【正文】 張紅亮 .基于 ARM 微控制器的排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .微計(jì)算機(jī)信息 .2020 年 24 卷 . （ 2）陸昌平 .王健 .基于 ARM 初的嵌入式排隊(duì)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 現(xiàn)代電子技術(shù) .2020 年第 22期 （ 3）李深 .基于計(jì)算機(jī)仿真的排隊(duì)系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題研究 .沈陽(yáng)：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)， （ 4）深圳市來(lái)邦電子有限公司 .銀行排隊(duì)機(jī)在金融管理中的應(yīng)用 .中國(guó)安防產(chǎn)品信息 ,2020,11(04)： 3436 說(shuō) 明：一式兩份， 一份裝訂入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi) ，一份交學(xué)院（直屬系）。 本文分析了國(guó)內(nèi)外排隊(duì)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，指出了在智能排隊(duì)系統(tǒng)中采用嵌入式技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，剖析了一般排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求和基本功能，采用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法，提出了排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案。本文設(shè)計(jì)的嵌入式智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)具有成本低，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，功能較完善，且可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，具有較強(qiáng)的適用性和推廣價(jià)值。按照參與排隊(duì)的事物，排隊(duì)現(xiàn)象可以分為人的排隊(duì)和物的排隊(duì)。物的排隊(duì)，例如：等待打印或發(fā)送的文件；十字路口等待紅燈的汽車(chē)、自行車(chē)。例如上下班坐公共汽車(chē)等，這種排對(duì)我們稱為有形排隊(duì)。 近年來(lái)各行各業(yè)越來(lái)越重視窗口服務(wù)行業(yè)的建設(shè)，一方面人們對(duì)服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要 求；另一方面服務(wù)行業(yè)自身為適應(yīng)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也在通過(guò)各種形式不斷提升自身的服務(wù)，因此出現(xiàn)了排隊(duì)系統(tǒng)。銀行營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)客戶排隊(duì)服務(wù)是一個(gè)常見(jiàn)的排隊(duì)現(xiàn)象。網(wǎng)點(diǎn)資源減少后，客戶流進(jìn)一步向現(xiàn)有的網(wǎng)點(diǎn)集中，導(dǎo)致客戶排長(zhǎng)隊(duì)的現(xiàn)象比較突出，造成客戶等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，甚至引發(fā)服務(wù)投訴和存款的流失。所以很好地解決客戶排隊(duì)問(wèn)題能夠有效的節(jié)約客戶與銀行交易的時(shí)間成本和體力成本，增加客戶讓渡價(jià)值，提高客戶對(duì)銀行服務(wù)的滿意度，進(jìn)而增強(qiáng)銀行的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 排隊(duì)管理系統(tǒng)集現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信和電子技術(shù)為一體，是提高窗口服務(wù)行業(yè)的辦公效率 ,解除顧客排隊(duì)等候問(wèn)題的有利工具。 嵌入式系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)一個(gè)普遍的定義是 :以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 目前，基于嵌入式結(jié)構(gòu)形式的智能排隊(duì)管理系統(tǒng)尚處于起步階段，但較之前兩種結(jié)構(gòu)形式具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 采用基于嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)的智能排隊(duì)管理系統(tǒng)，可以選用性價(jià)比較高的 ARM微處理器芯片或者嵌入式工控機(jī)主板進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，使用嵌入 式 Linux 操作系統(tǒng)或?qū)崟r(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng) 181。 