出租车智能计价器的设计与实现探讨论文

以下是小编整理的出租车智能计价器的设计与实现探讨论文，本文共9篇，希望能够帮助到大家。本文原稿由网友“世界旦夕”提供。

篇1：出租车智能计价器的设计与实现探讨论文

出租车智能计价器的设计与实现探讨论文

0 引言

出租车作为城市交通中独特的交通工具，在城市交通运营中具有不可替代的重要作用。出租车司机最关心计价器的营运数据管理是否方便，而乘客往往最在意出租车计价计费是否合理。为了减少出租车司机和乘客间不必要的误会，设计既能准确计价又能方便使用的计价器显得非常重要。

科技在不断发展，社会在快速进步，出租车计价系统也需不断地得到优化。文中以嵌入式单片机AT89C51为主控MCU，设计多功能出租车智能计价器。此计价器能够按实际情况综合计价，并将乘车用时、行驶里程和乘车费用等重要信息显示出来，具有功能更齐全、系统更稳定、使用更方便等优势。

1 出租车智能计价系统总体设计

利用AT89C51作为单片机核心器件设计的智能计价系统，使用方便、灵敏性好，其强大的控制处理功能和可扩展功能为设计电路提供了很好的选择。利用其I/O端口及其控制的多功能特点，采用按键控制进行分屏显示，实现基本乘车计价和信息显示功能。

在系统硬件设计中，以AT89C51单片机为控制中心，外接A44E霍尔传感器信号采集模块、时钟模块、按键模块、显示模块以及掉电保护存储模块。其中，选用A44E霍尔传感器信号采集模块可将磁感应转换为脉冲信号，从而计测出行车里程；时钟模块采用DS1302芯片，设置标准时钟；掉电存储模块采用AT24C02芯片，以确保掉电时数据自动保存在存储单元；当系统重新上电时，能自动读取数据；按键模块采用四个按键控制，可实现分屏显示功能；显示模块采用8位LED数码管进行显示。

2 系统软件设计

2.1 系统主程序

在主程序模块中，不仅需要完成参量和接口的初始化设计、出租车起步价和单价的设置以及中断、计算等操作，还应设置启动/清除标志、里程以及价格寄存器，并对其进行初始化。最后，为实现寄存器中内容的完整性及精确性，主程序应能分别完成启动、清除、计程及计费等操作。

当出租车起步运行时，计价器同时启动开始计价，根据里程寄存器中的存储数据进行运算并判别行驶路程是否超过起步价的里程。若已超过起步价里程，则根据里程值、单价数和起步价等来综合计算当前的乘车费用；当处于等待时段时，若无脉冲输入，不产生中断，一旦等待时间超过预设时间则会把等待超标费用另加到乘车总费用中，并显示相关信息。

2.2 系统模块程序

系统模块程序主要包括五个服务程序：显示子程序、里程计数中断、定时中断、中途等待中断和按键服务程序。各服务程序介绍如下：

（1）显示子程序。由于采取的是分屏数据显示方式，因此需要用到4 款显示子程序：时、分、秒的显示，金额单价的显示，路程单价的显示以及标准时间的显示。

（2）里程计数中断。霍耳传感器每输出一个低电平信号便中断一次，当里程计数器计满1000个里程脉冲时，便将当前计数送至里程计数中断服务程序，并将当前行车里程及相关数据传至行车里程与乘车费用寄存器中。

（3）定时中断。在定时中断服务程序中，设置一次中断时间为50ms，20 次中断时间为1s，计满1s后将数据送到相应显示单元实时显示。

（4）中途等待中断。在计数状态下霍耳开关无信号输出时，片内定时器启动。等待计时每达到5分钟，就会在当前金额基础上自动加上中途等待费用。等待结束后计价系统自动转换到正常计价程序。

