基于关联度的智能荐菜系统的设计与实现

基于关联度的智能荐菜系统的设计与实现

1智能荐菜点餐系统的研发过程随着物质文化遗产的迅速发展，计算机科学技术的快速发展改变了人们的生活。随着收入的增长和消费观念的更新,人们对餐饮企业提出了更高的要求。传统的纸质菜单尽管还在大量使用,但因其菜品更新不及时,制作成本不断提高、点菜需要咨询服务员等问题,导致顾客在点餐过程中面对菜单中大量的菜品信息可能无法快速找到满意的菜品。针对上述问题,本文运用关联度推荐算法,利用企业已经拥有的点餐数据,设计并研发了一款智能荐菜点餐系统。该系统实现了在没有服务员辅助时智能化、有针对性地向顾客推荐菜品,在推荐菜品的同时推送菜品对应的历史文化渊源信息,让顾客在品尝菜品时不仅能品“味”,还可以明“道”。国内现在有一些推荐系统,主要包括:基于关联规则的点餐推荐系统22.1电脑技术测试点餐系统的硬件架构主要由服务器、点餐终端、厨房显示终端三部分组成,本文将服务器端称为上位机,点餐终端和厨房显示终端称为下位机，如图1所示。其中，服务器是一台计算速度较快的PC或笔记本电脑，点餐终端和厨房显示终端可以是普通的智能手机或平板电脑。服务器可以通过互联网与外界进行通信，点餐终端和厨房显示终端通过无线网络连接到服务器，并与服务器进行信息交换。在图1中,上位机用于存储点餐数据、菜品、会员信息和运行推荐算法生成推荐表等,本文采用笔记本作为测试服务器。点餐终端用于从上位机数据库读取菜品、推荐表等信息后与顾客进行交互,同时将顾客的订单信息发送到上位机。厨房显示终端则显示由上位机发来的菜品信息便于加工。凡是运行在Android4.3以上的平板电脑或智能手机均可作为下位机,本文采用两个平板电脑分别作为点餐终端和厨房显示终端。2.2系统的实施和操作首先要组建一个基于上位机和下位机之间的无线网络,可以有多个下位机分别用于点餐或显示待加工的菜品信息,明确上位机的IP地址,而下位机的IP无需关注。然后启动上位机的点餐管理程序,若是首次启动,则需要设置上位机的IP、数据库访问名称和密码等信息,否则直接进入后台登录界面。上位机启动就绪后,即可启动点餐终端程序,设置其与上位机连接的IP和端口号等参数,若是每天首次启动,则还需从上位机数据库获取最新菜系表、菜类表、菜品表、职工表、推荐表、餐桌表等信息到本地数据库中,否则直接由服务员输入账号、密码和顾客所在的餐桌号登录点餐系统。服务员将登录好的点餐终端交给顾客,由顾客自主点餐。顾客点餐时,系统会根据顾客所选择菜品智能推荐可能会感兴趣的其他菜品,且在浏览菜品时还可以看到该菜品相关历史文化信息。整个点餐过程无需服务员干预和辅助,大大节省了服务员工作量。顾客点餐完毕可直接发送订单到上位机,上位机收到订单后根据餐桌号自动更改该餐桌状态,并在屏幕上用不同颜色标识,同时将此订单的菜品信息发送到厨房显示终端。厨房显示终端根据菜品类别和一定排序规则分列显示需要加工的菜品信息,且会定期刷新显示。每道菜品显示有菜品名称、附加口味、餐桌号等信息。当某道菜品加工完毕,传菜员可在显示终端点击菜品名称,选择“完成”,完成后的菜品不再显示。若厨房显示终端为空,说明没有订单信息或所有订单的菜品已经加工完毕。3点餐数据存储与管理模块点餐系统宏观上由一台服务器和若干点餐终端、厨房显示终端组成。从图2所示的推荐菜品工作流程可以看出,系统功能模块主要分为点餐模块、点餐数据储存与管理模块、推荐模块、厨房显示模块。点餐模块位于点餐终端,主要包括参数设置与数据同步、点餐端登录、顾客点餐、后台数据库的连接与操作等子模块。