毕业论文 银行排队叫号系统的设计

本科毕业设计（论文） 题 目 银行排队叫号系统的设计 学生姓名 陈 福 秀 专业班级 09 电子科学与技术 1 班 学 号 200931002 院 （系） 电气工程学院 指导教师 (职称 ) 王继红 （讲师） 完成时间 2013 年 05 月 18 日 郑州科技学院电气工程 学院 二一 三 年 五 月 州科技学院 毕 业设计（论文）任务书 题目 银行排队叫号系统的设计 专业 09 电科 学号 200931002 姓名 陈福秀 一、 主要内容 收集，整理与课题有关技术与产品资料，确定系统方案，设计电路原理图，绘制电路板，编写应用程序，进行焊接调试并撰写毕业论文。 二、基本要求 1. 检索与课题有关的资料，提出自己的设计方案，方案应具有可行性、经济性；写出开题报告。 2. 编写论文初稿。 3. 在的初稿基础上撰 写毕业论文。 4. 毕业论文的撰写，要求认真工整、条理清晰、正确标准。 三、 主要参考资料 1. 张毅坤编 M 西安：西安电子科技大学出版社 1998 2. 金篆芷 现代传感器技术 M子工业出版社 1995 3. 吕俊芳 . 传感器接口与检测仪器电路 M京航空航天出版社 1994 完 成 期 限： 指导教师签名： 专业负责人签名： 2013 年 5 月 18 日 要 I 摘 要 本文设计了一套排队叫号系统。该系统是以排队抽号顺序为核心，客户利用客户端抽号，工作人员利用叫号端叫号；通过显示器及时显示当前所叫号数，客户及时了解排队信息，通过合理的程序结构来执行排队抽号。以提高排队等待效率，解决排队秩序混乱，前拥后挤等现象，实现排队自动化，规范化。通过该系统的使用，客户不必为排队浪费大量精力，便于管理排队秩序，同时适应信息时代管理数字化的要求，提高服务水平与质量 。 排队叫号系统是针对银行、工商、税务、通讯、政府机构等部门的大厅工作流程设计 的，是利用电脑的科学管理客户排队的系统，能够很好地解决客户在服务机构办理业务时所遇到的各种排队、拥挤和混乱现象，为客户办理业务带来莫大的方便和愉悦。本课题研究的是一款无人排队的排队叫号系统，它主要由系统主从机、键盘、显示电路、蜂鸣器电路等部分构成。系统利用 片机进行控制，通过串行通信方式传输处理数据；通过按键取号，在 显示排队的号码以及当前正在等待的人数；通过按键叫号，在 显示叫到的号码，由蜂鸣器发出声音提示客户。这种现代化的高科技产品彻底解决了银行、工商、税 务、通讯、政府机构等部门的服务大厅普遍存在的站立等候、服务无序的问题，同时免除了令客户不舒服的站立式排队，深化完善了服务的质量。本系统采用 片机进行控制，利用 示，蜂鸣器鸣叫提示的人机交互界面，模拟排队管理系统，科学的处理各种排队情况，具有操作简便、控制灵活、显示清晰、制作成本低、性价比较高等特点。 关键词 ： 片机 排队叫号 系统开发 I n a of up as is on By of of to In to as to of t to up a of in at to of is at a of is of of be to in by is an is of a CU in II of at in of of a of of up 目 录 目 录 摘 要 . I . 绪论 . 1 题来源 . 1 内外发展状况 . 1 线系统与无线系统 . 3 展前景 . 4 统的设计目的 . 4 2 系统的需求分析 . 5 统功能需求 . 5 功能性需求 . 5 3 系统总体设计 . 7 案论证 . 7 案要求 . 7 案确立 . 7 案原理 . 8 步通信 . 9 统的体系结构 . 10 统的软件结构 . 10 统的基本功能和工作原理 . 11 队系统的基本功能 . 11 作原理 . 11 队系统工作流程 . 12 据处理流程 . 12 户工作流程 . 13 作人员工作流程 . 