（5）按键服务程序。按键服务采取查询模式，设置在主程序中。当无按键按下时，单片机循环运行主程序；按键被按下，则转向运行相应子程序，并进行其他操作处理。

3 系统仿真与功能实现

3.1 仿真软件Proteus简介

Proteus仿真软件是英国Labcenter Electronics公司设计开发的EDA工具，它不但拥有其它工具软件的仿真功能，而且可仿真微处理器和相关外围设备。Proteus软件功能强大：拥有Proteus电子设计工具，就等同搭建了一个电子设计和分析平台。利用功能强大的Proteus仿真软件，我们可以实现对电路的.仿真，以确定方案是否可行，并且可使设计过程流畅。

3.2 电路功能仿真

首先通过Proteus平台搭建电路，然后在KEIL中编写相应代码，并将生成的HEX文件在Proteus平台单片机模型中加载，便可看到仿真效果。

4 系统实验及结果分析

按原理图进行焊接，确保接线无误后。对实物进行调试与实验。实验结果表明，利用AT89C51主控，霍尔传感器进行采集，AT24C02进行掉电存储保护，配以程序，就能较好地实现出租车智能计价功能。

5 结论

文中设计的出租车智能计价系统能够实时存储相关数据，并通过8位LED数码管分屏显示存储数据，实现基本的计价功能。本系统对乘车中可能出现的情况考虑较全面，能根据白天、夜晚、中途等待等不同情况来调节单价，从而达到出租车智能计价的目的。当然，要达到大规模的实际应用要求，还需不断改进和完善系统综合性能指标，以达到实际应用要求。

篇2：出租车计价器作弊与预防

出租车计价器作弊与预防

出租汽车计价器是我国计量法中规定的国家强制管理的计量器具,已列入为国家六大重点强制检定计量器具之一.防作弊既是计量监督管理的`内容之一,也是维护强检工作严肃性、维护消费者权益的需要.本文总结了出租车计价器可能被利用的几种技术漏洞,并探讨了防止作弊的措施.

作 者：刘艳平 作者单位：哈尔滨市计量检定测试院,黑龙江,哈尔滨,150036 刊 名：计量与测试技术 英文刊名：METROLOGY & MEASUREMENT TECHNIQUE 年，卷(期)： 36(5) 分类号：U4 关键词：出租车计价器   作弊   预防  

篇3：出租车多功能计价器安装与调测

出租车多功能计价器安装与调测

随着出租车行业的发展,出租车行业已经是城市交通的重要组成部分,从加强行业管理以及减少与乘客的'纠纷出发,以单片机为核心的智能出租车计价系统的开发就显得尤其重要.本设计采用89S51单片机为主控器,以FJ2E-D10NK霍尔传感器测距.实现对出租车的多功能的计价设计,并采用AT24C02实现在系统掉电的时候保存单价和系统时间等信息.输出采用8段数码显示管.本电路设计的计价器不但能实现基本的计价,而且还能根据白天,黑夜,中途等待来调节单价,但同时在不计价的时候还能作为时钟为司机同志提供方便.

作 者：郑晓峰  作者单位：哈尔滨市计量检定测试院,黑龙江,哈尔滨,150036 刊 名：计量与测试技术 英文刊名：METROLOGY & MEASUREMENT TECHNIQUE 年，卷(期)：2009 36(5) 分类号：U4 关键词：89S51   霍尔传感器   AT24C02  

篇4：智能幕墙的控制系统与设计的实现方法的论文

智能幕墙的控制系统与设计的实现方法的论文

1 系统概述

智能幕墙控制系统主要由检测环境参数的温度传感器、风传感器、光照传感器、雨滴传感器和中央处理单元plc(可编程控制器)组成,系统具有运行稳定、处理功能强大和扩展性强的特点。控制系统通过人机界面进行执行机构的操作,集中显示幕墙上各个设备的运行状况,整体有效的管理幕墙。

