銀行排隊叫號系統設計

徐 磊

（南京華蘇科技有限公司，江蘇 南京 210012）

銀行排隊叫號系統設計

徐 磊

（南京華蘇科技有限公司，江蘇 南京 210012）

隨著當今時代科技的發展，科技在各個行業受到廣泛運用。文章設計了一種銀行排隊叫號系統，該系統基于AT89C52的嵌入式系統而設計，用戶通過該排隊系統進行業務辦理等待，其主要核心是通過系統進行安排排隊抽號順序，用戶在排隊機前進行抽號，系統會生成排隊號碼并反饋給用戶和工作人員，工作人員利用該系統進行叫號并且通過顯示器提醒用戶當前所叫號數，用戶可以通過該系統隨時了解排隊情況。該系統的運用，可以極大地提高銀行排隊等待的效率，可以通過排隊自動化、規范化來解決客戶排隊的混亂秩序，同時通過這種現代化信息處理，提高銀行的服務水平和質量。

單片機；排隊叫號；系統開發

1 系統需求分析和整體設計

通過運用銀行智能排隊叫號系統進行排隊來更好地在銀行服務過程中提高銀行的服務效率，解決排隊過程中的各種問題。此系統能夠提高銀行的服務效率和客戶的服務體驗。系統的需求分為功能需求和非功能需求兩個方面。

系統的功能需求：（1）通過智能排隊叫號系統，客戶選擇自己所需的服務類型，系統接收客戶需要的服務的類型與客戶的信息。（2）智能排隊叫號系統通過系統自身軟件編寫實現智能排隊。（3）智能排隊叫號系統根據客戶需求和軟件運行后生成客戶排隊憑單通過打印機反饋給客戶。（4）系統將排隊信息通過LED屏幕實時更新顯示。（5）工作人員通過計算機等硬件設備并且控制廣播呼叫客戶進行服務，實現排隊系統的自動更新。

系統的非功能性需求：（1）使用獨立的網絡系統進行連接，保障系統的安全性。（2）通過各種硬件設計和針對性的研發銀行排隊系統軟件相結合，來提高銀行排隊系統的穩定性。

2 系統硬件設計

2.1 硬件總體設計

該系統設計的核心是通過取票、進隊、排隊等候、叫號等服務模擬人排隊過程，由銀行智能排隊叫號系統代替人排隊的過程。首先在銀行營業大廳擺放一臺銀行智能排隊叫號機，用戶通過點擊排隊機選取服務，系統在接受客戶請求后會作出反應，反饋給客戶排隊號碼，用戶通過打印出的號碼和電子屏幕進行等待，當排隊進行到客戶時，工作人員會通過系統聲音提示告知客戶接受服務。工作人員通過呼叫機進行呼叫，點擊呼叫機“下一位”鍵，系統就會切換當前號碼到下一位客戶的號碼，并在窗口顯示屏顯示。呼叫機設有“重復呼叫”鍵，可以重復告知客戶前來辦理業務。圖3硬件設計總體設計如圖1所示。

2.2 主機部分電路

如圖2所示：主機部分通過窗口叫號、液晶顯示、蜂鳴器叮咚聲提示、統計剩余排隊人數、插隊管理等功能接收從機獲取的用戶信息進行排隊管理。

圖1 硬件設計總體設計

圖2 主機部分硬件電路

2.3 從機部分電路

如圖3所示：從機部分客戶通過按鍵K0，系統會+1取號，并且將客戶分配的號碼在液晶屏上顯示出來，設置其最高上限為10，當取號人數達到10人后，屏幕會作出隊伍已達上限的提示，并顯示“The queue is full，please wait”。客戶取票后，從機會將客戶的號碼信息通過串行通信反饋給主機接收。

圖3 從機部分硬件電路

2.4 功能部分電路設計

2.4.1 單片機最小系統電路

單片機AT89C52的最小系統電路，包括時鐘振蕩電路、復位電路兩個部分[10]。圖4為AT89C52單片機的最小系統結構圖。

圖4 單片機最小系統

2.4.2 1602 液晶顯示電路

在數字測量儀表和各種數字系統中，都需要將數字量直觀地顯示出來，一方面供人們直接讀取測量和運算的結果，另一方面用于監視數字系統的工作情況。因此，數字顯示電路是許多數字設備不可缺少的部分。數字顯示電路通常由譯碼器、驅動器和顯示器等部分組成[11-12]。

在本次設計中主要由1602液晶顯示器及排阻構成顯示電路部分。P0口是一個三態雙向口，除了高、低態以外還有一個高阻態，如果不接上拉電阻，當端口處于高電平1的狀態下，實際上端口對地、對Vcc電阻都是無窮大，即本質上是不確定狀態，因此需要上拉電阻RESPACK-8。P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入，故不要再加上拉電阻。