13 统工作流程 . 13 目 录 要应用器件及技术原理 . 14 处理器介绍 . 14 晶 介绍 . 16 件概要设计 . 22 件概要设计 . 23 4 系统硬件设计 . 24 要电路设计 . 24 机部分电路 . 24 机部分电路 . 25 能部分电路设计 . 25 片机最小系统电路 . 25 602 液晶显示电路 . 27 键部分电路 . 29 行发送和 行接收电路 . 30 5 系统软件设计 . 31 队系统主从机软件设计 . 31 统从机（取号终端）软件设计 . 31 统主机（叫号终端）的设计 . 31 要子程序流程图 . 32 鸣器子程序 . 32 示子程序 . 33 口消号处理子程序 . 34 6 系统电路设计 . 35 晶显示电路 . 35 音提示电路 . 35 7 系统 真实现 . 36 统的硬件实现 . 36 统的软件实现 . 36 统集成与仿真 . 37 目 录 结论 . 40 致谢 . 41 参考文献 . 42 附录 A 主机程序清单 . 44 附录 B 从机程序清单 . 55 附录 C 总体设计图 . 61 1 绪论 1 1 绪论 题来源 过 取票 进队 、排 队 等待、叫 号 服 务 等功能， 诠释 了人性化的服 务 理念，舒 缓顾客等待的急躁情绪使人 们 在等候服 务 的 过 程中 拥 有一 个 相 对 自由的空 间 ，是科技以人 为 本的真正时代跨入另一个世纪， 随着经济全球化的大浪潮，社会的进步推动着各行各业的竞争逐渐加剧，促使各行各业树立新的服务观念，以改变旧的工作方式，适应时代的需求。由于各行各业的信息化、智能化建设越来越普及，整个社会对各个行业办事效率的要求也越来越高。 长 期以 来 ，人 们 在 银 行、 医 院、电 信、 税务 、工商等 营业 大 厅 里前 拥 后 挤 、 杂乱无 章地排 队 等候，有 时 一站就是一 个 多小 时 ， 这 已是司空 见惯 的 现 象，极大地影 响 了服 务质 量。 员 工坐 着 服 务 、客 户 站 着 等待的服 务 方式与“用 户 就是上帝”的服 务 宗旨完全背道而 驰 !改善服务质 量、 树 立良好形象，解 决劳 累的排 队现 象、 创 造人性化服 务环 境已成 为 急需解 决 的 问题 。 与此同时，随着企业的竞争日益激烈，如何加强窗口单位的服务质量，如何加强对客户及工作人员的管理，如何克服诸如顾客挑选自己熟悉的工作人员而引起的各种弊端，创造一个轻松而个性化的窗口环境，已成为公共服务部门急需解决的问题，它直接影响着企业公共形象及业务量， 涉及企业根本利益。另外，传统柜台服务存在不安全隐患，偷盗密码已经不再是个别案例，多窗口的服务往往让人无所适从，客户盼望只排一个队，只接受“一对一”的个性化服务已成趋势， 设计 一套排 队 抽 号 的服 务 系 统 ，可以很好的解 决 因排 队 引起的种种问题 ， 银行排队叫号系统应运而生。 此系 统 完全 通过 模 拟 人群排 队过 程 实现。 本文基于 单 片机的排 队 叫 号 系 统 ，由客 户 端和主机 终 端 组 成，有 示信息， 让 客 户 知道自己的 队号 ，并有叫 号 提示音提醒客 户 ，方便快捷，可以 满足日常的服 务 行 业 排 队 叫 号 ，所以非常有意 义 。 内外发展状况 随着 现代技术的不断发展特别是计算机技术的应用 ,使排队技术的发展也突飞猛进。目前已具备多种功能如音乐提示、综合显示、1 绪论 2 示、号码发放也由取号机自动打印到触摸屏查询取号、按键取号、特殊识别取号等等。在我国 ,特别是在我国加入世贸组织之后，排队技术也被引进国内，并在我国特有的高速经济发展的环境中得到飞速发展，普及及应用。我国的排队技术产品也由 1998的起步期， 2001的发展期到现阶段的高速发展期逐渐生产出适合我国国情排队系统产品，客户对排队系统产品的应用也逐渐习惯并乐于接受。