胡立君 林徐 孙立品 秦子飞

摘要：每个学校的学生都很多，特别是大学，从而对每个学校产生了一种人口经济压力，人口经济压力的一种体现就是消费的需求急速上涨，最直接也最具体的体现就是每次食堂吃饭时人都很多，学生吃完饭后，所留下的空盘子放在桌子上，这样就会造成一种资源占用。食堂的工作人员收空盘子的速度是有效的且人口成本也是很高的。本团队本着减少食堂商家成本，维护学生利益的基本点出发，从而由此得到灵感，萌发出了快捷收盘小车这一智能设备。本小车不仅可以应用于食堂，亦可应用于各种大型的餐饮行业。由物联网技术中的ZigBee技术支持，我们团队在本校食堂进行试点。

关键词： ZigBee;自动收盘小车;物联网

1、快捷收盘小车的背景分析

餐饮行业的发展，需要大量的人力成本，我们团队为了使商家获取更多的利润，减少人口成本，适应社会人工智能时代的发展，于2017年开展快捷收盘小车项目的研究。2013年3月4日，国务院办公厅发布《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012年-2030年）》，指出三网融合，云计算和物联网发展对现有互联网提出了巨大挑战等相关信息。从国家这几年的政策来看，中国正迎来前所未有的巨大机遇，中国的网络发展正大步前进。不仅是国家核心技术的发展，而且还包括着民用技术的发展。我们认为餐饮行业也应该迈进智能化时代，要让服务更加智能。正是有了需求，我们团队才来研究这个项目的。

1.1 提高商家利润，使广大的消费者更加满意

传统的餐饮行业中需要大量的人，也就会从商家的营业额中拿走一部分来提供人工成本，人工成本就是企业所支出的薪酬福利以及人力资源职能这两个方面的成本，在上面，我已经说过每个大学的学生都很多，食堂就会面临着巨大的承载压力，从而人工成本就会增加，利润减少。这对于商家来说是极为不利的。我们可以简单用图1来看出人工成本的影响因素：

根据我们查阅的相关资料，人工成本在餐饮行业中的比例是2070-4070的，2008年新的劳动实施后，企业的用工成本较过去有所上升，人工成本在餐饮业成本中占有更大的比重，这也是我们团队提出研究快捷自动收盘小车的动机之一，节约企业成本，增加企业的利润。

人的劳动强度是有限的，相比于机器，人还是远远比不上的。人是一种感性动物，在反复执行一种操作后，会感到累、厌烦，从而将会影响工作效率，不可避免的会产生一些突发情况。尤其是在餐饮行业，当顾客特别多时，员工特别累，就会有厌烦和不满等消极情绪。这些消极情绪或多或少的都会影响员工的工作效率，而在餐饮行业，工作的对象就是顾客，一旦工作上出现失误，就会侵犯顾客的利益，引起顾客的不满。而机器人就克服了人的这一弱点，更快更好地为顾客服务。我们团队所研究的快捷收盘小车就是用来弥补人的这一缺陷的一次尝试，从而会使顾客感到满意，提高商家的营业利润。

1.2 人工智能技术与物联网中的ZigBee技术的相对成熟

人工智能是一种企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方法做出反应的智能机器。首先他是一种能够产生出智能的一个智能机器，我们团队研制出的快捷收盘小车就是一种机器。从下面的一張图中我们可以知道人工智能的发展历程：

与此图相对应就是人工智能技术在实际中的应用，我们以人机博弈为例用表1来阐述出人工智能的实际应用发展：

按照人工智能的历程，它正处在爆发阶段。本校的人工智能的一个优势就是机器人技术的发展相对全省同类院校较成熟，我们学校有一个专门基于人工智能技术为基础的机器人工程学院，在2018年安徽省机器人大赛中我校学子喜获佳绩，本校机器人工程学院分别在机械臂挑战赛、人形避障等4个赛项上参与角逐，最终取得一等奖一个，三等奖三个的好成绩。其中，由王春玲老师指导的“TZC”队，在“轮式机器人停车购物”赛项中荣获一等奖，这也是本次大赛“轮式机器人停车购物”赛项中唯一的一等奖。

同样是基于人工智能技术的智能车，我校在第十二届“恩智浦”杯智能车安徽赛区中荣获佳绩，我们学校还有一支专业的智能车比赛和机器人比赛培训的师资队伍。有了这些强力的后盾，我们的团队在研发快捷收盘小车的征途中如虎添翼。

在我的团队中有两个成员是物联网工程专业，在我们小车中运用到了zigbee技术，ZigBee是物联网技术中的一个分支，随着我国物联网正进入发展的快车道，ZigBee也正逐步被国内越来越多的用户接受，ZigBee技术也己在部分智能传感器场景中进行了应用。如在北京地铁9号线隧道施工过程中的考勤定位系统便采用的是ZigBee，ZigBee取代传统的的RFID考勤系统实现了无漏读、方向判断准确、定位轨迹准确和可查询，提高了隧道安全施工的管理水平。

据中国电信副总工程师靳东滨介绍，预计到2015年国内物联网市场规模将达到7500亿元，年复合增长率超过30%。智慧城市建设成为运营商推进物联网的重要落脚点。此外，工业和信息化部和财政部己设专项资金用以支持物联网发展。

