卡(4)进行非接触式通信，来对所述RFID感应卡(4)内的余额信息进行查询及修改； 所述碗碟检测单元，设置有磁场检测模块(3)，以及嵌设在各个碗碟内的编码磁钢(2)；所述编码磁钢(2)以嵌入在碗碟内的磁钢的不同数量和布局，来表征各个碗碟的类型编号；所述磁场检测模块(3)与所述编码磁钢(2)进行非接触式通信，来获得放置在一个托盘内的若干个碗碟的组合信息； 所述射频读取模块(5)和所述磁场检测模块(3)，分别与所述微控制器芯片(6)连接；根据所述磁场检测模块(3)提供的碗碟的组合信息，由所述微控制器芯片(6)计算相应的消费金额，并控制所述射频读取模块(5)从所述RFID感应卡(4)中扣除。
2.如权利要求I所述的自动结算系统，其特征在于， 所述编码磁钢(2)安装在各个碗碟的底部； 所述托盘的支撑轨架上设有结算区域； 所述磁场检测模块(3)是在所述托盘的支撑轨架下，对应所述结算区域设置的磁感应传感器及其检测电路。
3.如权利要求2所述的自动结算系统，其特征在于， 所述的碗碟检测单元还包含与所述微控制器芯片(6)相连接的托盘到位侦测模块(I); 所述托盘到位侦测模块(I)是在所述支撑轨架两侧，对应所述结算区域设置的传感器及其侦测电路，来确认所述托盘是否进入所述结算区域。
4.如权利要求I所述的自动结算系统，其特征在于， 所述微控制器芯片(6)还与人机接口相连接；所述人机接口包含按键，IXD显示屏(7)及打印机(9)。
5.如权利要求I所述的自动结算系统，其特征在于， 所述微控制器单元还包含与所述微控制器芯片(6)连接的语音芯片(8)，在结算过程中驱动语音输出设备发出提示信息。
全文摘要
一种以编码磁钢实现碗碟识别的餐厅托盘自动结算系统，包含碗碟检测单元、RFID卡结算单元、微控制器单元。碗碟检测单元包含在任意组合的各个碗碟底部嵌设的编码磁钢、在托盘的支撑轨架处设置的磁场检测模块及托盘到位侦测模块；RFID卡结算单元包含RFID感应卡、射频读取模块；微控制器单元装有微控制器芯片和语音芯片；系统还设置有按键、LCD显示屏、打印机等人机接口。本发明可以快速、准确地探测出托盘中多个碗碟的不同组合，根据算出的餐食总价通过射频读取模块对RFID感应卡进行结算，并在LCD显示屏上列出所购餐食的明细表且能支持用户的打印请求，从而避免了人工结算效率低易出错的不足，提高了就餐人员的购餐效率。
文档编号G06Q20/34GK102708486SQ20121017589
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者李茜, 杨冠群 申请人:上海第二工业大学