智 能排队系统就是人们现在乐于接受的系统。排队技术最早出现在欧美等西方国家，开始的排队系统仅限于工作人员的人工呼叫，随着现代技术的不断发展特别是计算机技术的应用，使排队技术的发展也突飞猛进。目前己具备多种功能如乐音提示、语音合成呼叫、 叫终端、 综合显示 主的各种数码管显示、 示、 示、 示等。号码发放也由取号机自动打印 (触摸 屏查询取号、按键取号、特殊识别取号等等。排队技术产品的出现彻底改变了以前许多需要长时间排队场所的无序模式，也被越来越多的行业所采用，以提高管理水平和自身竞争力。 智能排队机或称智能排队系统是一种综合运用计算机技术、网络技术、多媒体技术、通讯控制技术的高新技术产品。它完全模拟了人群排队过程，通过取号、进队、排队等待、叫号服务等功能，取代各类服务性窗口传统的由顾客站立排队的方式，实现了计算机系统代替客户进行排队的过程。适用于各类窗口服务行业，目前在国外已经广泛应用于金融、医院、电信、以及各级政府对外服务窗口等行业。如今国际上的排队叫号系统发展主要表现在以下几方面： 1）虚拟、物理呼叫器 选择这两种配置中的任一种均可利用现有的电脑网络线，即可省去另外单独布线的烦恼也节约了工程布线费用的开支。虚拟呼叫器配置非常适合电脑已联网情况下使用，物理呼叫器较适合不需电脑的科室使用。根据实际配置情况，虚拟和物理呼叫器可在合适的情况下互换。 2）后台监控 可以实现高层管理人员足不出户，即可实时了解服务动态，便于适时调动人员、方便管理。 3）高度集成 所有主要器件都内置控制板、微处理器 网络接口。 4）排队叫号系统已经开 始向功能齐全、外观时尚且轻便小巧等特点开始发展。 1 绪论 3 国内市场上，虽然目前有一些国外引进的排队系统产品，但价格高昂。近几年，国内服务性行业逐步开始使用国内研制的排队机系统。 国内外同类设计 情况如下： 1）基于 微控制器的排队叫号系统设计 采用 排队叫号系统中键盘作为人机接口界面，是嵌入式系统的关键组成部分，液晶显示屏作为输出部分。通过采用 性能、高集成度、高性价比的 32 位 核处理器 管理机部分不用扩展 机械部分设计时不用扩展 口电路，大大降低了设计的复杂性以及系统的设计成本，且增强了系统的可移植性。 2）基于单片机的排队叫号系统，系统分为两个模块：抽号模块和叫号模块，其控制核心均为 片机，抽号模块采用 晶显示器，这样显示数据直观，便于客户理解，叫号模块采用数码管显示，此模块只需显示当前所叫号数，因此采用数码管显示清楚、直观，客户容易看清当前所叫号数。抽号模块输入只需使用一个抽号按键即可，便于客户操作。叫号模块包括叫号键和清零键，工作人员除了可以叫号外，还可以随时按清零键、复位排队系统。 线系统与 无线系统 智能排队管理系统目前已渗透到我们生活的各个方面，在银行、医院的服务大厅中，我们已充分享受到它的优越性。目前国内智能排队管理系统己发展到无线排队系统。 采用计算机技术和无线通信组网通讯等技术实现了更高层次的排队智能化管理，由于采用了无线通信组网技术，整个系统无须敷设明线，仅需接上电源，即可使用。特别适用于已经装修完毕的营业大厅。系统各单元之间即可无线路连接，也可局部采用传统网线连接，配置十分灵活。如想将原有线系统改成无线，最多只需增加两个无线模块即可实现无线功能，大大降低成本。 有线方式与无线方式的 排队系统所实现的功能是完全一样的。所不同的是，有线方式制造成本低，但需要事先预埋走线槽，或走明线，安装工作量大。另外，有线方式排队机系统，任何一个设备出现故障时，整个系统都要停下来，进行检修和更改。采取无线方式，最大的特点就是不受环境的影响，安装方便快捷，1 绪论 4 轻施工难度，非常便于现场安装、调试和售后服务，且系统除主机外，任何设备出现故障时，都可实时在线更换和维修。系统稳定性提高，彻底解决了线路故障的担忧。无线方式与有线方式相比，不足是成本稍高。