智能排队语音叫号系统论文

智能排队语音叫号系统论文（通用3篇）

智能排队语音叫号系统论文 篇1

一引言

随着信息技术的应用日益广泛, 排队语音叫号系统也越来越多地出现在我们的日常生活中, 如在银行、医院、移动营业厅等需要排队等候的地方。本文主要阐述了基于.NET运行环境下, 如何使用语音合成技术设计实现一个排队语音叫号系统, 重点是系统设计及语音叫号功能的实现, 并简要说明了不同业务环境下该应用在系统设计和实现上的差别。

排队语音叫号系统的核心功能是根据排队信息进行叫号。本文主要从排队语音叫号系统核心功能的业务流程设计、数据结构设计、数据库设计以及语音叫号功能实现等方面进行详细阐述。

二系统设计

1. 业务流程设计。

在业务流程设计上, 银行、移动营业厅和医院的业务流程是不一样的。银行、移动营业厅等业务下的排队叫号, 首先需要选择要办理的业务类型, 根据不同的业务类型获取相应的排队编号, 然后等待系统叫号;医院等业务下的排队叫号, 通常是在录入患者个人信息之后, 由医务工作人员在系统中为患者分配检查治疗科室, 再等待系统叫号。业务流程设计见图1和图2。

2. 数据结构设计。

在数据结构设计上, 所有排队叫号系统所采用的数据结构都是一样的, 即队列数据结构。因为所有的排队叫号系统都要保证先进入排队系统的人更早地被叫到。所不同的是, 银行、移动营业厅等排队叫号系统, 会分别针对不同的业务设置不同的队列。而医院等排队叫号系统则针对不同的科室设置不同的队列。数据结构设计见图3。

3. 数据库设计。

在数据库设计上, 银行、移动营业厅和医院的排队叫号系统数据库表结构也不尽相同。主要是在医院等排队叫号系统中, 需要记录患者的个人信息, 以便医生检查病情时使用。而银行、移动营业厅等排队叫号系统并不需要记录个人信息, 只需要确定办理什么类型的业务就可以了。数据库表结构设计见图4。

三系统实现

在系统实现上, 本文主要阐述如何用.NET运行环境中的编程语言C#将文字信息通过语音合成技术转化成声音信号, 来实现排队叫号语音输出功能。

语音合成技术是将计算机自己产生的或外部输入的文字信息转变为可以听得懂的、流利的汉语口语输出的技术。

语音合成技术有两种实现方式:第一种是通过纯软件编程来实现。这种方式是通过CPU运算将文字信息转化成声音信号, 通过声卡播放出去。第二种实现方式是通过语音合成硬件设备来实现。通过调用硬件接口, 将文字信息传输给硬件设备, 语音合成硬件设备将收到的文字信息合成为声音信号, 通过音箱喇叭播放出去。

本文主要阐述如何通过语音合成硬件设备实现排队叫号系统的叫号功能。语音合成硬件设备一般由两部分组成, 如图5所示。一个是USB转串口 (COM口) 下载器, 用于插入电脑的USB口, 图中所示是一款CH340T芯片的产品。另外一个是语音合成模块, 通过杜邦线连接USB转串口下载器, 目前应用最多的是科大讯飞的语音合成芯片。语音合成硬件设备的工作原理是, USB转串口下载器将电脑的USB口转成COM口, 通过杜邦线连接语音合成模块 (数据线连接数据针脚, 供电线连接供电针脚) , USB转串口下载器能将电脑的USB 5V端口电压转换成3.3 V, 为语音合成模块进行供电, 同时将电脑中的文本信息通过数据线传给语音合成模块, 语音合成模块在接收到文本信息后, 按照指令要求, 将文本信息合成为声音信号, 通过将语音合成模块上的声音输出插口连接音箱, 将声音播放出来。

有了语音合成硬件设备, 下一步就是将USB转串口下载器的USB插口插入电脑的USB插口, 安装CH340T芯片的驱动, 这样操作系统就能够通过USB口给语音合成模块发送文本信息了。由于USB串口下载器已经将USB接口转为了COM口, 所以在操作系统的设备管理器中, 我们看到的是COM口设备。因此, 在C#编程的过程中, 我们只要进行COM口设备的编程即可。