由1602液晶的引腳功能可知其電路連接如圖5所示。在排號按鍵K0操作的時候，其顯示的是“Your No. is **!”并按鍵依次+1，當隊列為空時會顯示“Sorry，the queue is empty!”，當隊列滿時會顯示“The queue is full，please wait”，在排號按鍵K1，K2，K3，K4操作的時候，其顯示的是“No.** come to no.** window，please!”；按鍵waiting時，顯示的是剩余隊列人數，按鍵insert時，其顯示是“insert”。

2.4.3 按鍵部分電路

由與門和開關按鍵組成，由其完成的功能設計硬件原理如圖6所示。按鍵接口都主要在P1輸入口處按鍵輸入，運用按鍵中斷的方式達到隊列排號的取號和叫號的功能。

在取號操作由從機的K0鍵實現。初始化內部程序，使計數從01開始，當按鍵次數小于10時，由循環加1，當取號等于10時，停止排隊。

叫號主機的按鍵設計就要復雜一點，采用的中斷要和與門一起完成[13]。4個獨立的窗口叫號按鍵實時的取得輸入排在最前的號碼，當4個窗口中任意一個窗口已經使用了該號碼后，就進行銷號處理。此時中斷中的號碼通過與門進行消號-1和延時的效果。另外的功能按鍵與其設計原理基本一致。

2.4.4 蜂鳴器子程序

如圖7蜂鳴器部分所示。在按鍵K1，K2，K3，K4操作的時候，其蜂鳴器會發出“叮咚”提示顧客的提示音。本設計運用延時程序控制接蜂鳴器的端口輸出。

2.4.5 TXD串行發送和RXD串行接收電路

根據通信方式的不同，可以把傳輸線路分為單工通信、半雙工通信和全雙工通信3種方式。在單工方式下，發送器與接收器由通信線形成點對點的單向連接，它的數據將按照固定的方向傳輸；在半雙工方式下，系統的通信可以完成雙向傳輸，到那時不能在發送器和接收器之間雙向同時傳輸，只能由一端到另一端；全雙關則是可以在發送器與接收器之間進行雙向同時傳輸[14]。3種通信方式中半雙工通信方式相對操作更加輕松。本設計的傳送數據是在半雙工方式下運行的，兩個AT89C51芯片的串行發送和串行接收端口對應連接，如圖8所示。

圖8 串行通信部分硬件電路圖

3 系統軟件設計

3.1 軟件總體設計

Keil uvision4作為此排隊叫號系統的軟件設計開發平臺。（1）主機部分。系統的主機部分就是系統的叫號服務終端，系統的主機部分構成如表1所示。

表1 系統主機構成部分及實現功能

（2）從機部分。系統的取號終端作為系統的從機，其主要功能就是幫助客戶取號并同時將獲取數據發送至叫號服務終端。系統的從機主要分為以下幾部分，如表2所示。

表2 系統從機構成部分及實現功能

3.2 排隊系統主從機軟件設計

3.2.1 系統從機（取號終端）主程序設計

取號終端的事件發生概率服從隨機按先來先排的公平排隊，由于只有一臺專門的從機來負責，可以簡化其流程，而在邏輯上服從隊列的先入先出算法[15]。通過單片機的中斷K0按鍵，當系統檢測到按下時完成取號功能。隊列的上限是10人，當隊列中排一人時，隊列加1，直到滿隊。主要的流程如圖9所示。

圖9 從機主程序流程

3.2.2 系統主機（叫號終端）主程序設計

主機初始化后，主機通過單片機的中斷按鍵，當系統檢測到按下時完成相應功能。

（1）接收從機發送來的信息，若隊列為空顯示“Hello!”；若隊列未滿，則在隊列取號按鍵的時候調用叫號程序實現“** is left”的字樣；若隊列已滿，則重復顯示“11 is left”。

（2）如有窗口應答并命令時，運用延時程序控制蜂鳴器的運作，4個獨立的按鍵代表4個窗口實現顯示叫號兩用功能。

（3）可以根據統計程序來統計此隊列中還有多少人在排隊等待中。總的流程是從機將最前顧客號碼發送到該主機，主機接收后可以窗口顯示并提示音呼叫、統計剩余人數、重置排隊等功能。主要的流程如圖10主機主程序流程所示。