2 功能设计

(1)日照调节。

能源消费包括人工照明,日照最大化是低能耗设计的重要目的之一,幕墙控制系统能机动的控制幕墙遮挡设备,减小阳光对建筑内部舒适条件造成伤害,减少过加热、过强光和照射过渡等。

(2)通风控制。

幕墙智能控制系统根据室内外环境温度,夏季当周围温度不超过30℃(温度可通过控制系统设定)时,幕墙智能控制系统驱动执行机构将可伸缩的屋顶、机动窗户等打开实现自然通风。冬季当外界温度低于5℃(温度可通过控制系统设定)时,启动机械通风装置。

(3)发电功能。

利用光伏发电实现建筑物电的自给。

(4)构造控制。

使用者可通过人机界面、遥控装置和墙上的开关对幕墙构造进行有效控制。

(5)取暖和加热。

将太阳能集热器与幕墙结合,太阳能集热器将太阳能热量通过换热将水加热;可为建筑物冬季通过地板取暖提供热能,可为建筑物提供清洁的热水。

(6)安防功能。将安防报警系统接入幕墙智能控制系统,实现对门窗的安全防范。

3 智能幕墙功能与高科技产品功能的实现

(1)防盗报警。

在建筑玻璃幕墙上安装玻璃碎片探测器,当有人或硬物将玻璃幕墙击碎时,探测器检测到信号后通过与他相连的智能控制系统通过扬声器发出报警信号;在门、窗上安装门磁开关,当有人非法闯入时,门磁开关接通报警装置报警。系统同时将启动联动的摄像机,将报警画面传送给安保人员。

(2)光伏发电。

利用幕墙结构位置(不影响采光等因素),将太阳能光电池板与幕墙结合,利用太阳能光电池板来给智能控制系统或其它负荷提供电能。

(3)取暖和加热。

将太阳能集热器与幕墙结合,由集热器将太阳能热量通过换热将水加热,可为建筑物冬季通过地热取暖提供热能,为建筑物提供清洁的热水。

(4)光控。

在幕墙上安装日光控制器,通过日光控制器检测到日光强度。日光控制器将信号通过智能控制系统驱动执行器来控制百叶的开关状态:当阳光充足时,智能控制系统将百叶窗放下;当阳光强度变弱时,智能控制系统将百叶窗打开。

(5)声控。

在智能幕墙控制系统中加装声音控制器,用来接收使用人通过声音发出的控制指令,实现门、窗和百叶等开启状态的智能控制。

(6)烟感控制。

当室内的烟雾传感器检测到空气有一定浓度的烟尘时,与烟雾传感器相连的智能控制系统驱动执行机构将天窗、通风口等打开,同时通过扬声器发出报警信号。

(7)雨感。

在天窗和幕墙等位置安装雨滴传感器,当传感器检测到有降雨时,与传感器相连的智能控制系统驱动执行机构将窗、门等关闭。

(8)门禁。

在主要出入口处安装门禁(语音门禁、指纹门禁和视网膜门禁)控制系统,通过访问人的特征如语音、指纹和视网膜等,在门禁系统中设置访问人的权限,用来识别访问者的权利。

(9)红外远程控制。

在智能控制系统中加装红外接收器,通过使用人手持遥控装置发出的指令,红外接收器将指令传送给智能控制系统,智能控制系统驱动执行机构完成门、窗、百叶等开关状态。

(10)安全防范。

在幕墙门窗的.窗户前安装红外报警器,当有无人照看儿童想要攀爬门窗时,红外报警器通过控制装置声光报警信号,同时智能控制系统关闭窗户以防事故的发生。

4 智能幕墙的设计

智能幕墙系统主要由输入传感器、输出执行器件、控制系统、光伏发电系统4部分组成。

4.1 输入传感器

玻璃碎片探测器、雨滴传感器、日光控制器、红外线接收器、门磁开关、限位开关等。

4.2 输出执行器件

电机、马达、电磁阀、扬声器等。

4.3 控制系统

通过输入设备(如阳光控制器、温度传感器、雨滴探测器等)将现场参数输入给控制柜中的plc控制系统;经plc处理后的参数驱动执行机构(电机、马达、电磁阀、扬声器)带动门窗、百叶等构件的动作。在中控室连接人机界面,操作者可以点动鼠标轻松管理整个幕墙所有设备的运行状况。