在下面的C#代码中, 我们首先创建了一个i Fly Speaker的类, 在类中定义了一个Serial Port类的变量, Serial Port类是.NET用来进行COM口操作的类, 通过实例化Serial Port类, 指定COM口名称, 设置波特率等属性, 就可以给COM口传送数据了。Speak Text方法将要发送的文本和指令数据进行组合, 在文本中我们可以指定是患者姓名还是排号, 通过设置声音类型、语速、音调、音量以及对数字的处理方案和指定文本编码, 同时设置数据区长度、帧头标志、合成播放命令、文本编码等参数值, 组成一个完整的文本和指令数据字符串, 将此字符串通过Serial Port类的Write方法写入COM端口, 这样也就触发了COM口的Data Received事件, 在Data Received事件的处理方法中, 通过调用Serial Port类的Read方法将文本和指令字符串传送给语音合成模块, 语音合成模块在接收到数据后, 提取出文本和指令数据, 按指令要求将文本信息合成为语音信号, 通过音箱喇叭播放出去, 这样就完成了整个语音叫号的全过程。语音叫号功能类C#实现代码如图6所示。

四结束语

本文首先对语音叫号系统的业务流程设计、数据结构设计以及数据库设计进行了阐述, 然后详细阐述了排队语音叫号系统的语音叫号功能如何实现, 即使用.NET环境下的C#编程通过COM口 (USB口转) 将文本和指令信息传送给语音合成模块, 语音合成模块进行语音合成, 进而输出声音信号, 实现排队叫号功能。排队叫号功能的语音合成实现是整个排队叫号系统实现的核心, 实现了这个功能, 就可以围绕不同行业的应用场景, 处理好各种业务环境下的特殊情况, 最终完成一个功能全面的排队语音叫号系统。

参考文献

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智能排队语音叫号系统论文 篇2

电信市场的迅猛发展在给电信企业带来巨大商机的同时也带来了巨大压力。为了给客户提供方便、快捷的服务，通信企业在全国各地建立了众多的服务中心，每天接待许许多多的客户。客户在办理 缴费、开通新服务、申请新账户、余额查询、账单详细查询等业务时需要排若干次队，甚至经常发生排错队伍的现象，耗费了大量的时间和精力；另一方面，嘈杂、混乱的工作环境也影响了工作人员的办事效率与服务质量。

因此，为了提供高效率的服务、营造良好的工作环境，通信企业需要以高科技的客户管理手段代替 传统的人工排队方式，从根本上解决传统排队给客户及企业带来的不利影响。

排队管理系统是针对通信的行业特点专门研制开发出的、适用于各通信企业的理想的客户解决方案。该系统可以根据客户的流量即时调整工作人员及服务窗口的数量，最大程度减少客户等候时间，很好地解决客户在接受服务过程中所遇到的各种排队、等候、拥挤和混乱现象。同时也能统计客户情况及职员的工作状况，为企业管理层提供有效的管理手段和决策依据。

设计思想

2.1基本情况及要求

提高营业大厅的综合管理水平和合理的安排顾客办理各种业务，通过叫号服务，让顾客坐下来等候，避免窗口拥挤和排队，并且能合理的安排窗口服务，减少顾客的等候时间;与此同时,通信公司还可以通过排队系统的数据生成对大厅的服务进行科学化管理。

系统要求智能化管理 ,柜台业务负责人可以根据实时顾客流量合理分配柜台数量,实行动态的科学管理。

根据柜员个人的业务能力可以划分成不同的业务级别，在自己的级别内可以实现 “互助”式的柜台转移呼叫操作，并要随着业务员能力的提高和降低随时进行增加和减少的量化控制。

统计业务人员在遇到特殊情况时，能够通过操作器、语音、计算机对话框等手段进行对话和同级之间的调整。

在顾客需在多个柜台（业务）服务时），可持同一张号票自动进入排队队列，而不需重新取号。

语音要求和背景音乐相融合或互相切换，并能播发其他相关语音信息。

通过柜员用操作器可进行重呼、插队、转移、预约功能操作。

管理人员可通过表格、图形两种方式查询、打印排队信息与柜员工作量等数据，并可设置系统服务参数。2.2 系统设计思想 系统设计基于适应性、可靠性、应用可设计性、系统完整性、结构开放性的设计思想，采用模块化的结构方式，统一管理、分布处理，充分保证整个系统的先进可靠性和良好的扩展性。使营业大厅通过本排队管理系统的使用，形成良好有序的工作秩序，为顾客营造安静、舒适的环境，为员工改善工作环境，提高工作效率，树立良好的公众形象。

充分考虑营业大厅现有的工作流程和行业特点，结合以往安装使用的实际经验，使系统的设计与现有情况相适合；设备上还要考虑到现在或将来和现有网络的适当融合（如，服务语音监控录入系统、电视系统、大屏幕系统等）

