CN201812499U - 基于gsm网关及其系统的排队叫号设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于GSM网关及其系统的排队叫号设备，本实用新型是一套由单片机ATmage16，微型计算机与GSM模块组成的通信系统，基于此种系统来实现远程的排队叫号，由客户向固定号码发送请求，再由单片机处理请求，在适宜时间协助服务提供者完成服务项目。客户只需通过手机向固定手机号码发送固定内容的短信来申请服务；所述的固定手机号码的手机卡设置在排队叫号设备中，排队叫号设备自动读取客户的手机号码并将其按照申请时间顺序排列，与此同时，排队叫号设备向客户发送序号和排队情况；当某一客户完成服务后，由排队叫号设备发出短信通知下一位客户进行服务，并提醒排在后面第三位的客户准备接受服务，避免其错过时机。

Description

基于GSM网关及其系统的排队叫号设备

技术领域

本实用新型涉及一种基于GSM网关及其系统的排队叫号设备，属于电子通信技术领域。

背景技术

如今，排队叫号机在银行，医院以及其它服务行业中起到了极其重要的作用，但现存的排队叫号机都存在一个普遍的不足：客户都须到服务网点领取排队凭条并现场等待。

为了免去客户长时间等待的烦恼，多个中国专利公开了相关的排队叫号系统，但是相对于本实用新型具有以下相应的缺点：

1、中国专利：CN 1882121的缺点在于：

1)此系统需要通过手机上网才能完成，但是手机上网不是很方便，且价格贵，用户更愿意发短信；

2)此技术还需要制作手机网页，成本高；

3)每个手机型号不同，网页设置不同，网速对随着信号的强弱发生很大变化；

4)对于队列的情况，用户需要不停的刷新网页，这样不仅不能减少麻烦，还会增加麻烦。

而本实用新型的优势在于：使用的是短信模式，简单快捷。

2、中国专利CN 101364977的缺点在于：

1)需要用手机上网，缺点如上所示；

2)虽然采用预约的方式，但有一定的缺点，例如高峰时期申请人员过多，低峰时期没有人，资源分配不均匀；

3)客户看不到现场的排队和预约情况，不能了解到现场人的多少；

4)由于申请服务的人很多，手机网页界面必须不停的刷新，还能获得最新的预约时间；

5)对于银行这种不定时间的服务，每个客户用时间不同，有短有长，所以预约不切实际。

而本实用新型的优势在于：随时短信排队，只要客户有时间就可以发短信申请服务，并且能得到排队叫号机的提前提醒。

3、中国专利CN 1905595的缺点在于：本设备需要与计算机相连才能工作，对于那些移动的服务人员就很实用，每人配备一台计算机会增加成本。

而本实用新型的优势在于：排队叫号设备既可以单独使用，又可以与计算机相连一起使用，可以实现排队顺序调换等功能，同时将排队进程通过显示屏传达信息至服务者，提高工作效率。

4、中国专利CN 1674017的缺点：

1)用户申请需要语音，现在语音系统发展不是很完善，每个人有不同的口音，所以设备效率会很低；

2)有些隐私，用户不希望被人们听到；

3)使用语音减慢申请速度；

4)即使不用语音功能，含有语音识别的小型设备，CPU运行速度很慢，如用大型设备，占空间，不方便携带。

发明内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种基于GSM网关及其系统的排队叫号设备，为广大顾客提供全方位的人性化服务，操作简单易行。

发明概述

本实用新型的排队叫号设备的功能设计为：客户只需通过手机向固定手机号码发送固定内容的短信来申请服务；所述的固定手机号码的手机卡设置在排队叫号设备中，排队叫号设备自动读取客户的手机号码并将其按照申请时间顺序排列，与此同时，排队叫号设备向客户发送序号和排队情况；当某一客户完成服务后，由排队叫号设备发出短信通知下一位客户进行服务，并提醒排在后面第三位的客户准备接受服务，避免其错过时机。本实用新型是一套由单片机ATmage16，微型计算机与GSM模块组成的通信系统，基于此种系统来实现远程的排队叫号，由客户向固定号码发送请求，再由单片机处理请求，协助服务提供者完成服务项目。

