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1、武汉理工大学通信工程应用技术课设报告书目录摘要1Abstract21、设计内容32、系统整体设计原理42.1 排队系统的基本功能42.2 系统工作原理42.3 软件操作流程53、电路硬件模块设计63.1 业务调度模块设计63.1.1 时钟电路63.1.2 复位电路73.2 排队子系统模块设计83.3 工作人员服务模块设计83.4 业务提示模块设计83.4.1 LCD液晶屏单元83.4.2 语音播放单元93.5电源设计104、整体电路图115、系统软件设计125.1 通信协议125.2 业务调度系统程序设计135.3排队子程序设计145.4 服务子程序设计145.5业务提示子程序设计156、电路
2、仿真结果167、总结198、参考文献20附录 C源程序代码21摘要目前，在以银行营业大厅为代表的窗口业务，大量客户的拥挤排队已成为了这些企事业单位改善服务品质、提升企业形象的主要障碍。排队叫号系统的使用将成为改变这种情况的有力手段。排队系统完全模拟了人群排队的全过程，通过取票进队。排队等待、叫号服务等功能，很好的解决了客户在服务机构办理业务是所遇到的各种排队、拥挤和混乱现象，代替了人们站队的辛苦，把顾客等待的烦恼变成了一段难得的休闲时光，使客户拥有了一个自由的空间和一份美好的心情。本次课程设计详细的介绍了设计的整过程，各个子系统的设计规则，而且还基于MATLAB做了简单的仿真。关键字：窗口业务
3、、排队等待、呼叫服务、设计、MATLABAbstractAt present, in the business hall of the bank as the representative of the window service, a large number of customers queuing has become the main obstacle to these enterprises to improve service quality, enhance corporate image. The use of queuing system will become a pow
4、erful means to change this situation. Queuing system is fully simulates the whole process of the crowd queuing, the ticket into the team. Queuing, queuing and service functions, is a very good solution to customers in the service business is encountered queuing, crowded and chaotic phenomena, instea
5、d of people line up hard, make customer waiting annoyance into a rare leisure time, so that customers have a free space and a good mood.Keywords: window service, waiting in line, call service, design, MATLAB1、设计内容 由于嵌入式的电路板比较复杂，而次设计用单片机可以实现，所以相对来说用单片机设计比较简单，程序设计也比较方便。通过编程对SYC89C52输入/输出接口进行控制，并对1602液
6、晶显示屏进行操作，使之显示相关信息。 当两个业务办理窗口中的某一个有一个人的事务办理完毕时对应窗口的工作者便按下叫号键，通过液晶显示“Now No.X come to No.X window!”的信息，通知持有下一个号码的人前来。当前来办理事务的人按下领号键后，若能正常领号，则液晶显示“Your number is X.”的信息。若检测到等待的人数(通过液晶显示)达到20时，蜂鸣器“报警”，任一窗口处的叫号键被按下，则液晶显示“Queue is full,come later.”的信息，同时领号被禁止，但仍可以叫号，即持有号码的人继续办理业务，直到等待的人数小于20才能继续领号。另外有一个统计
7、客流量的按键，按下则显示“Now the total num is X”，即到目前为止领过号的总人数，并在液晶右侧显示仍在等待的人数。系统工作过程中每按下任一个按键时蜂鸣器发出响声。叫号系统每次结束工作时恢复到初始状态。焊好电路确定芯片与外围电路的接口后，只需写程序对芯片I/O口进行操作，便可实现信息的显示、传递等功能。单片机芯片相对集成度更高，成本也比较低。并且电路连接比较简单，调试过程中只需改动程序，信息显示也更直观。系统稳定性足够满足设计要求。2、系统整体设计原理智能排队叫号系统是提高窗口服务行业的办公效率，解决顾客排队等候问题的有利工具。本文设计的嵌入式智能排队叫号系统基本完全模拟人群
8、排队过程，通过取号、进队、排队等待、叫号服务等功能代替人们站队，实现机器自动代替人排队的过程。可以适用于银行、工商、税务、医院等窗口比较繁忙的地方2.1 排队系统的基本功能（1）银行门口有一个叫号机，在客户操作下可打印出一个顺序号；客户按照顺序号依次到银行窗口办理业务；（2）叫号机支持两类业务：现金业务和非现金业务。办理现金业务的窗口有3个，办理非现金业务的窗口有2个，称为综合窗口；现金业务窗口只能办理现金业务，而综合业务窗口可以办理现金业务和非现金业务；（3）非现金业务优先级高，综合业务窗口只有在没有非现金业务情况下，才能办理现金业务；（4）银行工作人员在办理了一个客户业务后，按一个呼叫按钮