系统设计除考虑顾客正常流程时排队处理，还充分考虑顾客由于某些原因而出现特殊情况如漏号、需转移至其它柜台、优先办理、取错号码时的排队处理，保证系统有秩序地进行。

基于柜员的工作情况需求，本系统可支持的呼叫终端采用物理呼叫器或虚拟呼叫终端，支持两种同时采用的方式，使柜员能够根据现实情况选择适合的方式，并可随着大厅计算机化的建立而逐步增加虚拟终端的使用比例。

本系统设计了强大的管理和统计功能，为通信行业进行现代化的科学管理提供了有效而便利的手段。

充分考虑系统工作的可靠性设计，具有软件升级时的数据自动保护功能，避免因系统升级而造成数据丢失或损坏。具有分散处理或备份功能，万一主控计算机系统出现故障，另外副主控计算机仍然运行，待网络恢复后自动将有关数据上传。2.3 排队系统设备配置

现场情况： 多 种业务，多个柜台

设备配置： 立式取号机 1 台 ；汉字窗口显示屏每个柜台（窗口）1 块；物理呼叫器每个柜台（窗口）1 只； 2.4 业务队列设计

2.5 取号机面板示意图 ：

2.6 票号示意图

• 系统概述

3.1 排队系统说明

3.1.1 顾客办理业务流程图

3.1.2 顾客办理业务示意图

3.2 硬件系统功能说明

3.2.1 取号机（立式）

立式，按键式取号，顾客通过取号机自助取号；

取号机面板上设立代表服务内容的按键（对应相应的服务队列）顾客按键后，打印机打印出一个票号，同时系统内部将该号码转移到相应的服务队列中去排队；面板上和取号机上可根据需要印上行业标志 LOGO等；

取号机可以根据客户要求，在打印纸将要用尽时发出警报提醒，便于操作员及时更换打印纸。

取号机外观可以是立式，也可以根据现场配制台式；

取号机为用户提供多种功能接口

网络接口 ：用于连接网络主机，便于网络管理及数据传输。磁卡机接口 ：用于特种行业的身份识别，如重要大户等。

显示接口 ：用于连接电视机、LED显示屏等，使娱乐、排队一替化。

触摸屏接口：用于连接触摸屏，使取号用户在查询中直接取号。

显示取号时间、等候人数、等候时间。

可以设置在任意时间段不出号票。

可以在取号机内安置语音系统用于呼叫或其它特殊需要。

可以根据客户要求设定等候人数 “临界值”，当某一个服务取号等候人数超过一定数量时，可以发出提示告知当前等候人数较多，大概需要等候时间等等（选项）；或者当排队人数超过 “临界值”后，自动向计算机（或警告显示屏）传输警告界面，提示有关负责人需要增加服务柜台等信息。取号机按键寿命 50万次以上，为了便于将来业务变更和调整的需要面板可以更换；

取号机系统可以采用整体式（如顾客在取号机的触摸屏上查询，查询清楚后，可以按触摸屏上的取号提示，同样可以在取号机上得到一个票号）。

如果将来有采用触摸屏技术取号，可以采用我司即将推出的新款取号机机箱（触摸屏式），届时只需要改装即可无须花费整机的价钱。3.2.2 呼叫器

特殊功能

呼叫器分为物理呼叫器和虚拟呼叫器，二者可并用或单独使用。

工作人员通过呼叫器呼叫顾客办理业务。

通过定义键，可以在对服务过的顾客号码进行标注业务类别，如，某一个大项服务名称中含有 4 种以上的种业务，可设定其业务编码为 01、02、03、04„ 在顺呼下一位顾客前，可以通过 功能 + 输入代码的方式将刚办理完毕的业务进行标注，体现在业务报表中，为杜绝遗漏标注的操作，可以进行设定，如果没有标注业务类别操作，顺呼键将无法继续，用以提醒柜员进行标注操作（上述功能已经在上海沪东供电公司成功运用）。6 位 LCD 液晶显示：前两位显示队列号，后四位显示顾客排队号码

查询功能：可通过呼叫器查询等候人数、查询服务过人数或者通过

柜台号 + 功能 + 查询的操作方式查询其它业务的排队等候人数。转移插入功能：呼叫器可将当前票号，转移插入到其他队列的任何位置。

根据营业安排，可以随时改变业务内容去帮助其它柜台。

对有特殊要求的柜台（例如，顾客需要先递交申请单据进行审验然后等候通知的情况下）还可以将操作器设置成手动输入号码进行呼叫的方式，柜员将审验通过顾客的号码输入操作器上然后进行呼叫（该功能已经应用到北京 301 医院的药房取药系统、大连车管所和沈阳出入境管理处也将采用该种呼叫方式）。