发明详述

一种基于GSM网关及其系统的排队叫号设备，包括GSM模块和单片机模块，其中GSM模块的通信接口和单片机模块的MAX232芯片由九帧串行接口连接而成；所述的GSM模块包括TC35芯片、电源电路、GSM基带处理器、FLASH存储器、通信接口电路、射频电路和发射天线；电源电路、FLASH存储器、通信接口电路、射频电路，发射天线和GSM基带处理器分别与TC35芯片相连；所述的单片机模块包括单片机ATmega16、74F153芯片、MAX232芯片、九帧串行接口、按键、外部晶振和显示器；74F153芯片、MAX232芯片、外部晶振和显示器分别与ATmega16相连，九帧串行接口与MAX232芯片相连，2个按键分别与单片机ATmega16的引脚PC0和引脚PC1相连。

所述GSM模块承担短信收发功能，控制GSM模块，自动排队，叫号的功能由Atmel公司生产的单片机ATmega16模块及其外围设备承担。

所述通信接口电路负责外部控制器和GSM基带处理器的正常通信，九帧串行接口通过USART协议将单片机模块与GSM模块相连实现单片机对GSM的自动化控制。另外，GSM基带处理器完成AT命令的解析以及射频电路的调制控制。GSM模块使用的是西门子公司的TC35模块，用户操作系统接入GSM网络的终端适配器，支持AT指令集，支持语音通话、短信、传真等业务，支持USART串行通信。

单片机所使用的是Atmel公司的AVR高速8位微控制器ATmega16。ATmega16芯片为40个引脚，内部集成了1K字节的RAM、512字节的EEPROM、16K字节的Flash以及2个UART串行接口等。由于采用了高性能的MCU，省掉了大量的外围器件，如外扩RAM、ROM存储器等，使硬件结构大大简化，提高了系统的可靠性。MAX232与诺干电容相连实现TTL和CMOS之间的电路转换，从而实现USART协议。外部晶振的设置能够使信息传输更佳稳定。74F153通过控制单片机一个引脚的高低电平变化来控制频道转换，实现电脑的高级干预。

所述的单片机模块的九帧串行接口还可以与计算机相连，之间用USART协议来控制数据传输。鉴于现如今提供服务者使用较为广泛，所以将其作为一种高级终端，可以实现排队顺序调换等功能，同时将排队进程通过显示屏传达信息至服务者。

本实用新型的优势在于：

1、本实用新型的排队叫号设备成本低廉：整套设备一起外围设备共需要250元之内。

2、本实用新型的设备体积小，重量轻：可继承如手机大小，重量不超过1kg，便于携带，适用于移动的服务人员，便于携带。

3、本实用新型还可与计算机相连，鉴于银行和医院工作者都配有电脑，也可以独立工作，工作方式多样。

4、本实用新型采用了channel的概念，可以应用于单片机的其它领域，应对只有一个串行接口的问题。

5、与计算机相连有高级干预，可以调换队列顺序，智能接受用户请求。

6、本实用新型可以应用于其它问题，不只是排队叫号，还可以进行答辩秩序维持之类的问题。

7、本实用新型使用的短信方式，十分方便，一般用户都会操作，且在还剩下还三个人(可以按情况调节)的时候，设备发短信提醒用户到服务地点。

8、采用的识别模式是AT指令集，这是每个手机必备的通用指令集，不会引起任何误解。

9、本实用新型还加入了比较强的抗干扰能力，程序排除了非正常短信的干扰，还可以排除拨号的干扰。

附图说明

图1是整体系统框图；

图2是程序流程图；

图3是实现与计算机通信的整体电路图；

图4Channel功能实现的简略图；

图5与计算机相连后的工作流程图；

在图1中：1、用户；2、GSM模块；3、显示器；4、单片机ATmega16；5、计算机；6、按键键盘模块。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做出详细地说明，但不限于此。