4.4 光伏发电系统

光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分,太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池。当太阳光照射到太阳能电池上时,电池吸收光能,产生光生电子——空穴对。在电池内电场作用下,光生电子和空穴被分离,电池两端出现异号电荷的集累,即产生“光生电压”。

5 光伏系统的设计

太阳能光伏发电系统的组成。

(1)控制器。

控制器是光伏发电系统的核心部件之一,根据系统功率、电压、方阵路数、蓄电池组数和用户的特殊要求确定控制器的类型,一般必须具备的功能有:①信号检测。

②蓄电池最优充电控制。

③蓄电池放电管理。

④设备保护。

⑤故障诊断定位。

⑥运行状态指示。

(2)逆变器。

根据系统的直流电压确定逆变器的直流输入,根据负载的类型确定逆变器的功率和相数,根据负载的冲击性决定逆变器的功率余量。

(3)太阳能光伏发电系统的防雷接地。

如果太阳能电池方阵被雷电直接击中会造成设备损坏或人员伤亡,所以在设计过程中应做防雷设计。

6 结语

智能幕墙是通风式幕墙的延伸,是在智能化建筑的基础上将建筑配套技术(暖、热、光、电)的适度控制,在幕墙材料、太阳能的有效利用、通过计算机网络进行有效的调节室内空气、温度和光线,从而节省了建筑物使用过程的能源,降低了生产和建筑物使用过程的费用。因此智能幕墙系统庞大,具有很好的发展空间和前景。

参考文献:

[1]刘光源.简明电气安装工手册[m].北京:机械工业出版社,

篇5：停车场照明智能控制系统的设计与实现论文

目前很多在建和已建高层住宅大部分都建有地下停车场，这些停车场一般都有多个人员出入口和多个车辆出入口，由于这些停车场面积大、光线差，需要大量的照明设备长期照明。如果用通常的控制方法则需要的线路较长，而且回路复杂，由于各出人口与行车路线之间不是简单的一一对应关系，因此很难用简单的强电控制方式实现停车场内部照明的自动控制，通常只能采用连续照明方式。有的地方虽然采用红外或声控开关来控制照明，但是只能对某一个小区域(如出入楼梯口处)实现自动控制，而不能对全部停车场照明实现自动控制。这样不仅造成巨大的能源浪费和设备损耗，也给小区的物业管理造成很大的经济负担。

几乎所有的高层住宅都存在这样的问题，国外已经开发出类似的智能照明控制系统解决以上的问题，但是产品的价格很高；国内市场上尚无此类的产品出现，本文设计的智能照明控制系统则可以填补此项空白。

1 系统简介

1．1 系统实现的功能

使用者可以根据本地停车场的具体情况编辑适合于自己的照明控制方案，下载到系统的各节点中。当有人员或者车辆进入停车场时，该照明智能控制系统能够根据照明控制方案对停车场内指定的照明设备进行控制，实现照明的智能控制。

1．2 系统组成

该系统由上位机、出人口控制节点和基本节点等组成，各个部分通过CAN总线进行连接。

CAN总线是Bosch公司为现代汽车应用而推出的一种总线，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。CAN总线为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。基于以上特点，该系统选用CAN总线作为该系统的数据传输总线。