圖10 主機主程序流程

3.3 蜂鳴器子程序

蜂鳴器子程序的主要功能是運用延時函數實現不同頻率的聲音輸出[16]。程序中主要的結構流程如圖11蜂鳴器子程序所示。

3.4 LCD顯示子程序

LCD顯示子程序的主要通過控制1602液晶使其對排隊系統的各種提示信息進行顯示[17]。主要包括對1602液晶寫指令、寫數據、清屏等部分。

程序中主要的結構流程如圖12 LCD顯示子程序流程所示。

3.5 窗口消號處理子程序

利用與門和循環左移的方式實現器消號的功能，其主要的流程結構如圖13窗口消號處理子程序所示。

圖11 蜂鳴器子程序流程

圖12 LCD顯示子程序流程

圖13 窗口消號處理子程序流程

4 系統Proteus仿真實現

Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真軟件），從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計[18]。當點擊Proteus軟件的全速運行按鈕時，軟件提示沒有錯誤，可以得到仿真結果。可以在Proteus中仿真人們在排隊時的幾種必要的過程，取號、叫號、蜂鳴、顯示、統計。

（1）當點擊全速運行按鈕，將出現如圖14所示仿真結果，表示的是判斷隊列為空時主從機運行的結果，沒有人進行排隊。

圖14 機判斷為空時運行仿真

（2）當有人進行排隊時，按K0鍵中的排隊輸入號碼，即是現實中排在隊伍中等待的模擬部分，在此過程中順序已經在隊列中確定，此時可以節省時間從事另外的某些事情，最大排隊數是10。當排隊數達到最大時，從機部分顯示的是“The queue is full，please waiting!”，這隊列已經滿了，請等一等，而主機部分的號碼顯示為“** is left”，如圖15所示。

圖15 按K0鍵兩次后的結果示意

（3）當某窗口需要叫號時，可以按K1，K2，K3，K4鍵代表不同的獨立窗口并有提示音，即相當于模擬人排在隊伍中等待窗口內的呼叫。由按鍵中斷方式實現LCD數碼顯示功能，由延時程序控制蜂鳴器的提示音。達到雙重保險效果，看顯示器的“No.排隊號碼come to No按鍵代表的窗口window，Please”，請幾號到幾號窗口來，同時有“叮咚”加以提示客戶，這樣確保不會因不留意而錯過機會。如圖16所示。

圖16 按K1鍵兩次時的仿真結果

（4）當你在窗口前想要了解你所在的隊伍中還剩余多少人要辦理業務時，即在人們排隊時焦急等待的在計算何時輪到自己時的現象。可按waiting鍵，運用窗口消號處理和鍵盤中斷來處理此項功能。即為顯示還有多少人在排隊等待中，其LCD數碼顯示為共辦理了幾人業務。如圖17所示為排隊6人，1號窗口已經辦理了前2人的業務，按waiting鍵時，LCD顯示的是“04 is left”，剩余4人，圖17為按waiting鍵的結果。

5 結語

本文設計了一種使用AT89C52單片機作為核心的銀行智能排隊叫號系統。通過使用兩塊AT89C52芯片外加相應功能模塊，經過預研、硬件設計、繪制電路圖、軟件設計等一系列操作，分別構成主機（叫號系統）與從機（排隊系統），兩者經過結合后完成了一個具有排隊叫號功能的智能排隊叫號系統。最后通過Proteus仿真平臺進行仿真驗證，使系統達到要求的性能指標，實現預期目的。本文給出了該設計方法的原理說明和具體的設計電路，敘述了系統硬件電路的設計和結構以及軟件的設計，同時給出了重要程序的流程。

此次設計最終實現的功能是：（1）當客戶使用排隊系統進行排隊，系統會自動排隊并生成排隊序號反饋給客戶。（2）當系統排隊完成后，會將排隊信息發送給叫號系統，同時在主LCD屏幕上顯示當前排隊信息。（3）服務人員通過叫號系統按鍵叫號下一位客戶，叫號系統會通過蜂鳴器呼叫用戶，當前用戶號碼會在窗口LCD屏幕顯示提醒客戶，同時系統會反饋給排隊系統更新信息。

圖17 按鍵waiting的仿真結果

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Design of a bank queuing and call the name in due order system

Xu Lei
（Nanjing Howso Technology Co., Ltd., Nanjing 210012, China）

With the development of science and technology in today’s era, science and technology in various industries has enjoyed wide application. In this paper, a bank queuing management system is designed, the system is designed based on embedded system of AT89C52, users should wait through the queuing system for business processing, the main core of this system is to arrange queues and queue numbers through the system, which will generate queue number and feedback to the users and staff, the staff uses the system to call and via the display to remind the user the current calling number, the user can through the system to keep abreast of the situation of the queue. The use of the system can greatly improve ef fi ciency of bank queuing, customers queuing disorder could be resolved through line automation, standardization, at the same time, through the modern information processing, the level of service and quality of the bank can be improved.

SCM; queuing and call the name in due order; system development

徐磊（1986— ），男，山東濰坊。