常便于现场安装、调试和售后服务，且系统除主机外，任何设备出现故障时 都可实时在线更换和维修。系统稳定性提高，彻底解决了线路故障的担忧。无线方式与有线方式相比，不足是成本稍高。 展前景 随着服务行业的迅猛发展，客户对服务质量的要求越来越高，智能化的管理系统应用越来越广阔，在银行、医药、车站、海关、税务等方面，智能排队系统应用更加广阔，智能化水平显著提高。随着智能化的进一步加深，服务质量越来越好。我们国家的服务行业将得到迅猛的发展。同时以智能化为依托，客户对服务行业的满意度会越来越高，服务行业的服务水平会越来越高。像排队拥挤，排队无序而致使客户浪费时间，以及由此引发的 客户与客户，客户与服务人员间的不满情绪将随着智能排队系统的开发和广泛应用而得到圆满解决。 统的设计目的 银行排队系统是为解决一些银行大厅排队问题而设计的一个很好的叫号系统，它的功能设计首先要符合用户的习惯，同时操作方便、易学、易用。设计开发银行排队系统，目的在于系统能够有效地提高工作人员的工作效率，能够使顾客合理的安排等待时间，让顾客感到服务的公平公正。 2 系统的需求分析 5 2 系统的需求分析 解决银行排队问题可以运用信息技术手段研发银行排队系统，通过使用银行排队系统实现智能排队管理改善排队秩序混乱 等弊端，能很好地解决客户在服务中所遇到的各种排队问题。 统功能需求 结合银行实际排队问题和银行客户的需求，设计研发的银行排队系统主要具备如表 2示的系统功能需求。 表 统功能需求 功能需求 描述 接收客户输入基本信息和服务选项 通过触摸屏控制器配合系统软件进行客户信息获取 银行网络的信息验证和信息记录更新 通过服务器连接银行网络，运用数据库等技术实现信息的各种操作 排队规则及各种服务管理 理 排队序列信息的客户凭单 通过打印机，编写 系统软件控制打印排队序列并控制更新 幕的显示 排队序列通告和柜台窗口分类 通过 幕，利用计算机等硬件实时控制显示排队序列和窗口划分 银行职员控制呼叫客户进行服务 通过计算机等硬件设备，控制广播实现排队系统自动叫号 功能性需求 为了银行排队系统更好地解决客户在排队中所遇到的各种现象，方便客户办事及银行管理，做到公正、合理、有序，对银行排队系统设计了如表 2系统非功能性需求。 由表 示，我们公司设计的银行排队系统具备良好的安全性、可靠性和稳定性，保障了银行的各种业务运行。 对银行排队系统我们选择了使用如表 2 系统的需求分析 6 所示的资源。 表 功能性需求 非功能性需求 描述 银行排队系统的安全性 针对银行这一特殊行业，我们运用硬件防火墙配合软件防毒等安全配置，提高银行排队系统的安全性，保证了银行客户的账号等信息的安全保护。 银行排队系统的可靠性 设计配置大型的银行数据库系统，有效的对银行客户信息进行管理，并通过网络组件实现银行客户信息的跨域验证和信息记录等服务，确保银行客户的信息可靠性和系统分析的可靠性。 银行排队系统的稳定性 使用各种硬件设计，针对性的研发银行排队系统软件，有 效的配置软硬件，提高银行排队系统的稳定性。 由表 示，我们公司设计的银行排队系统具备良好的安全性、可靠性和稳定性，保障了银行的各种业务运行。对银行排队系统我们选择了使用如表 表 源使用 资源 硬件资源 软件资源 触摸屏控制器 广播设备 叫号控制器 触摸屏子系统软件 智能排队子系统软件 广播子系统软件 叫号子系统软件 数据库管理系统软件 描述 获取客户信息 显示排队序列 呼叫广播 叫号控制 验证客户信息划分服务类型 根据客户信息智能排队 控 制控制广播内容 叫号序列管理 客户信息的记录和更新 如表 示，对银行排队系统进行了合理配置资源，有效发挥系统的排队管理职能，提高了银行的服务效率，从而解决了银行排队问题。 3 系统总体设计 7 3 系统总体设计 案论证 案要求 在银行、电信、航空、医院等繁忙的公共服务场所，营业窗口前大量涌挤的人群与无序的排队，一方面严重影响窗口的服务质量与效率以及企业公共形象和业务量，另一方面，传统柜台服务存在不安全隐患，偷盗密码已经不再是个别案例。