实施例1：一种基于GSM网关及其系统的排队叫号设备，包括GSM模块和单片机模块，其中GSM模块的通信接口和单片机模块的MAX232芯片由九帧串行接口连接而成；所述的GSM模块包括TC35芯片、电源电路、GSM基带处理器、FLASH存储器、通信接口电路、射频电路和发射天线；电源电路、FLASH存储器、通信接口电路、射频电路，发射天线和GSM基带处理器分别与TC35芯片相连；所述的单片机模块包括单片机ATmega16、74F153芯片、MAX232芯片、九帧串行接口、按键、外部晶振和显示器；74F153芯片、MAX232芯片、外部晶振和显示器分别与ATmega16相连，九帧串行接口与MAX232芯片相连，2个按键分别与单片机ATmega16的引脚PC0和引脚PC1相连。

单片机模块与GSM模块单独相连，实现自动化排队叫号功能实现如下：

1)客户发送指定内容至GSM模块，GSM模块自动将客户信息发送至单片机模块，信息包括用户的手机号码以及序列号。单片机模块自动将这些信息储存保管；

2)每个用户的手机号码按照队列的形式储存在单片机模块中，并设置两个指针，当接收到外部终端指令时，第一个指针指向当前用户，提取手机号码，并发送短信，第二个指针指向其后的第三个用户(可自行进行设置，根据用户的平均距离可以进行调整)，提取手机号码，发送短信；

3)当提供服务者按下相应的功能按键时，低电平会传入事前预设置好的单片机ATmega16的引脚PC0，程序中设置低电平中断，当接受到按键的指示，CPU将开始接受该任务，即单片机内部储存的下一位手机号码将自动弹出，并将指定内容(例如“your survey is availablenow”)发至申请服务者的客户手机中，考虑到申请服务的客户可能不在服务区内，单片机ATmega16还可以程序设置提醒之后的三位用户做好准备；

当提供服务者按下相应的功能按键时，低电平会传入事前已设置好的单片机ATmega16的引脚PC1，程序中设置低电平中断，当接受到按键的指示，CPU将开始接受该任务，即可重复之前叫号，即向用户发送相同的短信，为防止用户因特殊原因未能看到短信而耽误服务工作。

实施例2

实施例2如实施例1所述的一种基于GSM网关及其系统的排队叫号设备，区别在于：将单片机模块、GSM模块与计算机相连，实现自动化排队叫号功能实现如下：

多路选择器为74LS153，串行通讯口采用MAX232芯片进行TTL电平转换，此二芯片完全可以完成预设功能。同时还将使用的是西门子公司的TC35模块，即用户操作系统接入GSM网络的终端适配器，支持AT指令集，支持语音通话、短信、传真等业务，支持USART串行通信。

1)对单片机模块与GSM模块进行初始化，主要包括对I/O口、USART、TIMERO和GSM模块的初始化，对全局变量赋值。关键是，激活GSM模块后，收到其返回的“^”后再对其发送命令。注意关闭中断。

2)计算机、单片机模块与GSM模块在初始化后顺利进入等待状态，等待状态下单片机通过计数器比较匹配中断进行着channel的切换。在GSM channel下停留1s，在PC channel下停留10ms。同时USART的接收完成中断也已使能，不管接收到GSM还是PC发来的数据，都会进入中断服务函数。这样接收GSM的时间和接受PC的时间比例为100∶1，让单片机用尽量多的时间去接收GSM的数据，以防止漏掉来信提示。但这种设置仍然有1％的几率接收不到提示。

3)如果GSM模块收到申请者的短信，将返回一个字符串被单片机接收到，单片机识别出其中的独特标记字符后，单片机会先关闭全局中断排除干扰，再读取短信息，然后把发信者的电话号码存入号码表，并向其发送短信，通知其排队的号码以及前方等待的人数。最后使能全局中断继续channel切换。

