一、基本任务与要求
基本任务：设计一个无线点餐系统，客人通过手持终端点餐，点餐点餐完成后将结果通过无线数传模块分别传输给在厨房和总台的上位机，其中厨房上位机以先后顺序显示客人所在桌号和菜名，总台上位机要求显示桌号、菜名、单价等信息，并可以计算消费总额，打印消费小票，保存消费记录等
要求：（1）手持终端能显示菜名、单价等信息；人机界面要求操作简单、直观；
（2）手持端使用电池供电，所以必须尽可能降低其功耗； （3）当没有客人时自动进入低功耗状态，有客人到来时自动唤醒； （4）数据传输要求误码率小于0.1%，传输距离大于300米；
（5）毕业设计论文按照学院统一格式要求，内容提要用中、外文资料统一、准确。
1、
随着经济和科技的高速发展，人们的生活质量越来越高，电子产品也越来越深入的融入人们的日常生活中，在餐饮行业也不例外，于是无线电子点餐系统应运而生。
在传统的餐饮行业，点餐时都是由服务员拿来菜单，客人根据菜单点菜，服务员再将客人所点的菜送到厨房和总台。这种方式办事效率低、容易出错、而且浪费大量的人力资源、客人需要等待较长的时间等等弊端。
而无线电子点餐系统则完全克服了这些问题，它完全颠覆了传统的点餐方式，采用手持PDA+无线收发器+总台控制器+显示器的方式使点餐系统形成一个有机的整体。为饭店提供了一个无纸化、人性化、低功耗、高效、节省人力资源的点餐解决方案。
本系统由手持终端、接收机和上位机界面三部分组成。手持终端由电池供电，为了降低功耗，MCU用TI公司的超低功耗单片机MSP430F1611，通过热释电传感器检测是否有人，无人则关闭所有外围模块，单片机进入最低功耗模式。LCD菜单和独立键盘构成人机交互界面，客人可以通过此界面来点菜，并通过无线数传模块传输到接收部分。接收部分考虑到设计成本和功能需求，采用了MICROCHIP的PIC16F877作为控制器。当接收部分接收到数据后，将其按照串行通信协议送给与之相连的上位机。上位机由Labview实现，当上位机收到数据后，把数据转化为相应的菜名、单价等信息显示出来。上位机可以对价格进行计算、统计、打印凭条等操作。
选题背景与意义。
1． 理论分析与方案论证
根据题目要求，系统可分为以下几个模块，如图3-1-1，3-1-2 所示：
供电部分 液晶显示 热释电
USB模块 PC机 供电部分
图3-1-2（上位机连接部分）
MCU 地址编码 数据编码 数据解码 无线收发模块 地址解码 控制键 图3-1-1（终端部分）
MCU 地址编码 数据编码 数据解码 无线收发模块 地址解码 对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案：
（1）收发模块
收发模块的功能及原理框图如图3-3：
图3-3
发射电路 调制电路 高频振荡电路 高频功率放大电路接收电路 高频放大解调电路 因题目对频带宽度没有限制，为了提高抗干扰能力。
方案一：使用ZigBee技术组成无线局域网络，传输数据速度快，抗干扰能力强 ，但实现难度大，开发成本高，功耗相对较高，使用效率低。
方案二：采用分离器件，分别制作收发电路，价格便宜，但是由于题目要求传输距离要远，而且要求系统比较稳定，会使电路比较复杂。
方案三：使用专用的（DT1000）无线数传模块，使用集成芯片能比较容易的实现要求，而且价格便宜，能实现高稳定度的远距离传输。
综上所述，我们采用方案三进行设计。
（2）控制部分
方案一：采用FPGA实现。FPGA资源丰富，速度快，可靠性好，但针对本次设计而言显得太浪费，使得其使用效率低，而且价格较高。
方案二：采用MSP430F1611单片机为控制系统的核心。其低功耗，高性能，48KFLASH和10K RAM均能满足菜单的实现，对信号进行处理，显示及硬件与软件都比较容易实现，且满足本题的要求。性价比较高，资源丰富，利于提高系统稳定度。