上位机将系统中所有节点的控制方案下载到相应的节点中后，各节点将根据这些从上位机下载的节点间的互联关系表完成与有关节点的交互。

基本节点与一定数量的传感器回路和照明回路相连。当传感器监测到附近有人员或车辆经过时，传感器向与之相连的基本节点发送信号；基本节点接收到此传感器的信号后搜索从上位机下载的本节点的传感器与照明灯的互联关系，判断本节点上是否有与之关联的灯，有则点亮此灯并保持照明一段时间，同时该基本节点也通过CAN总线向其它基本节点发送该传感器的消息；当其它的基本节点收到此消息时，同样根据互联关系表判断本节点是否有与此传感器相关联的灯，如果有也打开相应的灯并保持照明一段时间。这样所有节点就会按照使用者制定的方案打开预期的照明回路，从而实现照明控制的智能化。

出人口控制节点(下面简称为控制节点)位于停车场的出人口处。控制节点随时监听CAN总线上的各种消息，当某照明回路的状态发生改变时，控制节点根据从上位机下载的状态指示灯与照明回路的对应关系，将其回路的状态改变反映到状态指示灯上。

1.3系统的工作原理

(1)基本节点中存储着该节点控制的照明设备与其它节点的传感器的互联关系。当某一基本节点接收到其它的基本节点发送的传感器信息时，该基本节点搜索本地的互联关系，并打开与此传感器相关的照明设备；

(2)当基本节点接收到上位机发送的上传命令时，基本节点将存于本地的控制方案上传到上位机；当基本节点接收到上位机发送的下载命令时，基本节点将与之相关的控制方案下载到本地；

(3)基本节点利用与之相连的传感器监测车辆、人员的通过情况。当有车辆、人员通过时，该基本节点便通过CAN总线向系统中的其它节点发送相关的传感器的信息；

(4)主控节点中存储着状态指示灯与本系统中的各照明回路的对应关系。当主控节点的某一开关被按下时，主控节点便向与对应照明回路相连的基本节点发送命令，打开指定回路的所有照明设备；

(5)当主控节点接收到上位机发送的上传命令时，主控节点将存于本地的互联方案上传到上位机；当主控节点接收到上位机发送的下载命令时，基本节点将与之相关的互联方案下载到本地；

(6)主控节点随时监听CAN总线上的各种命令，并通过状态指示灯随时反映停车场的各个照明回路的状态。

2 系统的软、硬件设计

2．1 上位机的软件设计

上位机采用普通的PC机，通过该系统的上层管理软件可以完成控制方案的编辑、修改、下载和上传。上位机可以通过CAN接口卡或者串口――CAN接口转换器与该系统进行连接。当控制方案下载完成后，该系统就可以脱离上位机独立运行。

上位机管理软件的主要功能是：控制节点的状态指示灯与该系统照明回路的对应关系的编辑、下载和上传；基本节点的照明回路与其它基本节点的传感器互联关系的编辑、下载和上传；各种互联关系的显示、保存和读取；停车场各照明回路状态的监控。

由于上位机管理软件应用组态技术，使用者可以很直观地编辑、修改节点间的互联关系。管理软件通过CAN接口卡或者CAN(串口转换器)同系统中的各个节点进行交互，实现互联关系的上传和下载。

2．2 控制方案的配置与修改方法

使用者可以通过多种途径生成一个适合于本地的停车场控制方案：通过传统的表格的方式描述停车场各个节点的互联关系；在停车场的平面图中通过简单的连线方式描述各个节点的互联关系；通过上载原有的停车场控制方案，对其进行修改，从而生成适合于本地的控制方案。

使用者也可以通过同样的方式对停车场的控制方案进行修改：通过修改互联关系的表格从而修改停车场各个节点的互联关系；运用组态方式，通过修改各个模块之间的连线关系，从而修改各个节点的互联关系。