基本功能：

工作人员通过呼叫器呼叫顾客办理业务。

登录：在一天工作开始前，输 入员工代码（最大 4 位数）进行登录（对于工作位置固定的员工，可以进行设置，每天只需要按 “ 登录 ” 键即可，无须输入员工代码，简化登录的操作过程）。

退出：在一天工作结束后，退出系统。

当工作人员暂时离开，可通过终端关闭此柜台，同时，该柜台显示屏自动关闭。可选择物理终端（硬件组成，放在柜台上），和虚拟终端（软件，安装在电脑中）两种功能。

顺呼：呼叫第一位或下一位顾客。

重呼：第一次呼叫顾客时没有响应，可以多次重新进行呼叫。

弃号：多次呼叫后，顾客依然没有响应，可能顾客已弃号，然后呼叫下一位顾客；还可以按照客户要求，系统内进行设置，在重呼若干次仍旧没有前来的情况下，系统直接按弃号处理（漏号顾客处理方法之一）

优先：碰到紧急或有特殊关系的顾客，可优先呼叫。

转移：偶尔顾客拿错部门号票或需要多柜台服务，可即时传送其他部门，无须重新取号等待。

延后：当多次重呼后，顾客依然没有响应，把该顾客延后到本服务类型的最后一位（漏号顾客处理方法之二）

柜台：可修改柜台服务类型，从而实现临时帮助其它服务柜台的目的。

清屏：清除错误的输入。插前：顾客需多柜台服务时，完成一段服务后，其号码被转移到另一队列的首位。

储存：当呼叫时而顾客恰好不在，可暂时储存，然后继续呼叫下一位顾客，办理完毕后再重新呼叫，顾客无须担心错过时间。

询问：查询当前等待人数。

查看：查看储存的号码。（暂未实现，因为需求面小，如果有要求可以实现）

密码登录：根据需要，可设定用户个人密码，使用密码登录。

呼叫终端物理参数

长 :16 cm 宽 :9 cm 高 :3.5 cm 电源电压 :12V(由通信控制器供电)最大功耗 :2W 3.2.3 窗口屏

（1）.数码管窗口显示屏

• 安装于服务窗口上方；

• 4位数码管显示,动态闪烁显示该窗口正在呼叫号码；

• 静态显示正在办理业务中的顾客排队号码。

数码管窗口屏物理参数 37.5cm * 14.3cm * 5cm 最大功耗 :20W

（2）.点阵窗口显示屏

• 安装于服务窗口上方；

• φ 5，4个汉字显示,动态显示该窗口正在呼叫号码、文明礼貌用语和广告信息； • 静态显示正在办理业务中的顾客排队号码；

• 静态还可以显示四个汉字以内的服务业务名称 如 “话费查询”等 • 显示次数可以按照客户要求设定。• 滚动方式可以按照客户要求设定。

• 设置屏幕保护功能 ,在长时间不用时,可以进行熄屏保护。点阵窗口显示屏 物理参数 点阵 42.6cm * 12.4cm * 5cm 最大功耗 :20W

3.2.4 综合屏

• 安装于等候区；

• 动态闪烁显示办理某项业务的顾客序号和相应窗口号； • 静态显示正在办理某项业务的顾客序号和相应窗口号； • 每组综合屏的数量可以自行定义； • 所显示业务类型可自行定义。

• 闪烁次数可以设定；显示单元可以增加用以增加效果。

• 安装于等候区显要处，动态闪烁显示，提示某位顾客前去相应窗口办理；

• 呼叫时带有尖头方向指示，使得听到呼叫的顾客很容易分辨窗口的左右方向，节省寻找对应窗口时间。综合显示屏：

3.2.6 通讯控制器

通讯控制器是用于连接系统各设备、为设备提供电源和通讯信号。

通讯控制器共有 16个RS-485总线接口（RJ-45网络接口）一个PC机用RS-232串口（DB9口）。一个电源指示灯、一个状态指示灯。

电源： 15V-20A开关电源供电（内置电源适配器）。3.2.7 语音系统

吸顶式

• 利用乐音或语音传递排队等待信息；

• 语音的呼叫方式根据客户的要求设定，例如：顺呼为 “叮咚”提示音加语音呼叫，重呼时为直接语音呼叫等等 „

• 采取背景音乐与语音呼叫相融合形式； • 音源设置要合理，避免大厅回音或震荡；

• 提示音除了 “叮咚”音外可以有多种乐音供客户进行个性化选择。• 可以分楼层、分业务类型进行不同乐音提示和控制。• 呼叫次数可以按照要求设定。

语音提示 “叮咚 请×××１到 ××号窗口 + 请×××2等候” 3.2.8 告警信息屏（可选）

• 告警信息屏用于对系统出现特殊情况时 ,提供文字告警信息。如：打印纸张将尽、某队列人数超量、前台柜员求助信息等。显示标题和安装方式可由用户自行选择。• 安装数量根据要求而定。3.3 网络系统说明

