基于嵌入式的无线点菜系统课程设计

1、课程名称:论文题目:专业:班级:姓名:学号:指导老师:河北经贸大学课程设计报告嵌入式系统设计嵌入式电子点菜系统电子信息工程二班赵晓201322450229张鹏云嵌入式电子点菜系统摘要：本文提出了一种基于 GSM无线通信技术、嵌入式系统技术、 ADS1.2开发 平台、三星S3C44B0X微控制器、linux嵌入式操作系统以及触摸屏技术的新型 点菜方式 , 为餐饮业走向全面数字化提供解决方案。 本文的主要任务集中在点菜 终端的软硬件设计，硬件设计主要是微处理器、LCD触摸屏,无线收发模块的连 接设计，软件设计主要是系统软件，点菜应用程序和GSMg送程序的设计。关键词：GSM;嵌入式系统；S3C44

2、B0X目录1设计背景及要求 1.1 设计背景 1.2 设计要求与目的 2点菜系统总体框架 3终端硬件设计 3.1 硬件框图 3.2 硬件部分介绍 4. 各模块的设计与连接实现 4.1 微处理器模块设计 4.2 LCD 显示屏连接实现 4.3 触摸屏连接实现 4.4 无线收发模块设计 5. 系统软件实现及各模块功能实现1.1 .错. 误 !未定义书签。2 2. 错. 误 !未定义书签。 3. 3.3 3.5.1概述3.5.2软件架构 4.5.3系统软件 5.4应用软件 5.4.1主控模块 5.4.2显示处理模块 5.4.3数据处理模块 5.4.4通信模块 6结语7参考文献.4.45556.7 .

3、7.1设计背景及要求1.1设计背景随着人们生活水平的提高和生活方式的转变以及中国经济及旅游业的发展，餐饮业 市场活跃，蕴藏巨大的商机，餐饮消费继续担当着拉动消费需求迅增的重要力量。但是大多 数的餐饮店还是沿袭传统的点菜模式，即由人工记录点菜并送至厨房，该过程繁琐易出错， 当顾客比较多时，造成时间的浪费和服务品质的下降，需进行数字化改造。 有些餐饮店虽装备点菜系统，但部分技术老旧、使用不方便、价格昂贵。在综合已有电子点菜方案和性价比 以及技术可行性的基础上，本文选定基于GSM无线通信技术、嵌入式系统技术、ADS1.2开发平台、三星 S3C44B0X微控制器、嵌入式操作系统以及触摸屏技术的嵌入式电

4、子点菜 系统作为点菜系统的解决方案，其特点是开发和使用比较方便。1.2设计要求与目的PC机,从而减少点菜到客户通过点菜终端进行点菜，终端可以将点菜信息通过无线传输方式传输到柜台 柜台对对收到的信息加以处理，并可以给点菜终端或厨房计算机发送信息，上菜之间的时间。2点菜系统总体结构GSM模块（内GSM而本系统采用无线传输方式进行通讯，点菜终端将得到的顾客点菜信息通过置移动运营商出售的 SIM卡）以无线方式发送到 GSM网络，最终传输到柜台计算机 模块。柜台计算机对收到的信息加以处理，并可以给点菜终端或厨房计算机发送信息。文主要工作集中在点菜终端的软硬件设计。系统总体结构框图如下：3终端硬件设计3.

5、1硬件框图在实际应用中，嵌入式系统硬件配置十分精简，除了CPU和基本的外围电路外，其余硬件都可以根据成本和功能进行裁减。嵌入式电子点菜系统的硬件构成同样非常简洁。10数字键盘复位模块电源模块晶振模块ZLG7289USB 接口GSM 模块S3C44B0XARM7TDMI触摸屏FM78432MNORFLASH8MSDRAM16MNANDFLASH图2点菜终端硬件框图3.2硬件部分介绍系统下位机硬件部分包括主微处理器，显示与输入部分（本系统点菜输入有两套方案： 触摸屏、键盘），无线收发部分，存储部分，以及其他基本的外围电路部分（如：晶振电路 模块，复位电路模块，电源模块）。系统采用S3C44B0X