2．3 控制节点的软、硬件设计

2．3．1 控制节点的硬件设计

控制节点位于停车场的出人口处，主要用于对停车场内的各照明灯回路进行远程控制，并能够实时监测、显示各回路的状态。

控制节点的硬件部分主要由控制器、CAN接口、外部存储器、状态指示灯、控制开关和看门狗等部分组成。CPU通过CAN控制器与CAN总线进行连接；外部存储器用于存储该控制节点的状态指示灯与系统中各照明回路的对应关系，也可以作为控制器的缓冲区。由于系统中是通过CAN总线进行通信的，最高的通信速率可以达  到1Mbps，所以对存储器的存储速度应该具有一定的速度要求；状态指示灯可以实时显示停车场内各个照明回路的开关状态，使用者只要通过这些状态指示灯就可以了解该停车场内的照明情况；控制开关可以方便使用者通过手动方式控制停车场内的各照明回路的开关状态，当出现紧急情况时使用者也可以通过其中的总开关打开停车场内的所有照明灯。

为了便于相互识别，每个系统中的控制节点都有唯一的标号，状态指示灯与系统中回路的对应关系是通过上位机的管理软件下载的。

2．3．2 控制节点的软件设计

控制节点软件主要负责控制节点的初始化、状态指示灯的显示、控制开关的监测和解释、CAN总线命令的读取和解释、CAN总线命令的发送、外部存储器的管理、中断处理等。

基于以上的功能，控制节点软件主要包括以下一些子程序：系统初始化子程序、CAN总线初始化子程序、状态指示灯显示控制子程序、控制开关解释子程序、CAN命令解释子程序、CAN命令发送子程序、外部存储器读取子程序、外部存储器写入子程序、CAN中断处理程序、定时器中断处理程序。

控制节点软件的主要部分就是对CAN总线的编程和对外部存储器的管理。根据控制的需要，在CAN总线上传输的命令被分为几类：联机命令、状态指示灯与照明回路对应关系的上传和下载命令、照明回路的控制命令、总闸命令等。控制节点软件要对从上位机和其它基本节点传送的所有的命令进行解释并做相应的处理。当节点数目较多，互联关系变得比较复杂，存储这些互联关系所需要的空间也就比较大，这就需要用外部存储器存储这些关系表，并且软件需要对这些关系表进行有效管理。

2．4 基本节点的软、硬件设计

2．4．1 基本节点的硬件设计

基本节点是控制系统中的照明设备和接收传感器信号的基本单元。当监测到人员或车辆通过时，基本节点除了负责自身的`照明回路的开关外也负责通知其它的节点，从而形成一个分布式的监控网络。

基本节点的结构与控制节点相似，不同的是存储器中存储着本节点的照明回路与其它各基本节点的传感器的逻辑关系表。其中CPU通过继电器组实现对停车场内各照明回路的控制。当有人员或车辆通过时，停车场内的传感器通过传感器组接口向CPU发送信号，从而实现该系统的监测功能。8位拨码开关用于指定该节点的序号。基本节点的其它器件与控制节点相同。

2．4．2 基本节点的软件设计

基本节点软件主要负责基本节点的初始化、继电器组的控制、拨码开关的读取、CAN总线命令的读取和解释、CAN总线命令的发送、外部存储器的管理、中断处理等。

基于以上功能，基本节点软件主要包括以下一些子程序：系统初始化子程序、CAN总线初始化子程序、继电器组控制子程序、拨码开关读取子程序、CAN命令解释子程序、CAN命令发送子程序、外部存储器读取子程序、外部存储器写入子程序、CAN中断处理程序、定时器中断处理程序。

