1? 系統方案分析

按照當前國內外技術水平來分類，排隊管理系統可以分為有線系統和無線系統，它們所實現的功能是完全一樣的。無線通信方式，最大的優點是安裝方便快捷。除主機外，任何設備出現故障時，都可實時在線更換和維修。但該方式容易受到頻率干擾和電磁波干擾。

2? 系統整體方案設計

各個窗口終端CPU通信的信息量不大，實現的功能較簡單。主機采用32位EasyARM615[l]可以滿足要求，充分利用主機自帶的RS485總線資源。從機采用8位的單片機即可實現所需功能。雖然在穩定性上可能稍有影響，編程上略為復雜，但是大大地降低了生產成本，而且對系統穩定性方面的影響，可以通過軟件設計來盡量克服。

基于以上方案分析，主機采用32位EasyARM615開發套件，從機采用8位單片機作為控制芯片。搭建基于EasyARM615的分布式排隊系統，具體框架如圖1所示。



排隊系統的基本服務流程是：當顧客進入服務大廳，選擇自己需要的服務類別，從“號票打印機”抽取打印號票，上面打印出該顧客的排隊代號。主機根據服務類別及緊急程度處理數據，形成隊列。當工作人員服務完畢后只需按一下從機鍵盤上的呼叫按鈕，主機將先來的顧客代號通過窗口顯示屏和語音信息，呼叫顧客前來辦理。

3系統硬件電路設計

基于單元化思想設計，系統硬件由主機控制器、從機控制器、人機交互界面、鍵盤輸入系統、嵌入式打印機、語音播放系統、自制電源模塊組成。

3．1? 主機控制器

EasyARM615主機是系統控制和管理的核心，完成號票的打印和號碼的存儲、管理、顯示、發送及語音播放等功能。顧客來到后，在主機上按“取號”鍵，系統將排隊人數和排隊號碼加1，同時打印顧客的號碼并存儲。當窗口工作人員按“下一位”鍵取號時，主機將排在最前的號碼發往呼叫器、相應的窗口顯示屏和主顯示屏，并通過語音模塊播放語音，同時將系統的排隊人數減l；當窗口工作人員按“重呼”鍵或“暫?！辨I時，從機向主機送出該窗口數據，主機收到后立即將該數據發往呼叫器、相應的窗口顯示屏和主顯示屏，并通過語音模塊播放語音。主機控制器電路如圖2所示。



3．2? 從機控制器

系統的從機控制器采用Atmel公司低功耗、高性能的CMOS 8位AT89S52單片機。其內置8 KB Flash片內程序存儲器，256 B的隨機存取數據存儲器(RAM)，5個中斷優先級、2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數器，2個全雙工串行通信口，看門狗(WDT)電路等資源。

3．3? 其他模塊設計

主顯示屏采用帶中文字庫的液晶模塊LCDl2864，用于向在休息區等待的顧客提示被呼叫的號碼和相應的窗口號。窗口顯示屏采用字符型液晶顯示模塊LCDl602，用于顯示窗口的受理顧客號，引導顧客到該窗口來辦理業務。

語音播報系統采用廣州唯創科技有限公司的可編輯語音芯片WT588D系列語音單片機。

嵌入式打印模塊采用WH-A6熱敏嵌入式微型打印機，串行接口控制。

4? 軟件設計

系統的設計理念是基于數據隊列原理，遵循先來先辦的原則。智能排隊系統的“智能”體現在系統對“排隊”的處理是根據運籌學中的排隊論來設計的，管理中心查詢各個服務臺空閑情況，根據服務臺總數目進行輪詢算法，以確認下一個取得客戶的服務臺號。

4．1? 通信方式

系統采用RS485總線，工作于半雙工方式。RS485為差分平衡數字通信接口，系統采用主從式通信方式，主機采用查詢工作方式，從機采用中斷工作方式。通信總是由主機開始，循環地給從機發送查詢命令，從機返回相應的應答信息。除非主機呼叫從機，從機在其他情況下不能主動向通信總線上送出信息。

4．2? 窗口優先級和平衡分配算法設計

在多隊列多窗口、業務優先級辦理的情況下，需要將客戶按照“先來先辦，平均分配”的原則分配到各個窗口。為了解決各業務的多窗口平均分配，系統在優先級排隊系統輸入隊列調度算法的基礎上，改進并設計了一種窗口優先級和平衡分配算法[2]來解決該問題，基本步驟如下：

①獲得當前窗口可辦理的業務列表。

②判斷最高優先級的一個或多個業務的隊列中是否有排隊號。

③若存在排隊號，判斷當前窗口是否是同類窗口中最早請求的；若不是，則跳轉到⑤。

④若是，從最高業務級別的隊列中取得排隊時間最早的排隊號。

⑤繼續查找次優先級隊列，直到取得排隊號或查找所有隊列完畢；若無排隊號，返回。

4．3 ?程序設計

主程序流程如圖3所示。主機初始化后，從01號從機(即呼叫器，地址=02H)開始查詢，如有應答命令請求，根據命令作相應處理。



(1)請求發送

主機將最靠前的顧客號碼發送到該機，并置發送標志F=1。

(2)請求接收

當呼叫器重呼或暫停時，向主機發送數據。此時，主機接收該從機數據，接收完成后，立即查詢從機并發送數據，置F=l。若從機不應答，表示該機無請求服務或沒有該設備，則清F=0。

主機通信完成后將顯示更新的數據于LCD屏，根據發送標志決定是否將數據送到該從機對應的窗口顯示屏、主顯示屏及播放語音，然后地址+2并判斷是否開始新的查詢。

結? 語

本文設計了由主機EasyARM615、從機AT89S52單片機及其外圍電路構成的智能排隊管理系統。以高性能的32位EasyARM615開發套件為主機控制器，以價格低廉的單片機為從機搭建起來的智能排隊系統，既能解決無序排隊問題，又能提高服務質量，可以對多個窗口和隨機出現的客戶流進行自動排隊管理，順序呼叫顧客到對應的窗口辦理業務。