3.3.1 网络结构示意图

3.3.2 设备连接示意图

排队管理系统说明

网点排队系统结构图

3.4 软件系统说明

3.4.1 软件结构示意图

3.4.2 管理软件功能

3.4.2.1 底层数据库模块

底层数据库模块对系统中硬件设备、管理信息、人员信息、柜台参数、队列参数等提供底层数据支持，并进行处理，作为上层模块的信息源。

3.4.2.2 硬件设置模块

硬件系统模块是设置系统硬件设备地址及相关硬件参数，显示硬件设备的工作状态。

3.4.2.3 前台操作模块

前台操作模块是对前台各项业务进行操作处理。并提供内部通信服务。

3.4.2.4 实时监控模块

实时监控模块是对业务队列的实时信息及前台员工处理业务的实时信息进行监控。管理人员可以通过监控信息对前台柜员及队列情况进行直观的观察。

3.4.2.5 权限管理模块

权限管理模块是对系统操作人员的权限进行管理，为系统提供安全障。3.4.2.6 数据分析模块

数据分析模块对系统中的各项数据，进行有效分析。可提供多种数据分析结果如：顾客流量曲线图、业务队列柱状图、顾客业务饼形图。并为报表打印模块提供数据基础。（后附示意图，仅供参考）

3.4.2.7 报表打印模块

报表打印模块在系统数据分析的基础上，对数据进行直观化的报表输出。（后附部分报表，仅供参考）

3.5 特殊功能说明

3.5.1 远程告警系统：是通过实时监控模块、数据分析模块、前台操作模块及其他设备所提供的信息，进行系统分析发后出告警提示。如：某取号机打印纸张将尽、某窗口设备连接异常、某队列等候人数超量等信息提示。可配合告警信息屏、乐音提示及电脑主机，使管理人员能及时准确的掌握，前台所出现的一切情况，作出正确判断、快速解决问题。

3.5.2 断电保护功能

操作系统在突然断电的情况下，可保留原有数据，并在重新启动后继续记录

工程施工

4.1 布线

本系统采用总线形网络结构，连接线缆使用五类双绞线，接头为 RJ45，因此可以利用大楼原有的综合布线作为系统的传输线缆，避免了再次布线的繁琐、节约了工程费用。主通信控制器放置在总控制室，通过传输线缆连接整个大楼的排队系统终端设备。

4.2 设备安装

各个通信控制器放置在各楼层原有网络系统接口附近，自带电源示适配器，接 220V 交流电源；

取号机根据现场环境放置在各楼层入口处或其它位置，通过五类线与子通信控制器连接；

信息显示屏安装在柜员工作台上方位置，通过五类线和端子盒与子通信控制器连接。

物理呼叫终端放置在柜员的办公台上，与端子盒之间通过 PS-2 线连接，端子盒通过五类线与子通信控制器连接，不需接电；

系统软件通过机算机串口与主通信控制器连接，通过 RJ45 接口接入大楼局域网；

系统服务器放置在大楼信息中心，可用现有设备。

4.3 系统运行环境

温度：-10 ℃ — 55 ℃ 湿度： 45% — 90% 为保证系统的可靠稳定运行，建议为系统服务器使用 UPS 进行断电保护。电脑最低配置如下： 主 频 : P4 1G 以上 内 存 : 256M 以上 硬 盘 : 40G 以上 显示器 : VGA 14 英寸 RS-232 口

网 卡 : 10/100M 以太网卡 操作系统 : WINDOWS2000

售后服务

5.1 系统安装

我公司的工程技术人员，均经过专业培训，具有丰富的理论和实践工作经验 , 对安装与调试的每一个环节都采取严格的质量管理，以确保每一个环节品质达到优良;这一服务的标准是：我们将安排由专门工程师提供现场的安装、调试服务。服务的验收以系统达到预计的性能和功能，并得到客户的满意与认可为准。