基本节点的软件结构与控制节点的相似，需要处理的命令也与控制节点相似。基本节点软件要对从上位机、控制节点和其它基本节点传送的所有的命令进行解释并做相应的处理。

3 系统的特点

(1)采用模块化的设计：可以很方便地安装、拆除该系统的某一部分或者全部；

(2)方便灵活的配置方案：用户可以随时修改、上传、下载系统的控制方案；

(3)简单易用的上层软件：用户可以通过上位机简单直观地设计适合本地的控制方案；

(4)高度的通用性：由于模块化的设计，该系统可以很灵活地配置到不同的停车场中；

(5)较低的产品价格：相对于传统的控制系统，该系统可以节省大量的布线、安装的费用；

(6)节能：没有人或者车辆通过时，系统自动关闭照明灯，从而大大延长照明设备的使用寿命。

4 结束语

该系统能够大大降低现有的停车场照明系统的布线的复杂度，并且能够有效延长照明设备的使用寿命，实现照明的智能化，具有广阔的应用前景。

参考文献

1 阳宪惠．现场总线技术及其应用．清华大学出版社，

2 马国华．监控组态软件及其应用．清华大学出版社，2001

3 徐爱钧．彭秀华．单片机高级语言C51应用程序设计．电子工业出版社，

篇6：智能测速计的设计与实现

智能测速计的设计与实现

摘要： 测速装置在汽车行驶及机车控制系统中占有非常重要的地位，对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。由于机械式里程表的缺点，使得基于非接触式转速传感器的电子式转速里程表得以迅速发展。本文介绍了一种基于单片机的电子式转速里程表实现方案。系统以AT89S52单片机为中心，应用霍尔传感器通过测量磁场强度，来得到稳定的脉冲方波信号，实现转速的测量。随着科学技术的不断发展，在工业的很多领域对测试系统速度和精度方面的要求也与日俱增，该方法更有实用价值。

关键词：速度里程测量;AT89S52;E2PROM;霍尔传感器

引言

在工程实践中，经常会遇到汽车测速中应用霍尔元件等作为检测元件，得到的信号是脉冲信号。要测速，首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速方法，即将转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。传统的汽车里程表的功能有两个，一是用指针指示汽车行驶的瞬时车速，二是用机械计数器记录汽车行驶的累计里程。数字式转速计电路以单片机为主，性能优越，使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。我国从70年代开始研究霍尔器件，经过20余年的研究和开发，常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040、A44E等，这种传感器是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路(OC)门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。

一、主要任务

本设计中测量速度及里程数的功能是最基本的功能，本设计采用方案是以AT89S52单片机为控制核心，用霍尔集成传感器(也称速度传感器)作为测量机车速的检测元件，经过单片机数据处理。显示功能是用四个共阴极8段数码管显示车的里程或速度，用1个开关用于切换确定显示的方式，当开关闭合时，显示速度;打开时显示里程。超速信响报警提醒功能是通过在软件程序中设定一个速度数值，当车的行驶速度超过设定的'默认数值时，喇叭发出报警音，同时一个LED灯闪烁提醒超速以减慢速度，保证行驶安全。设置轮圈大小功能是通过4个按键分别用于设置4个不同周长轮圈的大小，当4个按键都没合上时，说明轮圈周长设置出错，从单片机的11引脚输出一个周期为0、5秒的方波信号，用作发光管的闪烁及信响器提醒。里程数据自动记忆功能是用美国ATMEL公司生产的低功耗CMOS串行E2PROM存储器24C01来实现里程数据在掉电时的掉电保存。

二、系统概述

1、系统组成

系统硬件由AT89S52单片机、霍尔传感器A44E、LED显示电路、串口数据存储电路和分频器TC4024组成。系统硬件框图如图所示。

2、硬件系统电路图

3、系统工作原理

该设计能实时地将所测的速度显示出来，同时也能够累计显示总里程数。该速度里程表能将霍尔传感器输入到单片机的脉冲信号的宽度(霍尔传感器将车速转变成相应宽度的脉冲信号)实时地测量出来，然后通过单片机计算出速度和里程，再将所得的数据存储到串口数据存储器，并由LED显示模块实时显示出所测速度。本设计用一个按键开关来控制显示速度或里程。单片机利用定时器T0的控制功能测出输入信号的周期后，再利用单片机的算术运算功能将周期转换成速度，同时每秒钟进行一次里程累计，从而计算出总里程。最后将得出的速度、里程值存储在E2PROM中，并根据按键开关的选择情况来切换显示速度或里程。为了方便计算要显示数据值的段码，可再将其转换成压缩的BCD码，然后通过查表将要显示的数据值中每一位的压缩BCD码转换成8段码送到显示缓冲区，最后经串口送至LED显示模块以显示所测的速度或里程。