9、，由系统安排其下一个办理业务的顺序号；顺序号在窗口前的LED屏上显示的同时进行语音播音，提示客户前来办理业务；设计一个叫号调度系统，实现对办理银行业务的排队和调度。2.2 系统工作原理集排队系统服务主机与取号机一体的嵌入式排队叫号主机服务器设置在服务大厅，客户进入大厅，选择自己需要的服务类别，记下当前排队的序号，然后到相应的休息区等待。服务大厅设有一个LED显示屏，用于对当前的操作进行提示。当窗口的工作人员开始进行客户服务时，查询相应的排队队列，响应请求，并在LED显示屏上显示相应消息，并驱动语音呼叫系统给出语音提示：请xxx号到xx号窗口。如图1所示，排队系统基本流程图以所要处理的排队信息为
10、主体，从客户在发号机上按下按键后产生的一条记录开始，给出了数据处理的整个流程。图1 系统流程图本文所设计的嵌入式系统所遵循的软件和硬件协同设计的方法和特点，即软硬件设计是并行且交叉的，两者互相支持、互相提供开发的平台。可以设计出整个系统的结构如图2所示，整个系统主要由排队子系统、业务调度系统、业务提示系统组成。图2 系统结构图排队子系统同时涉及到客户的操作和工作人员的操作，其简单的工作流程为：顾客到达服务大厅后，先到排队发号机上选择自己需要的服务类型，得到自己的服务序号后，到相应的休息位置等候语音呼叫，同时关注LCD液晶屏的显示，当被叫到自己的排队号时，根据语音提示和LCD屏显示信息到相应窗口
11、办理业务；工作人员到达指定的窗口后，待准备好服务客户时按下呼叫键开始工作，每服务完一个客户后就按呼叫键呼叫下一位客户。2.3 软件操作流程本设计中自动排队叫号软件的模拟操作流程如下：1、系统初始化主程序不断扫描按键，等待外部信号的到来。2、领号者领号需要领号的人只需按下领号键，若领号成功，则系统显示所领取的号码，否则等待片刻再前来领号。3、工作人员叫号 窗口工作者按下叫号键，通知下一位顾客前来办理业务，若无人正在等待，则返回信息给工作人员。4、若等待人数超过限制，系统报警，领号暂停。否则领号、叫号工作继续进行，到系统关闭为止。图3 软件流程框图3、电路硬件模块设计系统是一个简单的分布式控制系统
12、，系统硬件由排队子系统模块、工作人员服务模块、业务调度模块和业务提示模块等模块构成，考虑到节约系统开发成本及时间等因素，排队子系统模块和工作人员服务模块均使用按键模拟；业务调度模块的核心芯片选用价格较低且性能较佳的STC89C54单片机；业务提示模块的核心芯片选择的是ISD4004语音存储控制芯片和LCD1602。3.1 业务调度模块设计51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89
13、系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。要使得单片机能够正常工作，那么就需要时钟电路和复位电路。单片机的时钟信号用来提供单片机内各种微操作的时间基准，复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的状态运行。3.1.1 时钟电路单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器或陶瓷谐振器，就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相
14、放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器，并产生振荡时钟脉冲。内部振荡方式如图3所示。图中，电容C1，C2起稳定振荡频率、快速起振的作用。电容值一般为530pF。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。在本设计中，需要得到稳定的时钟脉冲，因而我们采用内部振荡方式，其电路图如图3所示。图4内部振荡方式3.1.2 复位电路复位操作完成单片机片内电路的初始化，使单片机从一种确定的状态开始运行。当单片机的复位引脚出现5ms以上的高电平时，单片机就完成了复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态，而无法执行程序，因此要求单片机复位后能脱离复位状态。根据应用的要求，复位操作
15、通常有两种基本形式：上电复位、开关复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。开关复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，如果发生死机，用按钮开关操作使单片机复位。本设计中，上电且开关复位的电路如图4所示。上电后，由于电容的充电，使RST持续一段高电平时间。当单片机已在运行之中时，按下复位键也能使RST持续一段时间的高电平，从而实现上电且开关复位的操作。通常选择C=1030uF，R=10k，本设计中，选择C=10，R=10k。图5复位电路综上所述，单片机的最小系统电路图如图5所示。图6单片机最小系统3.2 排队子系统模块设计排队子系统模块是用作客户选择服务类型的，按照设计要求，本排队子系统模块需要实现叫号机支持两类业务：现金业务和非现金业务。因而我们需要设定两个按键来选择不同的业务在此我使用的是两个按键来区分不同的业务，其电路图如图6。其中，当客户按下按键1时，代表其选择的是现金业务，当客户按下按键2时，代表其选择的是非现金业务。图7 用户叫号模块3.3 工作人员服务模块设计工作人员服务模块是给工作人