4)如果服务提供者完成了一个申请者的服务，就用PC不断向单片机发送特殊指令，单片机会接收并识别，然后关闭中断，向下一位和后面的第三位申请者发送短信提醒之。最后使能中断继续程序。

功能实现：

要实现计算机的高级干预就必须解决单片机模块既能和GSM模块双向通信，又能和计算机双向通信的问题。由于ATmega16只有一个USART接口，不能同时接受GSM模块和计算机的数据，一种解决方式是使用两个普通端口模拟USART，但是此方法会占用CPU且性能十分不稳定，本实用新型所采用的方式为单片机模块同时向GSM模块和计算机发送数据，但通过二路选择器选择接收GSM模块或者计算机所发来的数据。

由此引入了channel的概念，即GSM channel和PC(计算机)channel，由单片机模块选择接收哪个channel的数据。Channel功能实现如图4和5所示。

单片机采用4MHz内部晶振。与单片机模块配套的还有USB供电电源，多路选择器和串行通讯口。

系统各模块的编程实现：

编写的软件分为两个部分：单片机的主控程序(实现控制GSM模块和自动排队)和计算机的上位机程序(实现叫号)。这里的“主控”和“上位机”指的是单片机模块可以在没有计算机时独立工作，实现一定的功能，而计算机则对其进行高级干预。

单片机内的程序用C语言编写。功能为接收GSM模块和计算机发来的命令并处理，然后回发指令指挥GSM模块工作。

软件的结构如下：

计算机上位机程序用VB编写。功能为当有一位客户的服完成后，向单片机模块发送指令。软件结构为，单击按钮后开始不断发送指令“p”，同时不断接收单片机模块传送来的数据并存在缓冲区，检测传来的数据中是否有“@”，若有则证明单片机已响应，停止发送“p”。

系统测试

AT指令是纯ASCII码[12]指令。如果AT指令执行成功，“OK”字符串返回；如果AT指令语法错误或AT指令执行失败，“ERROR”字符串返回。必有返回。几乎所有的成功执行都有OK的返回。所有指令都要以回车符结尾。

本实用新型所用到的全部AT指令如表1所示。每个命令的延时通过串口助手持续接受AT指令估计，实际延时将大于等于表格中所列出的数值。

表1

1.GSM模块的响应时间很重要，在程序中给予了充分的照顾，以确保命令被正确执行。GSM接收到数据后存到其缓存中，然后对其进行判定。如果判定出现AT则认为其后面的内容为一条指令，这条指令到回车换行结束。因此若在发送指令时由于电压波动等原因接收到不明字符在指令字符中，此条指令就会被判ERROR，注意程序中有重发指令的情况，这就是为了解决这种问题。

2.GSM模块接收短信分两步。第一步(第一次闪烁)是从网络上获取“有短信来”的信息，然后GSM模块回应；第二步(第二次闪烁)是从网络上接收短信数据包。而GSM发送短信只进行一次闪烁。

3.USART在接收完成后进入中断服务程序，这时虽然关闭了中断，但仍有数据进入了USR寄存器。如果一旦开启中断，UDR的数据会立即移入，此时即使已经没有数据传来，也会因此产生中断。

Claims (2)

1.一种基于GSM网关及其系统的排队叫号设备，包括GSM模块和单片机模块，其中GSM模块的通信接口和单片机模块的MAX232芯片由九帧串行接口连接而成；所述的GSM模块包括TC35芯片、电源电路、GSM基带处理器、FLASH存储器、通信接口电路、射频电路和发射天线；电源电路、FLASH存储器、通信接口电路、射频电路，发射天线和GSM基带处理器分别与TC35芯片相连；所述的单片机模块包括单片机ATmega16、74F153芯片、MAX232芯片、九帧串行接口、按键、外部晶振和显示器；74F153芯片、MAX232芯片、外部晶振和显示器分别与ATmega16相连，九帧串行接口与MAX232芯片相连，2个按键分别与单片机ATmega16的引脚PC0和引脚PC1相连。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的单片机模块的九帧串行接口还可以与计算机相连，之间用USART协议来控制数据传输。

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