点餐数据存储与管理模块位于服务器端,主要包括参数设置与登录、会员管理、菜系管理、菜类管理、菜品管理、餐桌管理、订单管理、结账、消费统计分析、生成菜品推荐表以及系统辅助功能等子模块。推荐模块的实现依赖于菜品推荐表。菜品推荐表是服务器端空闲时根据顾客点餐历史数据等规则计算菜品之间的关联度,将关联度最高的若干菜品提取出来,生成菜品推荐表。该表的每一行第一列为某一道菜品编号,第二列为与之相关联的菜品编号,第三列为关联度值。服务器需要计算所有菜品的关联度,最终生成菜品推荐表。当顾客选择某一道菜时,推荐模块就会遍历菜品推荐表,智能推送五道与该菜品相关联的菜供顾客选择。厨房显示模块位于厨房显示终端,主要包括菜品显示、与操作员交互和与服务端数据库通信等子模块。44.1参数设计为便于算法描述,设置与算法相关的参数,如表1所示。4.2品与紫菜之间的关联度的测定初始状态时,菜品之间的关联度记为0,即对应的根据用户的点餐记录,计算菜品与菜品之间的关联度。以每桌点餐的菜品为一个集合,假设某餐桌选择了集合若某菜品被选频率高,则算法利用菜品的销售量系统初始运行无法进行推荐时,算法引入菜品固有属性,即价格和食物的相宜与相克属性,对应的权重分别记为该算法建议客户推荐类似于价格的食物假设顾客选择一个价格为食物和食物之间存在互相帮助和相互作用假设菜品4.3计算食物和食物之间的关系假设两道菜品(若存在点餐历史数据时,则(5后台数据的操作在系统测试时,上位机使用的笔记本电脑(i5CPU、8GB内存、500GB硬盘、Window7、SQLServer2008),下位机使用了两个10寸屏的平板电脑(Android4.3、SQLite),其中一个平板电脑安装了点餐终端程序,另一个则安装的是厨房显示终端程序。为保证有相应的点餐数据,在系统中已经预点了100多份订单,并根据这些订单信息计算菜品之间的关联度,生成菜品推荐表。在计算关联度时,参数设定为点餐终端首次启动进行的参数设置和同步后台数据的操作如图4所示。每间隔一段时间都需要在服务器端计算菜品之间的关联度,更新菜品推荐表。只要服务端菜品数据发生了变化,在启动点餐终端时都需要进行数据同步,将服务器端数据库中的相应数据同步到点餐端数据库中。当服务员完成数据同步并登录系统后,即可将点餐终端交给顾客,由顾客自主完成点餐过程,期间不需要服务员干预。图5所示为不分类别浏览菜品并选择顾客喜欢的菜品。图6所示为详细浏览某道菜品的历史文化渊源,屏幕下方就是系统智能推荐的五道菜品。只要顾客点击某道菜品,系统都会显示该道菜品的历史文化,并推荐关联度最高的五道菜品,顾客可以选择系统推荐的菜品,也可以忽略系统推荐。顾客在点餐过程中可以点击“我的菜单”查看已经选择好的菜品,并能够删除不想要的菜品或更改菜品的份数,如图7所示。当顾客确认菜单无误,即可点击“提交订单”,该订单信息就通过无线网络发送到上位机服务端,如图8所示。在图8中,104号餐桌表示已经有顾客正在就餐,其他餐桌处于空闲状态,系统会实时刷新餐桌状态,餐桌状态将以不同颜色进行显示标识。当点餐终端呼叫服务员时,服务端屏幕会显示提示通知。当服务端接收到订单信息时,会立即将此订单的菜品信息发送到厨房显示终端,如图9所示。厨房显示终端按菜品分类呈四列显示,分别是热菜、凉菜、炖菜和主食。每一类按等待时间和菜品加工时间等参数设置优先级,并按优先级降序排列。不同列的菜品可以同时加工。若某道菜品加工完毕,服务员只需点击厨房显示终端菜品名称,选择“完成”,则此道菜品就从屏幕消失。当厨房显示终端为空白时,可能没有订单到来,也可能所有菜品已经加工完毕。6测试结果及分析本文提出了一种基于关联度的菜品推荐算法,设计、开发一款具有智能荐菜功能的