5.1.1 公司对工程的每一个环节，无论其大小，都派专业技术人员到现场安装，避免完全依赖当地代理安装所可能导致的任何失误；

5.1.2 公司负责系统所有器件、设备、材料到工程现场的运输、安装及调试工作；

5.1.3 对于安装所涉及的各个器件部分，必须在总公司连续运行一周以后，经

全部检测合格后方可打包发送。

5.2 售后服务及质量保证

及时响应

如客户有任何关于合同中所涵盖的系统技术问题，在工作时间内可随时拨打公司电话，我们将通过电话协助或派技术人员客户及时解决难题，从接到求助电话到技术人员到达现场不超过 12 小时。

在工程结束后，鉴于贵公司是初次安装排队系统，为确保系统稳定运行和弥补预先理想设定流程和实际发生情况之间的差异情况，我司将派专人专项负责该工程后期工作，主要任务： 协助解决运行初期所遇到的技术问题，随时发现，随时调整；

负责对相关人员的技术专项培训，熟悉整个系统的各个环节，便于维护；

负责对操作员工的专项培训，达到熟练运用，避免前一个月试运行期间由于操作失误给系统运行带来的不便；

负责对贵公司技术负责人的专项培训和技术交流，做到一般小问题可以自行解决，不耽误运行；

负责收集前期运行时期可能出现的问题，反馈总公司进行调整（系统硬件、新增加的特殊要求、预想流程和实际运用之间差异以及运行之前没有考虑到的实际因素等）

5.2.3 提供专项的操作和维护技术手册

我司将为客户项目成立一个专门的管理小组，并将指派一名项目经理专门负责：与客户就项目的实施、变更管理、售后服务进行单点联系和统一的协调。该项目经理有责任协调和组织丰富的资源为客户提供最优质的服务。

项目经理将会对客户项目的售后服务情况进行记录，包括故障登记、备件更换和服务措施完成情况等，并与客户保持及时沟通。希望客户方亦指派一名专门的联络代表，以便在项目需要专业性支持和维护时，作为客户方面的代表与我们的项目经理进行沟通与合作。在整个维修和服务的执行过程中，负责合理调配资源，并争取将整个售后服务实施过程中对用户业务的影响降到最低。

5.3售后承诺

5.3.1 我公司对该系统壹年保修、终身维护。

5.3.2 保修期自系统安装、调试完毕并经双方验收合格之日算起。保修期内，属系统本身技术问题或其他非人为因素而造成的故障，由公司免费保修。保修期满后，只收取维修工本费，或另签订维护协议。

5.3.3 为确保系统的良好运转，具体维护方案如下：

安装、日常维护、维修服务档案，详细记录设备的使用、维修情况。

试运行 1-2个月后，召开双方技术碰头会，主要用于改进和调整，理想设定和实际运行之间有无不足和改进以及经过运行和实际操作后需要新增的功能等。

正常运行一年后，免费进行第二次升级和开发工作。

对于硬件设备提供长期的后备器件，先更换后维修，保证客户的正常使用。

免费提供系统使用培训和软件维护。协助提供消耗品，保证易耗品的供应。

我们将在管理上、制度上、物资上、技术上全面考虑该项目的售后服务，为该系统少出问题、不出问题提供全面保障。

5.4 排队管理系统运行后续服务

5.4.1 排队管理系统采取完全开放式接口，随时变更每一个窗口的业务类型，及对业务窗口的增加、删除、变更等可与所有开发平台接口，方便做系统的二次开发和功能扩展。

智能排队语音叫号系统论文 篇3

随着我国社会经济的持续快速发展,长时间的站立排队已成为金融机构、电信、医院、政府办事大厅等场所的常见现象,以通信技术与计算机技术为基础的智能排队管理系统应运而生。而传统的排队系统中采用有线叫号终端,并且只有基本的呼叫票号功能,无法应对日益提升的客户功能需求。同时,由于传统叫号器采用都是较为落后的8位单片机处理器,无法应付大客户量、大通信量及复杂的任务调度的需求[1]。

因此,本文设计了一种基于嵌入式技术智能排队叫号终端,由32位处理器代替传统的8位处理器,并通过ZIGBEE通信模块实现无线叫号功能。相对传统叫号器增加票号转移、客户评价、VIP客户特呼等功能,较好的解决了排队系统中存在的几个实际问题。并通过嵌入式操作系统u C/OS-II进行银行任务调度,更好地进行复杂业务的管理。

