基于单片机的智能排队提示系统摘要随着市场经济的发展，客户在市场交易中的地位越来越重要，个人化的服务已成趋势，提供舒适的服务环境已成竞争的重要手段。营业窗口是形成银行、电信、航空、医院等企业的公众形象的重要因素。因此，排队管理系统应运而生，通过使用排队系统,由传统的客户站立排队变为取票进队、排队等待、提示服务,由传统物理的多个队列变为一个逻辑的队列,它彻底解决了银行、医院等服务性企业普遍存在的站立等候、服务无序的问题，深化并完善了服务的质量。为此，我们选定了设计一个基于单片机的智能排队提示系统的设计。设计以AT89C52单片机为核心，将系统分为蜂鸣器模块、键盘模块、Id卡及Id读卡器模块、液晶显示模块等几部分，与软件结合，实现排队叫号的功能1。主控制器中的单片机采用AT89C52。键盘设计了1个按键，当服务完一位顾客后可直接控制按键提示下一位顾客。其工作流程是：当顾客刷完id卡后即可坐在座位上等待提示。本文先对国内外的现状、研究成果和未来排队系统的发展趋势进行了简单的阐述。介绍了智能排队系统的总体设计，工作原理。分别对软件和硬件设计和实现的方法进行了说明。并给出了详细的电路图。给出了系统基本功能的测试结果。总结本文所完成的工作，并提出设计过程中的存在的问题，最后对系统功能的扩展进一步的展望。关键词：智能排队 LCD显示 通用读卡模块KD-01R 目 录第一章 绪论11.1 课题背景11.1.1 国内外现状11.1.2 发展趋势21.2本文主要研究的内容和任务21.3 本章小结3第二章 排队系统的整体设计方案分析42.1设计的总架构42.2 设计的思路52.2.1 单片机的选择52.2.2 Id读卡模块52.2.3 显示单元模块62.3 本章小结6第三章 系统的硬件电路设计73.1 系统的整体电路图如下73.2 单片机的控制电路设计73.2.1 STC89C52的功能说明14181073.2.2 时钟电路设计15103.2.3复位电路103.3 LCD1602显示电路123.4 125Khz射频IC卡通用读卡模块12133.5 声音提示电路143.6 本章小结15第四章 软件设计与仿真164.1 软件的开发环境164.1.1 开发环境keilC51介绍164.1.2 protues仿真环境174.2 系统软件设计184.2.1 单片机的主程序流程184.2.2 id卡的卡号传输、校验、储存184.2.3 按键的检测194.2.4 LCD1602软件显示194.3 本章小结20第五章 系统的调试和总结215.1 系统硬件的实现215.2 系统软件的实现215.3 系统集成和测试225.4 本章小节22第六章 总结和展望236.1 论文主要完成的工作236.2 问题和前景展望23参考文献24致谢25I基于单片机的智能排队提示系统第一章 绪论1.1 课题背景随着经济全球化的大浪潮，经济的持续快速发展，资金流动加快，每个服务行业业务量在不断增长，业务种类也日益增多，排队等候已成为人们经常面临的实际问题。在银行、医院、电信等营业大厅里，经常出现前拥后挤、杂乱无章的排队等候。这导致了客户因为长时间的站立排队透支体力和精力而疲惫不堪和工作人员也为遭受众多客户的围绕而不胜其烦，影响了服务质量增加工作人员的压力。社会的进步推动着各行各业树立新的服务观念，也促使各行各业急需改变以往的工作方式，以适应时代的要求2。服务行业的业务量不断增加，传统的排队等候方式费时费力，不符合科学发展的观念。让顾客站着排队一两个小时也与科学的“顾客是上帝”的服务理念背道而驰。随着IT行业的迅猛发展，通过机器模拟的智能排队应运而生。前拥后挤的排队等候得到了改善，电子排队系统得到了广泛的应用。通过使用排队系统,由传统的客户站立排队变为取票进队、排队等待、提示服务,由传统物理的多个队列变为一个逻辑的队列, 使先来先服务的思想得到更好的贯彻，不仅优化了服务和工作环境,而且使客户和工作人员的情绪得以放松,提高了服务效率和质量,有利于树立服务部门的良好形象,有利于提高服务机构的经济效益和社会效益,更有利于营造良好社会公共秩序、创造和谐的社会环境。它彻底解决了银行、医院等服务性企业普遍存在的站立等候、服务无序的问题，深化并完善了服务的质量3。这种智能化、人性化的服务系统不仅在世界各地被广泛接受，在国内也被越来越多的服务行业认同和采用。1.1.1 国内外现状智能排队模拟了人群排队过程，通过顾客进行取号、排队等待和叫号服务等功能，取代各类服务性窗口传统的让顾客站立排队办理业务的方式，实现了计算机系统代替客户进行排队的过程，适用于各种各样的窗口服务行业。排队技术最早出现于上个世纪的六、七十年代，开始主要集中在欧美等西方国家，后来迅速得到普及。刚开始，排队是顾客先取一个预先准备好的号，然后轮到该号时，服务员再用麦克风通知客户接受服务。后来排队理论得到了广泛的发展，1909年丹麦的电话工程师爱尔郎进行了长期的工作，取得了随机服务系统理论的最早成果。1940年前后排队理论开始在机器管理和陆空交通等方面得到应用。1951年理论工作有了更新的发展，逐渐奠定了现代随机理论服务基础，其服务领域也得到了广泛的应用。在我国，排队产品概念的引进时间也不长，排队技术产品也经由1998起步期，即中国企业才开始从事排队技术产品的经营活动。但新技术还处于萌芽时期，使用的范围十分的有限。