顾客站立排队，即辛苦、枯燥又浪费时间，还 存在插队等现象，而且多窗口的服务往往让人无所适从，经常因排错队而浪费了宝贵的时间，顾客盼望只排一个队，只接受 “一对一”的服务。 针对上述问题，提出了智能排队管理系统这一课题，其具体要求和功能，完全模拟人群排队过程，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。在大厅明显处放置一台主机，顾客来到后按“取号”键，主机自动打印一张号码单，顾客根据号码单上的序号与等待人数，可选择在大厅休息处休息或办别的事，当大厅显示屏出现序号和相应窗口号，同时音响提示“叮 咚请 X 号窗口办理 ”时，该顾客便可前往相应窗口接受“一对一”的服务。每位窗口工作人员使用呼叫器接受主机命令，可按“下一位”键受理序号，每服务完一位顾客后再按“下一位”键，呼叫器上的号码自动跳到下一个序号受理序号，同时此号码还会显示在大厅主显示屏及窗口显示屏上显示并用语音播放，以提示顾客前来接受服务，在办理业务前先核对顾客的号码是否与所呼叫的号码一致，这样就不会混乱秩序，如果该顾客在第一次呼叫时没到来，可按“重呼”键重呼，直到按“下一位”键丢掉该顾客。主机采用单片机智能控制，能对多个窗口 和随机出现的客户流进行自动管理 ，顺序呼叫顾客到对应的窗口前办理业务，各设备相互独立，主机通过 线与各窗口设备相连。 案确立 系统的设计理念基于数据队列原理，遵循先来先办的原则，智能排队系统的 “ 智能 ” 体现在该系统对 “排队” 的处理是根据运筹学中的排队论来设计的。3 系统总体设计 8 管理中心查询各个服务台空闲情况，根据服务台总数目进行轮询算法，以确认下一个取得客户的服务台号。 我们采用上位单片机 (主机 )实现综合管理和控制，将语音模块、打印机模块等集成在主机内。下位从机包括一个主显示屏，若干呼叫器和窗口显示屏，这些设备相互独立，均由单 片机控制。主机包括语音模块、打印机模块、 示模块，完成号码的打印、存储、分类并通过 据预设程序工作，即使增加或减少窗口设备也不需任何设置，只要接上就能用，基本不需维护 ； 呼叫器用于窗口工作人员操作，通过按键与主机联系，接受主机发送来的命令和数据及向主机发出请求，操作简单并有 示屏显示；主显示屏为三屏数码管显示，安放在大厅处，接受主机发来的数据，显示最近三条顾客号码信息；窗口显示屏接受主机发来的数据，显示当前服务顾客号；呼叫器与窗口显示屏一一对应，使用时将用于设置窗口号的 拨码开关拨到相同位置。采用本方案是充分考虑了系统控制的可靠性、稳定性和灵活性，使安装和操作简便，使用直观化、简单化。在综合以上因素的基础上，尽量降低系统的开发成本，使其真正具有实际的工程价值和意义。 案原理 图 统原理框图 3 系统总体设计 9 本系统是一种集单片机控制、串行口通信、网络通信、语音识别与处理等理论为一体的综合控制系统。系统由上位主机和下位从机组成两级控制管理体系，采用 线及串行通信协议实现分布式管理与控制。系统由一台主机和若干窗口设备组成，各自独立的单片机系统通过 线组成分布式通信系统，可实现按顾客到达的先后次序，自动排号及语音提示。作为上位机的主机是整个系统的管理和控制核心，完成号码的打印、存储、分类并通过 时在 显示和通过音响播放语音信息，呼叫器接受主机发送来的命令和数据及向主机送出请求，同时在 晶显示屏上显示当前信息，主显示屏为三屏数码管显示，接受主机发来的数据，显示最近三条顾客号码信息，窗口显示屏接受主机发来的数据，显示当前服务顾客号码，所有设备都采用四芯线缆连接。其原理框图如图 示 。 步通信 单片机之 间的通信涉及到串行通信，串行通信是指：将构成字符的每个二进制数据位，依据一定的顺序逐位进行传送的通信方法。