2 系统硬件结构设计

2.1 叫号终端与主控系统关系

每个叫号终端作为一个终端节点,通过ZIGBEE模块设置其节点地址,每个叫号终端有自己特定的物理ID地址(UID、PID、GID、TID)。在主控系统中应用的通信模块选用中心节点模式,有自己唯一的中心节点地址。各个叫号终端通过主从模式与主控系统进行叫号业务通信[2],主控系统通过接收的数据体区分每个叫号终端的物理ID,从而区分不同窗口发过来的请求信息,叫号终端与主控系统关系图如图1所示。

2.2 叫号终端的硬件结构

叫号终端与外围设备连接框图如图2所示。智能叫号终端主要包括处理器主控模块、键盘扫描模块、EEPROM存储模块、ZIGBEE通信模块和液晶显示模块等。

处理器通过UART0接口与ZIGBEE模块连接,与外界进行数据交互,并通过UART1接口与评价器连接,实现每次叫号服务后的评价服务。此外,本设计通过EEPROM的掉电存储功能,给每个叫号终端标识一个唯一的物理ID,每次上电前进行ID验证,此ID地址也在后续的通信格式上作为终端节点的区分地址,从而使主控系统能很好地识别不同窗口的叫号终端发过来的票号申请信息,从而更好地进行票号管理和调度。

2.3 主处理器与外围设备通信电路设计

如图3所示,本文的主处理器选用ST公司的STM32F103VBH6芯片,该芯片基于ARM Cortex-M332位的RISC内核,工作频率最高可达72MHz[3]。ZIGBEE通信模块选用顺舟科技的SZ05模块,处理器与通信模块通过USART1_TX和USART1_RX引脚连接,在叫号终端中应用的通信模块选用终端节点工作模式(即把通信模块上的DS引脚接地)。

3 系统软件结构设计

系统软件结构设计主要包括3部分:叫号终端任务状态优先级设计、叫号业务状态流程设计和叫号终端通信业务数据格式设计。

3.1 叫号终端任务状态优先级设计

本设计中,基于u C/OS-II嵌入式操作系统的系统任务优先级划分如表1所示[4]。

由于在u C/OS-II中最多可以支持64个任务,分别对应优先级0～63,其中0为最高优先级,63为最低级。系统保留了4个最高优先级的任务和4个最低优先级的任务,所有用户可以使用的任务数有56个,所以最高优先级任务从5开始。

本设计中,除了Task_Init和Task_Idle任务为系统自带,其他9个任务均由用户创建。Task_Init是系统的第一个任务,对系统时钟和底层设备进行初始化,创建所有事件和其他各项用户任务,并对系统进行监测;Task_Login任务主要完成银行柜台员工的身份登录和发送信息验证,当用户登录后,此任务将一直被挂起,直到有用户退出登录为止;Task_Uart1任务是叫号终端与主控系统进行业务通信,包括叫号、弃号、转移、VIP特呼等业务状态的申请;Task_Uart0相对Task_Uart1优先级略低,是因为此任务是有条件性的,在每次完成办理之后,才调用此任务把通信对象切换成叫号终端与评价器,客户通过评价器进行评价,完成最终业务办理。评价完毕后,此任务将一直被挂起直到下一次业务的办理结束;Task_Timer_Que Num任务主要是通过定时器,每隔十秒定时中断向主控系统发出申请更新排队人数;Task_Timer_Timout任务是在每次由叫号终端向主控系统发送命令申请时,若超过三秒未收到应答,则自动跳转到上一个系统状态;Task_Keyscan任务是整个叫号终端的核心,主要是进行键盘扫描和具体业务流程办理,此任务的具体功能实现将在下一节的业务状态流程进行详细分析;Task_LCD_Dis任务主要负责驱动LCD16032进行排队人数和工作状态的实时更新;Task_LED任务主要是负责驱动4个LED(分别代表连接或未连接、已连上、通信中、通信完毕)进行当前工作状态的显示;Task_Stat主要负责业务信息的通信,包括客户的评价结果信息等。

3.2 叫号业务状态流程设计

本设计中,叫号终端的业务状态流程如图4所示。整个叫号业务共设定了14个全局系统状态变量,此14个系统状态与上述的9个用户任务嵌套运用。而主要的系统状态跳变都在Task_Keyscan任务中进行。以下是具体系统状态在各任务中的划分:

在Task_Init任务下,主要包括SYS_POWER_ON、SYS_WAITING_MODIFY_SIGN、SYS_LID_MODIFYING、SYS_LID_MODIFY_END四个系统状态,主要完成系统时钟、串口、定时器等初始化。并在此任务中等待三秒,若有任何按键按下,则跳入到修改硬件号中,此设计是为了直接修改不同叫号终端的物理ID,即通过对EEPROM存储器的读写,进行物理ID的更新。