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 3 第 2 章 排隊(duì)系統(tǒng)分析 排隊(duì)系統(tǒng)使用對(duì)象及流程 排隊(duì)系統(tǒng)的使用對(duì)象主要為客戶、工作人員、系統(tǒng)管理員。 作為使用者客戶來(lái)說(shuō)，使用排隊(duì)系統(tǒng)一般流程為 :先在取號(hào)機(jī)上選擇需要辦理的業(yè)務(wù)，取 號(hào)機(jī)打印帶有排隊(duì)信息的票號(hào)，客戶在客戶區(qū)等待呼叫，輪到該客戶時(shí)，顯示屏提示客戶到某個(gè)窗口辦理，客戶憑排隊(duì)票號(hào)前往指定的窗口辦理，辦理完后離開(kāi)。 圖 使用流程 顧客 選擇業(yè)務(wù)取號(hào)機(jī)取號(hào) 等待叫號(hào) 到指定窗口辦理相關(guān)業(yè)務(wù) 選擇業(yè)務(wù)取號(hào)機(jī)取號(hào) 工作人員 辦理業(yè)務(wù) 結(jié)束辦理 數(shù)據(jù)中心 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 4 排隊(duì)系統(tǒng)的配置組成 本文參照大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)所遵循的軟件和硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的 方法和特點(diǎn)，即軟硬件設(shè)計(jì)是并行且交叉的，兩者互相支持、互相提供開(kāi)發(fā)的平臺(tái)。 系統(tǒng)的硬件環(huán)境主要由嵌入式排隊(duì)主機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、智能呼叫終端、 LED 顯示條屏、語(yǔ)音設(shè)備、打印機(jī)等構(gòu)成?？紤]到通信線路 的可靠性、穩(wěn)定性、以及開(kāi)發(fā)成本、技術(shù)可行性，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的通信采用異步串口通信 RS485 總線通信方式。因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)涉及嵌入式硬件較多，功能較為復(fù)雜，這里采用了分工協(xié)作開(kāi)發(fā)的模式來(lái)完成軟件設(shè)計(jì)。串行 通信軟件模塊，負(fù)責(zé)主機(jī)與呼叫終端、 LED 條屏的通信 。以及與以太網(wǎng)通信軟件模塊。 LED 顯示屏軟件由主程序信息顯示模塊和串口通信中間件模塊組成。 LED顯示屏采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)林 181。在開(kāi)發(fā)語(yǔ)言 的選擇上，采用了功能強(qiáng)大的嵌入式 C 語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，使得軟件具有較強(qiáng)的移植性和易讀性。觸摸屏一般分為，電阻觸摸屏、表面聲波觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏、紅外觸摸屏 。 (2)RS485 RS485 由電子工業(yè)會(huì) (EIA)在 1983 年制訂并發(fā)布， RS485 是一種多點(diǎn)發(fā)送、多機(jī)接收的雙向、平衡傳輸規(guī)范 。 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 6 (3)LED LED 是發(fā)光二極管英文 Lihgt Emitting Didoe 的簡(jiǎn)稱。 按顯示顏色可分為單基色 (紅色或綠色 )、雙基色 (紅色、綠色 )、三基色 (紅色、綠色、藍(lán)色 )。LED 顯示屏主要用于顯示文字、圖象、動(dòng)畫(huà)、行情及電視、錄像等，一具有多種編輯和播放功能。系統(tǒng)硬件部分主要有顯示屏、呼叫器、語(yǔ)音設(shè)備、一排隊(duì)取號(hào)機(jī)、排隊(duì)服務(wù)器、管理 PC 終端等。排隊(duì)服務(wù)器的聲卡音頻輸出連接到語(yǔ)音設(shè)備。 圖 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 8 圖 系統(tǒng)基本功能及工作原理 系統(tǒng)的基本功能： (1)客戶可以根據(jù)自己的需要選擇服務(wù)類型，從號(hào)票打印機(jī)抽取一張打印票號(hào)，到指定的休息等候區(qū)等待。 (3)工作人員可實(shí)時(shí)查看等待人數(shù)、正在服務(wù)號(hào)碼。