2001-2003年的发展期，即大家排队技术产业已经有了一定的认识。服务行业也不把排队系统当做一个摆设，顾客对这种智能的排队方式也渐渐的习惯了。到现阶段的高速发展期，市场也逐渐成熟，逐渐生产出多种适应我国国情的排队系统产品，并具有应用领域广、工作流程复杂、综合技术要求高的等特点4。1.1.2 发展趋势目前排队叫号系统有多种解决方法，如：取号的有按键式排队取号，触屏式的和无线排队取号。提示音有乐音提示、语音合成呼叫、呼叫终端；显示的有以柜台显示和综合显示为主的各种数码管显示、LCD显示、LED显示、PDP显示。从排队系统的发展史来看，可以将它分为： 单片机、Pc式、嵌入式三种核心结构，其特点各异。基于单片机结构的智能排队管理系统，这个系统具有简单的形式，可以完成基本功能的实现，并且可以实现简单排队的需求，成本较低是它的优点，但是也有不足之处，如接口电路复杂，价格昂贵，体积大，这是智能排队系统的较早的产品，所以扩展功能十分有限。随着科学技术的发展，市场上现在的主流产品是基于PC机的结构形式，即由8位CPU构成的主机板通过RS232接口与加装有触摸屏的PC机在线通信配合使用。这种模式占用Pc机仅用在使用频率较少的系统管理功能和完成触摸屏触摸取号的功能，这种结构方式的长处是能够方便与所服务领域主体业务进行兼容性设计，实现数据共享，不足之处是它的开发和制造的成本相对来说是比较高的，最重要的是系统的结构不严密，显得比较松散。5嵌入式系统具有消损功耗低、小体积、能够高度集成、较强的可靠性、简单紧凑等特点，适用于对功能、可靠性、体积和功耗要求严格的系统。应用嵌入式系统使产品的成本得到较大的降低。并且系统本身不具备自动开发能力，必须有一套开发环境和工具才能进行开发，这使得用户不能够对它进行修改。硬件设备、应用程序和嵌入式操作系统共同组成了嵌入式系统。它的应用范围包括网络设备、个人数字助理、智能机械等6,7,8。越来越多的软件开发支持和网络功能的强大为嵌入式的发展打下了基础，所以其具有较好的开发前景。1.2本文主要研究的内容和任务本文是基于单片机的智能排队提示系统而提出的的若干问题，主要是整个设计过程中的设计方案进行了规划，进而确定了排队提示系统中所需要的主要模块设计及其实现方案，并对各个功能模块的硬件、软件设计与实现进行了比较完整的描述。本文主要对整个设计过程进行了以下几个方面的概括：第一章绪论主要介绍了智能排队系统的研究背景、研究目的和意义，国内外现状和不足，以及对智能排队系统的未来发展趋势进行了简略的概括。第二章对能够实现排队提示的各种方案进行比较分析进而选择适合的方案。对整个设计的框架有正确的方向，介绍其工作原理及流程。第三章系统的介绍基于单片机的智能排队提示系统实现的硬件设计方案。选用的单片机stc89c52,显示lcd，读卡模块的进行详细的介绍。第四章对于单片机的智能排队提示系统每个模块的软件设计进行了说明，主要介绍了读卡器的读卡，lcd的显示。第五章对系统的软硬件调试和实现给予说明，并介绍软硬件集成测试的发法和结果。最后对本文进行总结和展望。1.3 本章小结本章主要针对该课题的背景及意义进行阐述，并对现阶段国内外的发展现状进行了解，最后更加深入的对它的发展趋势进行研究，进而得出该课题具体所需要完成的重点，以便更快的完成该课题的任务。第二章 排队系统的整体设计方案分析2.1设计的总架构1920本课题是基于单片机的智能排队提示系统的开发研究。在进行毕业设计这个期间，我主要查询比较了各类型的系统设计的方案，对硬件设计以及相应的软件仿真设计也进行了比较详尽的了解与选择，最终确定了一个适合的设计方案。因此，接下来将介绍整个设计的方案对比与选择及设计思想。基于单片机的排队提示系统需具有能够一方面实现智能化，另一方面实现人性化，最大的方便广大群众的生活。排队提示系统的总体架构如下：主控制器按键选择Lcd显示Id卡识别蜂鸣器提示，提示灯提醒图 2-1 排队提示系统图开始系统初始化LED点亮卡号储存是否有键按下 N蜂鸣器提示 YLCD显示卡号图 2-2 总的流程图2.2 设计的思路整个设计的框架如图2.1所示，系统有几个小模块共同构成，以AT89C52单片机为核心，将系统分为蜂鸣器模块、键盘模块、Id卡及Id读卡器模块、液晶显示模块等几部分，由它们共同完成排队提示。工作过程为当顾客拿着id卡刷完后即可坐在座位上等候提示音和显示器的显示，按顺序进行办理业务而不怕被插队，既省时又省力。2.2.1 单片机的选择MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，它将多个电路集成在一块芯片，把具有数据处理能力的中央处理器CPU,随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能都集成到一块芯片上，从而构成了一块小而完善的单片微机。它具有小巧灵活、成本低、易于产品化、抗干扰能力强和适应温度范围广等特点。 单片机发展到现在，种类繁多，性能各不相同。按内部存储器类型可分为片内掩模型ROM、OTP(一次性可编程)ROM、片内FLASHROM等类型。片内掩模型的价格便宜，但程序已经固化不能修改，固定不变的应用场合比较适合这种程序；片内FALSHROM程序可以多次擦除和编程，具有很的吧灵活性，缺点是造价比较高，对价格不要求的应用场合可以