电子排号系统的设计与研究

宋威

（黑龙江工商学院，黑龙江哈尔滨，150025）

在我国的银行，医院，政府服务部门，由于工作处理费时费力，流程复杂，所以在排队现象尤其明显，甚至出现过很多的拥挤现象，对于这些政府工作部门的影响特别大。而排队叫号系统就可以很好的处理这种现象，对于我国的某些政府部门的工作能力的提高也有很明显的促进作用，对于我国社会经济的发展也有有利的一面。因此，加大投资力度，加强对于排队叫号系统的设计，有非常明显的促进作用，对于经济社会的发展有非常好的影响作用，对于客户的排队效率的提高，解决问题的效果也是非常显著，客户的用户体验也有很大的提高作用。

1 射频技术的介绍

射频识别技术是上世纪80 年代出现的一款识别技术，这项技术对于识别领域有非常革命性的发展，彻底改变了识别领域复杂、技术难度高、不稳定的缺陷和现状。这项技术的出现使得识别领域发生了一场技术革命，该项技术是通过短距离的电波进行传输识别，其技术的基础是无线传输技术，但在其发展的基础上进行了衍生和发展。射频识别技术可以识别绝大多数的电脑和计算机设备，具有很好的兼容性。同时，射频技术也是多种高科技的结合体，是多种技术的综合，比如射频技术内部综合了计算机技术，识别技术，无线传输技术，芯片集成技术等等，这些技术的应用使得视频识别技术领域有了很强的技术综合性，其技术综合性能很强，并且有非常好的稳定性。射频技术具有非常好的安全性和稳定性，可以在各种复杂的技术领域和市场中进行识别，抗干扰的能力及其强。并且视频识别技术是可以不通过接触可以进行传输，具有很好的稳定性和实用性。

近些年来，射频技术的发展非常迅速，尤其是在欧美发达国家，有着非常广泛的市场前景和技术运用。但是在我国的研究和发展却一直较为缓慢，射频技术的运用也是没有完全的市场化。直到1993 年我国的金卡工程开始了，金卡工程的开展使得射频技术进入中国，对于我国射频技术的发展开启了先河。从金卡工程被推广出来，直到21 世纪，我国的射频技术有了长足的进步，取得了丰硕的成果，这些技术的运用和世纪工程的展开，都为我国的射频技术的发展提供了非常好的市场体验，为今后我国射频技术的发展奠定了雄厚的基础。

2 电子排号系统的电路设计

RFID 技术的基本工作原理，是利用空间电磁波的耦合或者传播来进行通信，达到自动识别被识别对象、获取识别对象相关信息的目的。读写器通过天线发送一定频率的射频信号，当贴有电子标签的物体进入无线识别系统读写器的识读范围时，其天线将产生感应电流，电子标签获得能量被激活并向读写器发送自身的编码等信息，读写器接收到电子标签发射回来的电磁波信号后，经过处理得到电子标签存储的代码等信息，这些信息可以作为物体的特征数据被传送到计算机进一步处理。系统的功能的实现主要是由各个硬件之间的相互协同配合而实现的。本设计以AT89C51 单片机为核心结合辅助性硬件电路实现电子排号系统，系统框图如图1所示。

图1 系统整体框图

系统以单片机为主控芯片，用于数据的接收、分析和处理。天线模块用于对信号进行接收，利用读卡器对射频卡的信息进行读取。单片机对此信息进行处理后在液晶显示电路种对叫号信息进行显示，报警电路用于对异常情况进行报警。系统总体硬件电路结构如图2 所示。

2.1 读卡器

图2 系统整体硬件电路

读卡器是系统的一个重要硬件，是读取信息的最直接的设备，是整个射频排号系统的核心和信息读取中心，读卡器的构成主要是有信息的接收模块。接口模块以及与系统的耦合模块等等。读卡器与外部的信息交换的方式主要是通过半双工的方式进行的，这样的信息交流方式更加快捷高效。本次设计的系统为了稳定性和高效性考虑，选择的是JYLS6930 读卡器，这款读卡器性能优越，并且技术成熟价格合理，适合市场推广。

2.2 天线模块

天线是系统的信号接收的一个重要，能够很好的使得信号的频率更加清晰，能够使得信号得到放大。当射频卡片进入读卡器的交变磁场之后，也就是进入信号的接受区域后，天线的接受装置就与读卡器之间形成了一种类似于变压器的联系，这时射频卡片的天线内就会形成一种谐振电路，与读卡器之间形成一种交互感应，从而使得读卡器接收到射频卡片的相关信息，完成信息读取的功能。

2.3 液晶显示模块

液晶显示器是现在市场当中的非常常见的显示设备，基本上已经运用到社会的各个领域，而且液晶显示屏幕显示效果稳定，具有较强的兼容性。相对于传统的显示屏，液晶显示屏不会不断的在内部刷新其画面，这样就会使得画面特别稳定，不会出现画面抖动或者是雪花屏的情况。

根据现在的市场上的主流液晶显示屏的质量以及相关的性价比，我们这里主要是选用的是LCD1602 液晶显示器作为系统的整个显示。LCD1602 液晶显示器是一款非常成熟稳定的显示器，具有很多优点。比如LCD1602 液晶显示器的重量更轻，质量更高，对于系统的负担也是非常低，并且LCD1602 液晶显示器功能的耗能很低，非常节省电能。

2.4 报警模块

这次设计的报警器主要是声光的单频音报警报警器。具有复位电路和震荡电路的特点。显示的部件采用的是液晶显示器，这是一款非常常见且应用广泛技术成熟的液晶显示器。液晶显示器有许多特点，其内部是点阵型的液晶分子，系统驱动起来特别的方便，在进行编码设计后，其现实的内容是多样化的。

3 系统的软件设计

3.1 主程序

主程序是整个系统的核心，直接控制整个系统的运行。

主程序首先对各个子函数进行命令的传达，在此期间，时刻根据系统的总要求对命令进行更新。先是开始，之后在对于初始化的外部进行中断程序，然后开始对主函数进行相应的执行。观察是否具有中断活动，如果发生了中断的行为，那么就继续执行下一步操作，否则就要回到上一步的操作当中。主程序流程如图3。

图3 主程序流程图

3.2 功能性模块设计

（1）数据交换模块

设计采用数据库存储用户信息及数据，执行程序之前，首先要设置串口波特率等相关串口参数，然后上位机通过串口向下位机发送命令，并进入串口中断。下位机根据接收SBUF 的值做相应的处理。

（2）显示模块

显示程序的主要功能是对当前的排队者进行显示，显示函数首先判断是写命令操作还是写数据操作，若是写命令操作，则根据命令进行相应的操作。

（3）读卡模块

读卡器的构成主要是有信息的接收模块。接口模块以及与系统的耦合模块等等。读卡器与外部的信息交换的方式主要是通过半双工的方式进行的。

4 结论

排队现象随处可见，但常常会出现混乱、拥挤的情况，以至于场面混乱，排队效率低。尤其在医院或银行急需一种高效的排队叫号方式的出现，所以排队叫号系统由此而产生。排队叫号系统首先是在欧美发达国家率先完成，这些国家的技术较为先进，社会各个方面也有能力大规模使用排队叫号系统。这就使得排队叫号系统应用的越来越广泛。现在的排队叫号系统是一整套技术的合成，比如液晶显示，按键技术，复位技术，识别技术等等一系列的集中体现。现在的射频识别技术已经应用到社会的各个领域，对于行业内的促进和发展是非常明显的，所以我国也应该在这方面加大投资力度，争取在射频识别技术领域取得突破。