1.3 应对特殊情况，分担员工压力

餐饮行业在饭点的时候往往顾客会很多，员工的工作量会增大，员工就会感到疲倦，就我们学校的实际情况来看，每次中午吃饭的时候，人就会很多，空盘子就会占着位置，占了不必要的资源，而食堂阿姨的速度有限，不可能一瞬间就将桌子上的空盘子全部收走，快捷收盘小车应运而生。

2、快捷收盘小车研究与应用探索中出现的问题

2.1 快捷收盘小车实际应用中的技术难题

所要解决的问题是如何使小车像人一样发现空盘子（定位）、到达目标所在位置，最后回收空盘子。在这三个过程中，最突出的问题就是如何实现定位，我们不可能像手机定位一样，在小车和目标所在位置装一个GPS模块，然后利用卫星实现定位，在中国，还没有达到那样的技术程度，况且这对于做小本生意的企业家成本也是很高的。

2.2 快捷收盘小车的维修与保养费用高

快捷收盘小车是一种智能化设备，是一种集合人工智能与物联网技术的综合应用。科学技术成分所占比例较高，这也就意味着如果他出了故障就需要高端技术人才来对其进行修复，这样不可避免的对我们造成了更多的服务费用，增加了成本。在创业初期，这会对我们创业造成一定的困难。快捷收盘小车在使用过程中会受到损耗和伤害，这些伤害主要来自于机器自身损耗，电线老化和人为破坏等。我们在进行售后服务的保修费用将会大幅度提高，这对于创业初期的发展是不利的。我们团队的专业虽然是属于计算机这一大类的，但是我们的知识与技能暂时是有限的，在解决小车的基本故障应该是没有问题的，但是如果小车的故障很棘手，我们团队就不得不聘请一些专业技术人才来对我们进行援助，这无疑提高了创业成本。

2.3 快捷收盘小车功能单一

我们团队研发出的智能车的功能只能实现回收空盘子的能力，这样只是一种单一方面的功能，这对于我们虽说是降低了研制成本，但是也失去了推广优势。大学生在学校中要学会一种具有某一方面的优秀因素，只有这样在就业中才会增加你被录取的可能性。同理而言，一个产品也要具有自己的特点才能被其他公司喜爱并最终采用。功能单一对于我们产品的推广造成了一定困难。

3、快捷收盘小车探索中存在问题的解决方案

3.1 针对小车定位技术问题的解决

在小车定位技术中，我们采用ZigBee技术，我们用一个流程图来说清楚定位技术的解决过程，如图3：

3.1.1 盲点终端的设计

盲点终端设备是内嵌在餐桌上的，平常处于睡眠状态，只有通过一个按钮才能将它唤醒，盲点设备在唤醒时就会对小车发出信号，让小车到他身边来进行工作。常见的盲点终端设备主要是由四大部分组成的，CPU是核心组件，高容电池负责能源供给，此外还有声光报警体系以及各种操作指示灯。与往常的终端设备不一样的是我们研制出的设备可以暂且不考虑能源不够的情况。我们对于CPU的选择是本着功耗低，性能稳定的特点。

3.1.2 固定节点的设计

在ZigBee系统中与桌子上所内嵌的盲点终端设备相对应的是相应场所可以周期性向盲点终端和协调器发射通信信号的设备，这种设备被称为节点，它是固定不变的，所以被称为固定节点。我们所采用的固定节点的处理器是CC2431，这一处理器的优点在于基本不需要其他外在辅助原件就可以正常工作了，简化了固定节点的系统组成。

3.1.3 协调器的设计

空盘子定位要依靠盲点终端、固定节点以及协调器共同发挥作用来实现的，这三者缺一不可。协调器是内置在小车上的，因此它的设计也是个重点。协调器在定位过程中的作用是接受由固定节点和盲点终端发送的信号，并且依据定位程序处理接受到的数据信息，得到定位信息发送给基站。

3.1.4 ZigBee定位系統的测试

我们团队在本校第一食堂三楼进行了测试，测试前，我们先检查了电源线是否正确连接并且接通电源，按照要求正确安装设备，依据ZigBee系统组成或依次设定好地面控制中心、传输基站、定位分站等，地面控制中心用电脑代替，定位分站的无线收发数据板将低频的加密数据载波信号经发射天线向外发送，桌子上的盲点终端、食堂三楼的固定节点以及小车上的协调器都处在低频的发射天线工作区域，由于协调器和盲点终端都有开关控制，所以仍未被唤醒，固定节点则也未被其他两个节点唤醒。只有当盲点终端被唤醒之后，信号就会被固定节点接受，通过无线传感网络经固定节点接受、放大并处理后向外广播，被近处的协调器接受传到小车控制器，快捷收盘小车做出行为动作，完成相关指令。

实验结果最终表明，ZigBee定位系统准确快速，也就是ZigBee技术完全可以被应用到我们的快捷收盘小车上。

4、结语

经过全面的系统检测，结果显示ZigBee技术是我们团队快捷收盘小车成功生成和正常运作的一项核心技术。这项技术成本功耗低、定位准确、抗干扰性强。在餐饮行业这个人流量特别大的和嘈杂的环境中能够正常定位、实现快捷收盘小车定位然后自动回收空盘子的功能。

当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。在这种发展情况下，餐饮行业应该与时俱进，采用我们团队研制出的快捷收盘小车。

餐饮行业要趁着人工智能技术的发展，迅速的将科技成果运营到自己的企业中去。我相信我们的快捷收盘小车产品在未来将会被越来越多的公司所采用。

参考文献：

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