6、（ARM7TDMI ）微处理器为核心微处理芯片。显示与输入部分采用带触摸屏功能的LCD和小键盘。其中LCD采用240*320 , STN256色的LCD，而触摸屏置于LCD液晶显示器之上，屏体部分是一块与显示器非常吻合的多层 复合薄膜，触摸屏使用专用的驱动芯片，本系统采用的驱动芯片是 FM7843（S3C44B0X选取PG 口与FM7843接口，共用PG2-PG7共6条口线）。键盘采用ZLG7289芯片驱动的小键盘， ZLG7289价格便宜，稳定可靠。无线收发部分主要是通过通过AT指令集来控制收发信息。同时上位机PC也有通过来实现相互之间的短消息互发。存储部分要用到3种存储器：NOR型FLAS

7、H,SDRAM 型FLASH。NOR型FLASH用来存放Bootloader引导程序， 型FLASH用来存放编译的应用程序。9针串行线连接的 GSM模块，GSM模块内嵌SIM卡一块, 模块,9针串行线连接的GSM（同步动态随机存储器）SDRAM用来作为内存,NANDNAND4各模块的设计与连接实现4.1微处理器模块设计点菜终端的微处理器采用三星公司的S3C44B0X，是一款基于 ARM公司ARM7TDMI内核的16/32位RISC位处理器，S3C44B0X频率高达66MHZ,存储寻址空间 256MB, 8KBCache,带自动握手的2通道UART,系统管理器（片选 FP/EDO/SDRAM 控

8、制器），带 PWM 功能的5通道定时器，IIC总线接口，IIS总线接口，同步 SIO接口和PLL倍频器，而且采 用了基于 ARM7TDMI内核的0.25卩M工艺的COMS标准宏单元和存储器。S3C44B0X具有低功耗，简单明快的特点，适合低价格和低功耗的方面的使用。4.2 LCD显示屏连接实现驱动，所以从S3C44BOX出来的信号可以经显示部分，由于 S3C44BOX内置了 LCD74HCT245缓冲，直接接到 LCD。电路图如下:图 3 LCD 与 S3C44BOX 口4.3触摸屏的连接实现触摸屏驱动选用 FM7843，和S3C44B0X的连接，如下图：它的连接涉及到两部分：FM7843和L

9、CD的连接，FM78431MI图4 FM7843的连接4.4无线收发模块的设计无线收发模块采用 SIEMENS 公司的 TC35I，SIEMENS TC35I Term in al （ TC35I 终端） 是西门子公司推出的一个便捷的即插即用解决方案。它内置了TC35I无线模块，集成了标准的RS-232接口以及SIM卡，可以用AT命令通过串口对它进行控制。在本方案中，利用9针串口 RS-232连接TC35I和S3C44B0X,并且编写AT指令集来实现无线通信。5系统软件实现及各模块功能实现5.1概述点菜系统终端由系统软件和应用软件两部分构成，采用模块化层次结构方法进行设计，系统软件包括设备驱动

10、程序、嵌入式linux、嵌入式数据库、TCP/IP协议等。应用软件则按功能定制在操作系统的控制下来完成指定的功能。5.2软件架构应用软件（点菜系统）嵌入式数据库TCP/1P协议驱动层主要是 BSP,是软硬件 图形用户接口，应用层主要是嵌入武Hrw x内垓OS层、应用层。RTOS、文件系统、点菜终端软件部分包括三层：驱动层、 连接的纽带，OS层包括实时操作系统（ 应用程序。5.3系统软件系统软件由低层驱动程序、操作系统、中间层、和上层接口层（安卓层）组成，如图所示:尹5.4应用软件点菜系统应用软件组成图5.4.1 主控模块处理流程如图所示:主控模块也为输入事件处理模块，该模块接收来自各窗口的消息