比较以上两个方案，方案一与方案二均可以实现本题的要求，并且精度都可
以满足要求，但方案一用与本系统不能充分利用器件的性能且其器件昂贵；方案二能够发挥各个器件的优势且性能价格比较高，还能进行功能扩展。因此我们采用方案二进行设计。
（3）显示部分
方案一：采用TFT薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器，18位以上真彩色（256K），可以实现分辨率为VGA、SVGA、XGA、SXGA、UXGA,但由于MSP430F1611不带液晶控制器，需外加液晶控制器，实现难度大，硬件工艺复杂，成本也较高。
方案二：采用TN小规模点阵像素，不需外加控制器，硬件也易于实现。与终端控制器能很好的协调工作，能达到本设计要求。
综上所述，我们采用方案二进行设计。
（4）传感器部分
方案一：使用HS0038和红外二极管组成障碍反射感测装置，其成本低、灵敏度较高、实现容易，但反射角小、盲区大不易全范围监测，且距离较大时误差增大。
方案二：使用热释电传感器，监测盲区小、灵敏度高、选择人体热释电范围，可避免误开起，完全符合本系统要求。
综上所述，我们选择方案二。
2.系统硬件设计
4.1 系统总体设计
根据题目要求，我们作出的系统总体设计为：
采用TI公司的MSP430F1611作为手持控制核心，以OCMJ8X15触摸屏实现终端人机交互，315M无线电传输作为无线组网环境，利用热释电识别模块开启或关断条件以降低功耗。上位机人机交互界面由LabVIEW实现，采用PIC16F877编解码完成PC机与无线网络的串行通信。
4.2 单元电路功能及原理分析
1. 终端：
1. 控制器：
终端控制器为TI公司的16位，具有精简指令集、超低功耗的混合型单片机。64只管脚（图4-2-1），
图4-2-1
低频震荡器使用32.768KHz晶体，高频震荡器使用8MHz晶体复位电路使用
了阻容延时滤波、稳压二极管限幅。本系统用到的MSP430F1611的供电电压是
3.3V，输入电压最大也不超过3.3V而用到的外围模块供电均为5.0V输出电压也到达5.0V，如表4-2-1，两者属于不同电源电压的逻辑器件相互接口时会出现以下三个问题：
（1）如果本系统的MSP430F1611的引脚直接与5.0V的管脚相连，5.0V电压会向MSP430F1611的3.3V电源充电。持续的电流会损坏MSP430F1611或其他器件。
（2）两个电源间电流的互串问题。在等待或掉电方式时MSP430F1611的3.3V电源降落到0V，大电流通到地，这使总线上的高电压被下拉到地，这种情况会引起信号丢失和原件损坏。
（3）输入转换门限的问题。每个器件都会有自己的驱动门限，MSP430F1611引脚上的输出电压必须达到外围器件的驱动电压门限，如果单纯考虑MSP430F1611引脚最大电压限制而把接口电压钳制在一个很小的值上，系统也是不能运行的。 其解决方案为：
采用输入输出分开处理的办法，5.0V到3.3V的耦合使用串接3.3KΩ电阻输出端接3.3V稳压管将与MSP430F1611连接的接口电压钳制在3.3V（如图4-2-2），
3.3V到5.0V的耦合使用HC373实现将
MSP430F1611输出的3.3V提升到可以驱动外 图4-2-3 图4-2-3 围模块的5.0V电压（图4-2-3）。
表4-2-1 逻辑输入电压（V） 逻辑输出电压（V） 模块或芯片 最小 标准 最大 最小 标准 最大 液晶 4.5 5.0 5.5 4.5 5.0 5.5 无线模块 4.0 5.0 5.5 4.5 5.0 5.4 热释电 -- -- -- 4.0 5.0 6.0 MSP430F1611 2 3.3 3.3
2.液晶：
终端人机交互使用了OCMJ5X15液晶，对比度调节使用了10KΩ可调电阻，利用S8050对背光进行可编程管理，原理图连接见（图4-2-4）