【正文】 基于單片機(jī)的智能排隊(duì)提示系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，客戶在市場(chǎng)交易中的地位越來越重要，個(gè)人化的服務(wù)已成趨勢(shì)，提供舒適的服務(wù)環(huán)境已成競(jìng)爭(zhēng)的重要手段。營業(yè)窗口是形成銀行、電信、航空、醫(yī)院等企業(yè)的公眾形象的重要因素。因此，排隊(duì)管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，通過使用排隊(duì)系統(tǒng),由傳統(tǒng)的客戶站立排隊(duì)變?yōu)槿∑边M(jìn)隊(duì)、排隊(duì)等待、提示服務(wù),由傳統(tǒng)物理的多個(gè)隊(duì)列變?yōu)橐粋€(gè)邏輯的隊(duì)列,它徹底解決了銀行、醫(yī)院等服務(wù)性企業(yè)普遍存在的站立等候、服務(wù)無序的問題，深化并完善了服務(wù)的質(zhì)量。為此，我們選定了設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能排隊(duì)提示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)以AT89C52單片機(jī)為核心，將系統(tǒng)分為蜂鳴器模塊、鍵盤模塊、Id卡及Id讀卡器模塊、液晶顯示模塊等幾部分，與軟件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)排隊(duì)叫號(hào)的功能[1]。主控制器中的單片機(jī)采用AT89C52。鍵盤設(shè)計(jì)了1個(gè)按鍵，當(dāng)服務(wù)完一位顧客后可直接控制按鍵提示下一位顧客。其工作流程是：當(dāng)顧客刷完id卡后即可坐在座位上等待提示。本文先對(duì)國內(nèi)外的現(xiàn)狀、研究成果和未來排隊(duì)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述。介紹了智能排隊(duì)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，工作原理。分別對(duì)軟件和硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的方法進(jìn)行了說明。并給出了詳細(xì)的電路圖。給出了系統(tǒng)基本功能的測(cè)試結(jié)果?？偨Y(jié)本文所完成的工作，并提出設(shè)計(jì)過程中的存在的問題，最后對(duì)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展進(jìn)一步的展望。關(guān)鍵詞：智能排隊(duì) LCD顯示 通用讀卡模塊KD01R目 錄第一章 緒論 1 課題背景 1 國內(nèi)外現(xiàn)狀 1 發(fā)展趨勢(shì) 2 2 本章小結(jié) 3第二章 排隊(duì)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案分析 4 4 設(shè)計(jì)的思路 5 單片機(jī)的選擇 5 Id讀卡模塊 5 顯示單元模塊 6 本章小結(jié) 6第三章 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 7 系統(tǒng)的整體電路圖如下 7 單片機(jī)的控制電路設(shè)計(jì) 7 STC89C52的功能說明[14][18][10] 7 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)[15] 10 10 LCD1602顯示電路 12 125Khz射頻IC卡通用讀卡模塊[12] 13 聲音提示電路 14 本章小結(jié) 15第四章 軟件設(shè)計(jì)與仿真 16 軟件的開發(fā)環(huán)境 16 開發(fā)環(huán)境keilC51介紹 16 protues仿真環(huán)境 17 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 18 單片機(jī)的主程序流程 18 id卡的卡號(hào)傳輸、校驗(yàn)、儲(chǔ)存 18 按鍵的檢測(cè) 19 LCD1602軟件顯示 19 本章小結(jié) 20第五章 系統(tǒng)的調(diào)試和總結(jié) 21 系統(tǒng)硬件的實(shí)現(xiàn) 21 系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn) 21 系統(tǒng)集成和測(cè)試 22 本章小節(jié) 22第六章 總結(jié)和展望 23 論文主要完成的工作 23 問題和前景展望 23參考文獻(xiàn) 24致謝 2529基于單片機(jī)的智能排隊(duì)提示系統(tǒng)第一章 緒論 課題背景隨著經(jīng)濟(jì)全球化的大浪潮，經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，資金流動(dòng)加快，每個(gè)服務(wù)行業(yè)業(yè)務(wù)量在不斷增長(zhǎng)，業(yè)務(wù)種類也日益增多，排隊(duì)等候已成為人們經(jīng)常面臨的實(shí)際問題。