每個(gè)服務(wù)窗口配備有一個(gè)智能呼叫終端和一個(gè) LED 顯示屏，分別太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 9 通過(guò)串口與排隊(duì)主機(jī)組網(wǎng)，多個(gè)窗口的呼叫終端通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接到嵌入式排隊(duì)主機(jī)服務(wù)器。此外，用戶還可以通過(guò)以太網(wǎng)遠(yuǎn)程登陸排隊(duì)服務(wù)器實(shí)時(shí)查詢服務(wù)大廳的排隊(duì)狀況。 圖 排隊(duì)系統(tǒng)涉及工作人員與客戶雙方，可以簡(jiǎn)單的將整個(gè)工作流程分成兩個(gè)具體流程 :客戶工作流程和工作人員工作流程。 柜員工作流程： 工作人員到達(dá)指定的窗口后，即可看到呼叫終端上顯示的本窗口的最大等待人數(shù)，待準(zhǔn)備好服務(wù)客戶時(shí)按下“呼叫”鍵開(kāi)始工作，每服務(wù)完一個(gè)客戶后就按“呼叫”鍵呼叫下一位顧客，當(dāng)所呼叫客戶在規(guī)定時(shí)一間內(nèi)不到時(shí)可以按“重呼”鍵再次呼叫客戶，當(dāng)工作人員因故暫停服務(wù)時(shí)，可以按下呼叫終端的“暫?！卑存I。數(shù)據(jù)可以通過(guò)兩種方式進(jìn)行傳輸 :串行傳輸和并行傳輸。并行數(shù)據(jù)傳送的距離通常小于30m。數(shù)據(jù)傳送按位順序進(jìn)行，最少只需一根傳輸線即可完成，節(jié)省傳輸線。在長(zhǎng)距離內(nèi)串行數(shù)據(jù)傳 送速率會(huì)比并行數(shù)據(jù)速率快，串行通信的通信時(shí)鐘頻率容易提高 。 (l)串行通信數(shù)據(jù)傳送模式 串行通信數(shù)據(jù)通常是在二個(gè)站 (點(diǎn)對(duì)點(diǎn) )之間進(jìn)行傳送，按照數(shù)據(jù)流的方向可 分成三種傳送模式 :單工、半雙工、全雙工。半雙工形式使用同一根傳輸線，即 可發(fā)送數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)發(fā)送和接收，在任何時(shí)刻只能由其中的一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方接收數(shù)據(jù)。 (2)串行通信方式 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 12 串行通信在信息格式的約定上可以分為兩種方式 :同步通信和異步通信。一旦檢測(cè)到約定同步字符，下面就連續(xù)、順序地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。該方式要求接收和發(fā)送時(shí)鐘嚴(yán)格保持同步，在通信時(shí)通常要求有同步時(shí)鐘信號(hào) 串行通信總線接口標(biāo)準(zhǔn)： 為了方便的把計(jì)算機(jī)和各種外部設(shè)備等有機(jī)的連接起來(lái)，通常采用標(biāo)準(zhǔn)接口，即明確定義若干信號(hào)線，使電路接口通用化并符合統(tǒng) 一的標(biāo)準(zhǔn)。 目前銀行系統(tǒng)中采用的串口標(biāo)準(zhǔn)通常都是 RS232 和 RS484。不同于 RS232， RS485 使用的是平衡線路，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。采用平衡線路的 RS485 線路除了對(duì)噪聲具有免疫功能之外，還可以在一定限度之內(nèi)不受接收器和驅(qū)動(dòng)器之間的接地電勢(shì)差異的影響。 硬件整體設(shè)計(jì) 基于 S3C2440 微處理的排隊(duì)服 務(wù)器主機(jī)介紹： 排隊(duì)服務(wù)主控模塊選用 Samsung公司的微處理器 S3C2440作為主控芯片，存儲(chǔ)器部分有 SDRAM、 NOR Flash、 NAND Flash 等，外設(shè)有按鍵輸入、串行通信RS232 模塊與 RS485 模塊，語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)模塊，微型打印機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等。 ARM 內(nèi)核是一種 32位嵌入式 RISC微處理器，具有功耗低、性價(jià)比高和代碼密度高等特 點(diǎn)。 其中， ARM ARM ARM9E和 ARM10E 為四個(gè)通用處理器，每一個(gè)系列提供一套相對(duì)獨(dú)特的性能來(lái)滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。ARM ARM9E 和 ARM10E 系列則更適合無(wú)線設(shè)備、消費(fèi)類電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。擴(kuò)展總線最大頻率 100MHz；存儲(chǔ)控制器 (八個(gè)存儲(chǔ)體 )，四通道 PWM 定時(shí)器和一通道內(nèi)部定時(shí)器看門(mén)狗定時(shí)器； 130 個(gè)通用 I/O 接口和 24 通道外部中斷源 。8 通道 10bitADC 和觸摸屏接口；支持 SIN與 TFTLCD控制器 。AC97解碼器接口 。