電子排號系統(tǒng)的設計與研究

宋威

（黑龍江工商學院，黑龍江哈爾濱，150025）

在我國的銀行，醫(yī)院，政府服務部門，由于工作處理費時費力，流程復雜，所以在排隊現(xiàn)象尤其明顯，甚至出現(xiàn)過很多的擁擠現(xiàn)象，對于這些政府工作部門的影響特別大。而排隊叫號系統(tǒng)就可以很好的處理這種現(xiàn)象，對于我國的某些政府部門的工作能力的提高也有很明顯的促進作用，對于我國社會經(jīng)濟的發(fā)展也有有利的一面。因此，加大投資力度，加強對于排隊叫號系統(tǒng)的設計，有非常明顯的促進作用，對于經(jīng)濟社會的發(fā)展有非常好的影響作用，對于客戶的排隊效率的提高，解決問題的效果也是非常顯著，客戶的用戶體驗也有很大的提高作用。

1 射頻技術的介紹

射頻識別技術是上世紀80 年代出現(xiàn)的一款識別技術，這項技術對于識別領域有非常革命性的發(fā)展，徹底改變了識別領域復雜、技術難度高、不穩(wěn)定的缺陷和現(xiàn)狀。這項技術的出現(xiàn)使得識別領域發(fā)生了一場技術革命，該項技術是通過短距離的電波進行傳輸識別，其技術的基礎是無線傳輸技術，但在其發(fā)展的基礎上進行了衍生和發(fā)展。射頻識別技術可以識別絕大多數(shù)的電腦和計算機設備，具有很好的兼容性。同時，射頻技術也是多種高科技的結(jié)合體，是多種技術的綜合，比如射頻技術內(nèi)部綜合了計算機技術，識別技術，無線傳輸技術，芯片集成技術等等，這些技術的應用使得視頻識別技術領域有了很強的技術綜合性，其技術綜合性能很強，并且有非常好的穩(wěn)定性。射頻技術具有非常好的安全性和穩(wěn)定性，可以在各種復雜的技術領域和市場中進行識別，抗干擾的能力及其強。并且視頻識別技術是可以不通過接觸可以進行傳輸，具有很好的穩(wěn)定性和實用性。

近些年來，射頻技術的發(fā)展非常迅速，尤其是在歐美發(fā)達國家，有著非常廣泛的市場前景和技術運用。但是在我國的研究和發(fā)展卻一直較為緩慢，射頻技術的運用也是沒有完全的市場化。直到1993 年我國的金卡工程開始了，金卡工程的開展使得射頻技術進入中國，對于我國射頻技術的發(fā)展開啟了先河。從金卡工程被推廣出來，直到21 世紀，我國的射頻技術有了長足的進步，取得了豐碩的成果，這些技術的運用和世紀工程的展開，都為我國的射頻技術的發(fā)展提供了非常好的市場體驗，為今后我國射頻技術的發(fā)展奠定了雄厚的基礎。

2 電子排號系統(tǒng)的電路設計

RFID 技術的基本工作原理，是利用空間電磁波的耦合或者傳播來進行通信，達到自動識別被識別對象、獲取識別對象相關信息的目的。讀寫器通過天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當貼有電子標簽的物體進入無線識別系統(tǒng)讀寫器的識讀范圍時，其天線將產(chǎn)生感應電流，電子標簽獲得能量被激活并向讀寫器發(fā)送自身的編碼等信息，讀寫器接收到電子標簽發(fā)射回來的電磁波信號后，經(jīng)過處理得到電子標簽存儲的代碼等信息，這些信息可以作為物體的特征數(shù)據(jù)被傳送到計算機進一步處理。系統(tǒng)的功能的實現(xiàn)主要是由各個硬件之間的相互協(xié)同配合而實現(xiàn)的。本設計以AT89C51 單片機為核心結(jié)合輔助性硬件電路實現(xiàn)電子排號系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體框圖

系統(tǒng)以單片機為主控芯片，用于數(shù)據(jù)的接收、分析和處理。天線模塊用于對信號進行接收，利用讀卡器對射頻卡的信息進行讀取。單片機對此信息進行處理后在液晶顯示電路種對叫號信息進行顯示，報警電路用于對異常情況進行報警。系統(tǒng)總體硬件電路結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

2.1 讀卡器

圖2 系統(tǒng)整體硬件電路

讀卡器是系統(tǒng)的一個重要硬件，是讀取信息的最直接的設備，是整個射頻排號系統(tǒng)的核心和信息讀取中心，讀卡器的構(gòu)成主要是有信息的接收模塊。接口模塊以及與系統(tǒng)的耦合模塊等等。讀卡器與外部的信息交換的方式主要是通過半雙工的方式進行的，這樣的信息交流方式更加快捷高效。本次設計的系統(tǒng)為了穩(wěn)定性和高效性考慮，選擇的是JYLS6930 讀卡器，這款讀卡器性能優(yōu)越，并且技術成熟價格合理，適合市場推廣。