在銀行、醫(yī)院、電信等營業(yè)大廳里，經(jīng)常出現(xiàn)前擁后擠、雜亂無章的排隊(duì)等候。這導(dǎo)致了客戶因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的站立排隊(duì)透支體力和精力而疲憊不堪和工作人員也為遭受眾多客戶的圍繞而不勝其煩，影響了服務(wù)質(zhì)量增加工作人員的壓力。社會(huì)的進(jìn)步推動(dòng)著各行各業(yè)樹立新的服務(wù)觀念，也促使各行各業(yè)急需改變以往的工作方式，以適應(yīng)時(shí)代的要求[2]。服務(wù)行業(yè)的業(yè)務(wù)量不斷增加，傳統(tǒng)的排隊(duì)等候方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不符合科學(xué)發(fā)展的觀念。讓顧客站著排隊(duì)一兩個(gè)小時(shí)也與科學(xué)的“顧客是上帝”的服務(wù)理念背道而馳。隨著IT行業(yè)的迅猛發(fā)展，通過機(jī)器模擬的智能排隊(duì)?wèi)?yīng)運(yùn)而生。前擁后擠的排隊(duì)等候得到了改善，電子排隊(duì)系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。通過使用排隊(duì)系統(tǒng),由傳統(tǒng)的客戶站立排隊(duì)變?yōu)槿∑边M(jìn)隊(duì)、排隊(duì)等待、提示服務(wù),由傳統(tǒng)物理的多個(gè)隊(duì)列變?yōu)橐粋€(gè)邏輯的隊(duì)列, 使先來先服務(wù)的思想得到更好的貫徹，不僅優(yōu)化了服務(wù)和工作環(huán)境,而且使客戶和工作人員的情緒得以放松,提高了服務(wù)效率和質(zhì)量,有利于樹立服務(wù)部門的良好形象,有利于提高服務(wù)機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,更有利于營造良好社會(huì)公共秩序、創(chuàng)造和諧的社會(huì)環(huán)境。它徹底解決了銀行、醫(yī)院等服務(wù)性企業(yè)普遍存在的站立等候、服務(wù)無序的問題，深化并完善了服務(wù)的質(zhì)量[3]。這種智能化、人性化的服務(wù)系統(tǒng)不僅在世界各地被廣泛接受，在國內(nèi)也被越來越多的服務(wù)行業(yè)認(rèn)同和采用。 國內(nèi)外現(xiàn)狀智能排隊(duì)模擬了人群排隊(duì)過程，通過顧客進(jìn)行取號(hào)、排隊(duì)等待和叫號(hào)服務(wù)等功能，取代各類服務(wù)性窗口傳統(tǒng)的讓顧客站立排隊(duì)辦理業(yè)務(wù)的方式，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)代替客戶進(jìn)行排隊(duì)的過程，適用于各種各樣的窗口服務(wù)行業(yè)。排隊(duì)技術(shù)最早出現(xiàn)于上個(gè)世紀(jì)的六、七十年代，開始主要集中在歐美等西方國家，后來迅速得到普及。剛開始，排隊(duì)是顧客先取一個(gè)預(yù)先準(zhǔn)備好的號(hào)，然后輪到該號(hào)時(shí)，服務(wù)員再用麥克風(fēng)通知客戶接受服務(wù)。后來排隊(duì)理論得到了廣泛的發(fā)展，1909年丹麥的電話工程師愛爾郎進(jìn)行了長(zhǎng)期的工作，取得了隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論的最早成果。1940年前后排隊(duì)理論開始在機(jī)器管理和陸空交通等方面得到應(yīng)用。1951年理論工作有了更新的發(fā)展，逐漸奠定了現(xiàn)代隨機(jī)理論服務(wù)基礎(chǔ)，其服務(wù)領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。在我國，排隊(duì)產(chǎn)品概念的引進(jìn)時(shí)間也不長(zhǎng)，排隊(duì)技術(shù)產(chǎn)品也經(jīng)由1998起步期，即中國企業(yè)才開始從事排隊(duì)技術(shù)產(chǎn)品的經(jīng)營活動(dòng)。但新技術(shù)還處于萌芽時(shí)期，使用的范圍十分的有限。20012003年的發(fā)展期，即大家排隊(duì)技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)。服務(wù)行業(yè)也不把排隊(duì)系統(tǒng)當(dāng)做一個(gè)擺設(shè)，顧客對(duì)這種智能的排隊(duì)方式也漸漸的習(xí)慣了。到現(xiàn)階段的高速發(fā)展期，市場(chǎng)也逐漸成熟，逐漸生產(chǎn)出多種適應(yīng)我國國情的排隊(duì)系統(tǒng)產(chǎn)品，并具有應(yīng)用領(lǐng)域廣、工作流程復(fù)雜、綜合技術(shù)要求高的等特點(diǎn)[4]。 