兩個(gè)串行外圍接口 (SPI)； SD卡接口；功耗控制模式：具有普通，慢速，空閑和掉電模式。將這三個(gè)異步串口 UART通過(guò)相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換芯片連接外設(shè)。 (3)語(yǔ)音模塊電路 智能呼叫終端 (以下簡(jiǎn)稱呼叫終端 )主要由主控芯片 MCU(AT89C2051)、看門(mén)狗芯片 (DS1232)、半雙工電平轉(zhuǎn)換芯片 (SN75LBC184)、串行移位寄存器 (HEF4094)以及 8 段 LED 數(shù)碼管和多功能按鍵構(gòu)成。呼叫終端原理圖參見(jiàn)圖 1。系統(tǒng)各硬件通信主要采用異步串口通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。 1. 服務(wù)器 服務(wù)器 PC 主要負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和管理所有的系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，響應(yīng)各柜員通過(guò)呼叫器查詢讀取修改數(shù)據(jù)等請(qǐng)求，管理員可在服務(wù)器 PC 上進(jìn)行參數(shù)設(shè)置等操作?？筛鶕?jù)不同需要靈活調(diào)節(jié)系統(tǒng)功能。 2. 主控制器 AT89C2051 UART0 接口 看門(mén)狗電路 按鍵 時(shí)鐘電路 RS485 電平轉(zhuǎn)換 串行移位寄存器 8 段 LED數(shù)碼管 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 15 主控制器負(fù)責(zé)連接 CPU 卡讀卡器、打印機(jī)、語(yǔ)音控制器，并通過(guò)分線器連接呼叫器和 LED 窗口顯示屏。 4 . LED 窗口顯示屏 該顯示屏安置在營(yíng)業(yè)廳每個(gè)窗口上，帶有閃爍顯示，顯示操作員當(dāng)前正在辦理或是正在呼叫的號(hào)碼，以提醒顧客到該柜臺(tái)辦理相關(guān)業(yè)務(wù)。與主控制器采用 RS485 協(xié)議 9600BPS 的波特率通太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 16 訊，通訊距離遠(yuǎn)，抗干擾強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定，與 LED 窗口顯示屏采用 RS232 通訊協(xié)議。 呼叫器功能： 呼叫器具有呼叫、重呼、取消、指定呼叫、呼叫轉(zhuǎn)移、時(shí)間和日期設(shè)置、隨 時(shí)改變業(yè)務(wù)類型和呼叫機(jī)地址功能。它采用 RS485 和 RS232 雙通訊口，以 9600BP 的波特率通訊，并提供操作聲音提示和 DC12V 供電。通過(guò)內(nèi)核提供的一組系統(tǒng)調(diào)用，應(yīng)用程序能夠直接訪問(wèn)聲卡驅(qū)動(dòng)程序提供的各種音頻設(shè)備接口。 主控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 主控制器是本系統(tǒng)的心臟，連接 CPU 卡讀卡器、打印機(jī)、語(yǔ)音控制器，并通 過(guò)分線器連接呼叫器和 LED 窗口顯示屏。在主控制器中有一個(gè) POLLING 程序， POLLING 子程序用來(lái)依次對(duì)每個(gè)呼叫器進(jìn)行輪流檢測(cè)，以確定是否要呼叫、轉(zhuǎn)移等，如果有則進(jìn)行相應(yīng)處理，如果沒(méi)有則對(duì)下一個(gè)呼叫器進(jìn)行查詢，然后將處理數(shù)據(jù)傳送給相應(yīng)呼叫器，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)顯示在 LED 窗口顯示屏上，另外主控制器還負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)傳輸給打印機(jī)和語(yǔ)音控制器。 2. 語(yǔ)音芯片 1420P 功能：當(dāng)呼叫器要求取一個(gè)號(hào)，或要求進(jìn)行重呼時(shí)，主控制器則控制語(yǔ)音芯片進(jìn)行語(yǔ)音呼叫。比如所排的號(hào)及時(shí)間、取出的號(hào) 及時(shí)間，以及所轉(zhuǎn)移的號(hào)。 第 5 章 系統(tǒng)構(gòu)建與移植 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)論文（論文） 18 排隊(duì)服務(wù)器主機(jī)軟件設(shè)計(jì) 基于 S3C2440 的 Linux 系統(tǒng)移植： (1)嵌入式 Linux 特點(diǎn) Linux 從最開(kāi)始就是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，并且始終遵循著源代碼開(kāi)放的原則，它是一個(gè)成熟而穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，作為嵌入式操作系統(tǒng)有如下優(yōu)勢(shì) : ①低成本開(kāi)發(fā)系