11、，并将消息发送给相应 的消息外理函数进行处理，入口r-读泊总臥刿H紹1息苛肯忌¥.二盃-號口处涅程序或遥洁542 显示处理模块根据输入事件处理模块发送的显示信息，通过相应的窗口函数进行表页显示和客显。理流程图如图所示：543数据处理模块在事件处理模块控制下处理时，进行存取业务数据，如增加菜，删菜系统调置等操作。 其处理流程图如图所示：-、人口川口柿入ttlfi理后文件系统文544通信模块4部分功能。将订菜单按传输控制协议组织成报文放入发送等待队列中。 读取发送等待队列中的报文进行发送。接收从前台下发的数据报文。将接收到的报文分类处理。远程数据传输使用GSM通信实现手持PDAf前台管理

12、中心的沟通。是在 UD协议控制下进 行手持PDA!前台主机通过 GSMI信模块进行无线通信。从功能上说：远程数据传输模块主要实现 1报文组织： 2报文接受： 3报文发送： 4报文处理：（报文（message是网络中交换与传输的数据单元，即站点一次性要发送的数据块。报文包 含了将要发送的完整的数据信息，其长短很不一致，长度不限且可变。） 无线通信传输体系结构如图所示：7,F：-=-打I毡吃I弋：-£；吓：请三巾：?？S3C44B0X内部集成了（提供两个串口，可以利用UART操作实现串口数据收发、波特率发生、中断发生和自动流控制等）。无线传输数据前可以利用UART操作将待发数据，放入输出

13、保持寄存器中。这些数据包括餐桌号码、顾客点菜的菜名、总价等，输出前要用Int2Unicode（）此函数把整型数据转换为 unicode字符串，再送至GSM无线通信模块进行通信。本系统GSM模块的通信要使用 AT指令集来实现。AT指令集每个指令执行成功与否都有相应的返回。AT指令集对于短消息的控制主要有三种模式：BLOCK MODE ,基于AT命令的PDU MODE ,基于AT指令的 TEXT MODE。在本系统中选用基于 AT命令的TEXT MODE。具体编程中控制系统可以发给GSM模块AT命令的字符串来控制其行为，先用Uart_Init（1,0,115200）;语句设置开发平台的串口1波特率

14、为115200bps,并且选择短消息格式为 GSM_Cmd（"AT+CMGF=1n"）（文本模式）。在程序中输入 AT+CSCA=+8613800 512500” 回车（具体的号码由当地的运营商决定 ）来设置短消息中2心地址。在收发短消息时要用到如 下指令：AT+CMTI :“ SM,X （X表示接收短消息的 SIM卡存储号码），AT+CMGR=X回车（从X 存储区读短消息 ），AT+CMGD=X 回车 （从 X 存储区删除短消息 ），AT+CMGF=1 回车 （采用 文本格式发送 ），AT+CMGS“=+861xxxxxxxxx ” 回车（输入短消息）， Crtl+Z （

15、结束并发送）。6 结语本文提出了无线点菜终端的软硬件系统解决方案,设计实现了一个餐馆点菜系统的原型，即采用 S3C44B0X 微处理器、 TG35I GSM 短消息通信模块及其他输入输出模块作为硬 件平台，利用 linux 实现点菜逻辑的方案。文中的电子点菜系统只是一个轮廓，只对一些关 键部分做说明， 其他还没考虑到的问题还有许多， 只能以后逐步升级完善。 随着电子技术及 软件的发展，基于 ARM 的嵌入式电子点菜系统将具有更大的实用价值和发展空间。参考文献12345刘岚, 尹勇 , 李京蔚 . 基于 ARM 的嵌入式系统开发 M. 北京：电子工业出版社， 2008 王田苗 ,魏洪兴 . 嵌入式系统设计与实例开发M. 北京：清华大学出版社， 200820076789黄燕平.卩COS- n RAM移植要点详解M.北京：北京航空航天大学出版社， 2005. 陈艳华 . 基于 ARM 的嵌入式系统开发与案例 M. 北京：人民邮电出版社， 2007 刘天时，强新建 . ARM7 嵌入式开发基础实验 M. 北京：北京