在Task_Login任务下,主要包括SYS_CONNECTED_WAIT_LOGIN_UID、SYS_CONNECTED_WAIT_LOGIN_PSW和SYS_CONNECTED_LOGOUT_QUERY三个系统状态,主要负责员工的身份登录和退出操作。

在Task_Keyscan任务中,主要包括SYS_CONNECTED_LOGINED_C_UNPROCESS、SYS_CONNECTED_LOGINED_P、SYS_CONNECTED_LOGINED_MOVESERV、SYS_CONNECTED_LOGINED_C_PROCESSING、SYS_CONNECTED_LOGINE-D_SPCALL五个系统状态。主要包括叫号流程中的顺呼、重呼、VIP特呼、转移等功能的具体实现。

3.3 叫号终端通信业务数据格式设计

叫号终端与主控系统的通信数据格式如图5所示,其中UID为无线网络中的入网设备唯一识别号;PID为端口号;GID为组编号,指明硬件所属组;TID为硬件类型号,这4个ID已被固化到每个叫号终端的EEPROM存储器中,作为不同叫号终端的区别标识号。每次发送数据将直接从存储器中进行读取[5]。

而数据体部分则进一步细分为四位的消息类型和若干参数,消息类型代表不同的业务流程,而后续的参数为特定业务流程下要传输的数据体。例如在“用户登录验证”状态下,发送的数据体为“1001|User ID|Pwd”。以下为不同业务流程下的数据体部分的具体命令格式,如表2所示。

通信中断接收数据处理流程如图6所示,在通信中断接收部分,对收到的数据包进行校验。首先检测是否有缓冲区存储数据包,若无,则说明上一次中断接收数据未完成,不接收新数据;接着检测包长度是否正确,如果不正确,则说明不是一个完整的数据包,拒绝接收。最后进行帧头帧尾校验,本设计中设置的帧头为AA BB,帧尾为AA CC。经过此校验后进行四个ID的检测,以验证接收对象身份。若以上条件均通过,则为有效数据包,进行数据体存储判断。

4 实验及结果分析

叫号终端所用的主控系统如图7所示。PC机连接ZIGBEE PC终端,设置为中心节点模式;叫号终端接ZIGBEE模块,设置为终端节点模式[6]。

4.1 具体步骤

(1)叫号终端根据不同的业务类型,以“消息类型+若干参数”的数据格式发送命令到主控系统;

(2)主控系统接收到叫号终端发送过来的数据后,进行消息类型分析和参数分析,并从数据库调用相关数据发送回叫号终端;

(3)叫号终端接收到主控系统的应答信号后,分析数据体并进行相应的系统状态跳变。

4.2 实例操作

(1)叫号终端向主控系统发送数据体为:11 11AA BB 05 00 00 00 01 00 02 00 01 00 01 00 01 00 0100 15 31 30 30 31 7c 31 32 33 30 7c 31 32 33 30 00 AA CC。可分析消息类型为:1001参数1:1230参数2:1230。即在用户登录状态下,发送工名为1230,密码为1230的申请验证信息;

(2)主控系统接到数据后,给叫号终端返回应答数据体,具体格式为:2001[1]|员工名称|窗口号|窗口名称;

(3)叫号器接收到主控系统的应答信号后,对数据体进行分离分析,并在LCD上显示员工名称、窗口号和窗口名称信息,如图8所示。并把系统状态跳转到“空闲”状态,从而可以开始叫号业务办理。

5 结论

本文设计了基于STM32的嵌入式银行排队系统智能叫号终端,并对其硬件电路和软件设计流程进行详细分析,经过与实际主控系统的联合调试和数个银行机构的实际应用表明:本文设计的智能叫号终端具有稳定性好、实时性高、抗干扰能力强的特点,适用于对业务功能和复杂度要求较高的场所,此外也能广泛应用于火车站、证券中心、医院等管理系统中。

参考文献

[1]姜斯盈.嵌入式排队抽号控制系统设计[J].科学之友,2011,25(52):68-71.

[2]滕丽丽.基于单片机的银行排队系统的设计[J].信息科技,2010,22(9).

[3]STMicroelectronic.STM32F103VB HandBook.[EB/OL].[2011-8].http://www.st.com/internet/mcu/product/164493.jsp

[4]邵贝贝.嵌入式实时操作系统uc/os-II(第二版)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007:39-47.

[5]刘军.例说STM32[M].北京:北京航空航天大学出版社,2011:220-265.