發(fā)展趨勢(shì)目前排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)有多種解決方法，如：取號(hào)的有按鍵式排隊(duì)取號(hào)，觸屏式的和無線排隊(duì)取號(hào)。提示音有樂音提示、語音合成呼叫、呼叫終端；顯示的有以柜臺(tái)顯示和綜合顯示為主的各種數(shù)碼管顯示、LCD顯示、LED顯示、PDP顯示。從排隊(duì)系統(tǒng)的發(fā)展史來看，可以將它分為： 單片機(jī)、Pc式、嵌入式三種核心結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)各異?；趩纹瑱C(jī)結(jié)構(gòu)的智能排隊(duì)管理系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單的形式，可以完成基本功能的實(shí)現(xiàn)，并且可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單排隊(duì)的需求，成本較低是它的優(yōu)點(diǎn)，但是也有不足之處，如接口電路復(fù)雜，價(jià)格昂貴，體積大，這是智能排隊(duì)系統(tǒng)的較早的產(chǎn)品，所以擴(kuò)展功能十分有限。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上現(xiàn)在的主流產(chǎn)品是基于PC機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，即由8位CPU構(gòu)成的主機(jī)板通過RS232接口與加裝有觸摸屏的PC機(jī)在線通信配合使用。這種模式占用Pc機(jī)僅用在使用頻率較少的系統(tǒng)管理功能和完成觸摸屏觸摸取號(hào)的功能，這種結(jié)構(gòu)方式的長(zhǎng)處是能夠方便與所服務(wù)領(lǐng)域主體業(yè)務(wù)進(jìn)行兼容性設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，不足之處是它的開發(fā)和制造的成本相對(duì)來說是比較高的，最重要的是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密，顯得比較松散。[5]嵌入式系統(tǒng)具有消損功耗低、小體積、能夠高度集成、較強(qiáng)的可靠性、簡(jiǎn)單緊湊等特點(diǎn)，適用于對(duì)功能、可靠性、體積和功耗要求嚴(yán)格的系統(tǒng)。應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)使產(chǎn)品的成本得到較大的降低。并且系統(tǒng)本身不具備自動(dòng)開發(fā)能力，必須有一套開發(fā)環(huán)境和工具才能進(jìn)行開發(fā)，這使得用戶不能夠?qū)λM(jìn)行修改。硬件設(shè)備、應(yīng)用程序和嵌入式操作系統(tǒng)共同組成了嵌入式系統(tǒng)。它的應(yīng)用范圍包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理、智能機(jī)械等[6],[7],[8]。越來越多的軟件開發(fā)支持和網(wǎng)絡(luò)功能的強(qiáng)大為嵌入式的發(fā)展打下了基礎(chǔ)，所以其具有較好的開發(fā)前景。本文是基于單片機(jī)的智能排隊(duì)提示系統(tǒng)而提出的的若干問題，主要是整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了規(guī)劃，進(jìn)而確定了排隊(duì)提示系統(tǒng)中所需要的主要模塊設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)方案，并對(duì)各個(gè)功能模塊的硬件、軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了比較完整的描述。本文主要對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的概括：第一章緒論主要介紹了智能排隊(duì)系統(tǒng)的研究背景、研究目的和意義，國內(nèi)外現(xiàn)狀和不足，以及對(duì)智能排隊(duì)系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)略的概括。第二章對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)排隊(duì)提示的各種方案進(jìn)行比較分析進(jìn)而選擇適合的方案。對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的框架有正確的方向，介紹其工作原理及流程。第三章系統(tǒng)的介紹基于單片機(jī)的智能排隊(duì)提示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的硬件設(shè)計(jì)方案。選用的單片機(jī)stc89c52,顯示lcd，讀卡模塊的進(jìn)行詳細(xì)的介紹。第四章對(duì)于單片機(jī)的智能排隊(duì)提示系統(tǒng)每個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了說明，主要介紹了讀卡器的讀卡，lcd的顯示。