2.2 天線模塊

天線是系統(tǒng)的信號接收的一個重要，能夠很好的使得信號的頻率更加清晰，能夠使得信號得到放大。當射頻卡片進入讀卡器的交變磁場之后，也就是進入信號的接受區(qū)域后，天線的接受裝置就與讀卡器之間形成了一種類似于變壓器的聯(lián)系，這時射頻卡片的天線內(nèi)就會形成一種諧振電路，與讀卡器之間形成一種交互感應，從而使得讀卡器接收到射頻卡片的相關信息，完成信息讀取的功能。

2.3 液晶顯示模塊

液晶顯示器是現(xiàn)在市場當中的非常常見的顯示設備，基本上已經(jīng)運用到社會的各個領域，而且液晶顯示屏幕顯示效果穩(wěn)定，具有較強的兼容性。相對于傳統(tǒng)的顯示屏，液晶顯示屏不會不斷的在內(nèi)部刷新其畫面，這樣就會使得畫面特別穩(wěn)定，不會出現(xiàn)畫面抖動或者是雪花屏的情況。

根據(jù)現(xiàn)在的市場上的主流液晶顯示屏的質(zhì)量以及相關的性價比，我們這里主要是選用的是LCD1602 液晶顯示器作為系統(tǒng)的整個顯示。LCD1602 液晶顯示器是一款非常成熟穩(wěn)定的顯示器，具有很多優(yōu)點。比如LCD1602 液晶顯示器的重量更輕，質(zhì)量更高，對于系統(tǒng)的負擔也是非常低，并且LCD1602 液晶顯示器功能的耗能很低，非常節(jié)省電能。

2.4 報警模塊

這次設計的報警器主要是聲光的單頻音報警報警器。具有復位電路和震蕩電路的特點。顯示的部件采用的是液晶顯示器，這是一款非常常見且應用廣泛技術成熟的液晶顯示器。液晶顯示器有許多特點，其內(nèi)部是點陣型的液晶分子，系統(tǒng)驅(qū)動起來特別的方便，在進行編碼設計后，其現(xiàn)實的內(nèi)容是多樣化的。

3 系統(tǒng)的軟件設計

3.1 主程序

主程序是整個系統(tǒng)的核心，直接控制整個系統(tǒng)的運行。

主程序首先對各個子函數(shù)進行命令的傳達，在此期間，時刻根據(jù)系統(tǒng)的總要求對命令進行更新。先是開始，之后在對于初始化的外部進行中斷程序，然后開始對主函數(shù)進行相應的執(zhí)行。觀察是否具有中斷活動，如果發(fā)生了中斷的行為，那么就繼續(xù)執(zhí)行下一步操作，否則就要回到上一步的操作當中。主程序流程如圖3。

圖3 主程序流程圖

3.2 功能性模塊設計

（1）數(shù)據(jù)交換模塊

設計采用數(shù)據(jù)庫存儲用戶信息及數(shù)據(jù)，執(zhí)行程序之前，首先要設置串口波特率等相關串口參數(shù)，然后上位機通過串口向下位機發(fā)送命令，并進入串口中斷。下位機根據(jù)接收SBUF 的值做相應的處理。

（2）顯示模塊

顯示程序的主要功能是對當前的排隊者進行顯示，顯示函數(shù)首先判斷是寫命令操作還是寫數(shù)據(jù)操作，若是寫命令操作，則根據(jù)命令進行相應的操作。

（3）讀卡模塊

讀卡器的構(gòu)成主要是有信息的接收模塊。接口模塊以及與系統(tǒng)的耦合模塊等等。讀卡器與外部的信息交換的方式主要是通過半雙工的方式進行的。

4 結(jié)論

排隊現(xiàn)象隨處可見，但常常會出現(xiàn)混亂、擁擠的情況，以至于場面混亂，排隊效率低。尤其在醫(yī)院或銀行急需一種高效的排隊叫號方式的出現(xiàn)，所以排隊叫號系統(tǒng)由此而產(chǎn)生。排隊叫號系統(tǒng)首先是在歐美發(fā)達國家率先完成，這些國家的技術較為先進，社會各個方面也有能力大規(guī)模使用排隊叫號系統(tǒng)。這就使得排隊叫號系統(tǒng)應用的越來越廣泛。現(xiàn)在的排隊叫號系統(tǒng)是一整套技術的合成，比如液晶顯示，按鍵技術，復位技術，識別技術等等一系列的集中體現(xiàn)?，F(xiàn)在的射頻識別技術已經(jīng)應用到社會的各個領域，對于行業(yè)內(nèi)的促進和發(fā)展是非常明顯的，所以我國也應該在這方面加大投資力度，爭取在射頻識別技術領域取得突破。