在串行通信中有异步通信和同步通信两种基本方式，考虑到银行叫号系统的传输距离不远，传输信息量不是很大决定采用异步通信方式。 异步通信：异步、串行通信规定了字符数据的传送格式，即每个数据以相同的帧格式传送，每一帧信息由起始位、数据位、和停止位组成。如图 示 ： 图 步通信数据传送格式 在通信线上没有数据传送时处于逻辑 “ 1” 状态。当发送设备要发送一个字符数据时，首先发送一个逻辑 “ 0” 信号，这个逻辑电平就是起始位，3 系统总体设计 10 备检测到这个低电平后，就开始准备接收数据位信号。当接收设备接收到起始位后，紧接着就会接收数据位，在传送过程中，数据位从最低位开始传送。数据位发送完后，可以发送奇偶校验位，奇偶校验位用于有限差错检测，通信双方通信时须约定一致的校验方式 。就数据传送而言，奇偶校验位是冗余位，但他表示数据的一种性质。在奇偶位或数据位发送之后发送的是停止位。停止位是一个字符数据的结束标志。在异步通信中，字符数据以图 2 的格式一个接一个的发送，在发送间隙，通信线路总处于逻辑 “ 1” 状态，每个字符数据的传送均以逻辑 “ 0” 状态开始。 统的体系结构 银行排队系统的体系结构如图 示 ： 图 统的体系结构 统的软件结构 图 统软件结构图 3 系统总体设计 11 根据需求分析对系统进行软件结构设计，如图 示 。 统的基本功能和工作原理 队系统的基本功能 本设计主要利用单片机 片和 晶显示，采用按键来对显示器和 蜂鸣器加以控制来完成一个主从机分别管理排队和叫号的系统。其主要功能是分别利用客户端使用一个从机排队，服务机构使用一个主机来管理从机的排队信息。具体功能如下 : (1)从机 客户通过按键依次加 1 完成取号，由 1602 液晶显示当前客户在排队中的位置。设定最大的排队人数是 10 人，当排队人数超过 10 时，显示排队已满 ,并停止 排队。 (2)主机 设有 2 个办理业务的窗口，通过按键来完成叫号，由 1602 液 晶显示 “ * O.* ，并配有蜂鸣器发出蜂鸣声 “ 叮咚 ”加以提示，排队是否空或已满，空、满都在 1602 液晶上显示相关字样，在服务机构端可按键显示剩余排队人数等信息 1。 作原理 图 统原理图 3 系统总体设计 12 本系统选用我们常用单片机芯片 1602 液晶，运用 C 语言程序设计编写较简单的延时和循环来实现。以 片机为核心，由主从机的按键控制 1602 液晶显示和蜂鸣器提示音。系统采用如图 示的主要硬件电路，运用 串行通信原理通过按键给计数器脉冲，达到计数 +1 和销号 功能，并通过 1602 液晶显示，完成取号、叫号功能，同时叫号按键外接有源蜂鸣器实现提示客户的作用。 队系统工作流程 据处理流程 如图 示，排队系统基本流程图以要处理的排队信息为主体，由客户在系统从机，取号终端，上按键后产生的一条记录开始，给出了数据处理的整个流程 2。 图 据处理流程图 3 系统总体设计 13 户工作流程 客户到达服务大厅后，先到排队系统从机（取号终端）上按键取号，得到自己的服务票号后，到相应的休息位置等候语音提示，同时关注相关显示屏幕和语音提示的信息。当被叫到自己的票号时，根据语音提示和显示屏幕的显示信息到相应窗口办理业务。 作人员工作流程 工作人员到达指定窗口后，即可看到叫号终端上显示的等待人数，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”键呼叫下一位顾客，当所呼叫的客户在规定时间内不到时可以按“呼叫”键再次呼叫 客户。 统工作流程 根据银行排队系统实际需求，实现了如图 示的排队系统工作流程。 根据 图 示的银行排队系统工作流程所示，客户通过触摸控制器中输入账号密码和选择服务类型，银行排队系统通过银行网络进行账户分析验证，验证成功后通过网络工具获取客户信息并记录更新，随之系统将根据获取的客户信息进行智能排队，并将排队序列传输到打印机