第五章對(duì)系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試和實(shí)現(xiàn)給予說明，并介紹軟硬件集成測(cè)試的發(fā)法和結(jié)果。最后對(duì)本文進(jìn)行總結(jié)和展望。 本章小結(jié)本章主要針對(duì)該課題的背景及意義進(jìn)行闡述，并對(duì)現(xiàn)階段國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了解，最后更加深入的對(duì)它的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究，進(jìn)而得出該課題具體所需要完成的重點(diǎn)，以便更快的完成該課題的任務(wù)。第二章 排隊(duì)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案分析[19][20]本課題是基于單片機(jī)的智能排隊(duì)提示系統(tǒng)的開發(fā)研究。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)期間，我主要查詢比較了各類型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案，對(duì)硬件設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的軟件仿真設(shè)計(jì)也進(jìn)行了比較詳盡的了解與選擇，最終確定了一個(gè)適合的設(shè)計(jì)方案。因此，接下來將介紹整個(gè)設(shè)計(jì)的方案對(duì)比與選擇及設(shè)計(jì)思想?；趩纹瑱C(jī)的排隊(duì)提示系統(tǒng)需具有能夠一方面實(shí)現(xiàn)智能化，另一方面實(shí)現(xiàn)人性化，最大的方便廣大群眾的生活。排隊(duì)提示系統(tǒng)的總體架構(gòu)如下：主控制器按鍵選擇Lcd顯示Id卡識(shí)別蜂鳴器提示，提示燈提醒圖 21 排隊(duì)提示系統(tǒng)圖開始系統(tǒng)初始化LED點(diǎn)亮卡號(hào)儲(chǔ)存是否有鍵按下 N蜂鳴器提示 YLCD顯示卡號(hào)圖 22 總的流程圖 設(shè)計(jì)的思路，系統(tǒng)有幾個(gè)小模塊共同構(gòu)成，以AT89C52單片機(jī)為核心，將系統(tǒng)分為蜂鳴器模塊、鍵盤模塊、Id卡及Id讀卡器模塊、液晶顯示模塊等幾部分，由它們共同完成排隊(duì)提示。工作過程為當(dāng)顧客拿著id卡刷完后即可坐在座位上等候提示音和顯示器的顯示，按順序進(jìn)行辦理業(yè)務(wù)而不怕被插隊(duì)，既省時(shí)又省力。 單片機(jī)的選擇MCU(Micro Control Unit)中文名稱為微控制單元，又稱單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microputer)或者單片機(jī)，它將多個(gè)電路集成在一塊芯片，把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU,隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能都集成到一塊芯片上，從而構(gòu)成了一塊小而完善的單片微機(jī)。它具有小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化、抗干擾能力強(qiáng)和適應(yīng)溫度范圍廣等特點(diǎn)。 　單片機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在，種類繁多，性能各不相同。按內(nèi)部存儲(chǔ)器類型可分為片內(nèi)掩模型ROM、OTP(一次性可編程)ROM、片內(nèi)FLASHROM等類型。片內(nèi)掩模型的價(jià)格便宜，但程序已經(jīng)固化不能修改，固定不變的應(yīng)用場(chǎng)合比較適合這種程序；片內(nèi)FALSHROM程序可以多次擦除和編程，具有很的吧靈活性，缺點(diǎn)是造價(jià)比較高，對(duì)價(jià)格不要求的應(yīng)用場(chǎng)合可以使用；OTPROM價(jià)格適中，允許一次編程，對(duì)于要求既靈活性又低成本的應(yīng)用場(chǎng)合比較適合。電子產(chǎn)品的層次不同，對(duì)能源的需求也不斷提高要求。低功耗成為主流。如今的單片機(jī)日趨向制作工藝CMOS化、盡量實(shí)現(xiàn)單片化、片內(nèi)軟件的嵌入、共性與個(gè)性共存等方向發(fā)展。單片機(jī)在經(jīng)過這幾年不斷地研究和發(fā)展，歷經(jīng)4位、8位， 16位、32位，甚至64位，8位已漸成為市場(chǎng)主流。 STC單片機(jī)可以完全兼容51單片機(jī)，具有抗干擾性強(qiáng)、低功耗和具有遠(yuǎn)程升級(jí)等特點(diǎn)，加上市面上價(jià)格也比較便宜，也符合本課題的設(shè)計(jì)要求，所以這次的單片機(jī)選擇STC89