三、软件设计

整个系统由初始化模块，频率测量模块，速度/里程计算模块，数据转BCD码模块，速度显示模块，里程显示模块，数据存储/读取模块，定时器中断服务模块以及其他功能模块组成。上电后，首先进入系统初始化模块，此后系统软件将开始运行，以实时地将所测数值显示在LED显示模块上。通过单片机的设置可使INT0引脚能够对内部定时器T0的工作进行控制，这样能精确地测出加到INT0引脚的正脉冲宽度(即测出脉冲信号的周期);速度显示部分采用LED显示模块，所得的数据采用I2C总线，并通过E2PROM来存储。系统软件包括单片机和液晶模块的初始化模块、周期测量模块、速度里程计算模块、数据存储模块、速度和里程显示数据转BCD码模块、显示数据消多余零模块、数据显示模块以及实时中断服务模块等。

篇7：GIS设计与实现论文

目录

设计背景与目标............................................................................................................ 2

1．设计背景： .......................................................................................................... 2

2．设计目标 .............................................................................................................. 2

设计原则与设计方法.................................................................................................... 3

1．设计原则： .......................................................................................................... 3

设计方法 .................................................................................................................... 3

三、需求分析（系统定义）........................................................................................ 4

1．系统设计的方法 .................................................................................................. 4

2．系统定义： .......................................................................................................... 4

四、系统设计（系统结构体系、模块设计）............................................................ 6

结构体系设计： ........................................................................................................ 6

2．系统模块设计： .................................................................................................. 7

五、数据库设计.......................................................................................................... 9

1．概述 ...................................................................................................................... 9

2． 需求分析 ............................................................................................................ 9

3． 概念设计 .......................................................................................................... 10

4．逻辑模型 ............................................................................................................ 12

5．物理设计 ............................................................................................................ 12

6．数据字典设计 .................................................................................................... 14

六、系统实施计划...................................................................................................... 14

七、总结.................................................................................................................... 16

设计背景与目标

1．设计背景：

随着现代社会的发展，大学校园的规模日益扩展，传统的管理方法显得力不从心，为了提高效率，节省物力人力资源，大学校园的管理也将逐步实现现代信息化管理。而地理信息系统（一种基于空间数据库的空间信息处理与分析技术，已被广泛应用于市政、交通、电信、军事和旅游等领域，具有极其广泛的应用前景，从地理关系的角度分析和解决与地理信息有关的问题往往会得到意想不到的效果。）技术的发展恰好迎合了这个需求，可以为大学校园的数字化、信息化管理提供相应的技术支持，大学校园多媒体管理系统应运而生。我校虽然已经有了较完善的校园多媒体管理系统，但是身为我校地理信息系统专业的学生，专业相关的课程设计选择这个题目显得更有意义，特建立我校的空间管理GIS系统。

2．设计目标

要求包括道路及道路基本信息、建筑基本信息、校园特殊标记的空间数据组织方案

1、要求满足以下功能要求：

（1）空间查询基本功能包括：

a) 目标定位；

b) 根据起始点和目标定位信息，给出导航路线；

c) 能够介绍所查询的目标信息；

（2）查询学生、教师、专业、院系等相关的基本信息；能实现图文互查；

设计原则与设计方法

1．设计原则：

1．满足GIS设计的基本原则，合理的组织开发该管理系统。

a) 标准化：基本符合GIS的基本要求和标准，符合现有的国家标准和行业规范；

b) 先进性：硬件设备的先进性；软件设计的先进性；技术方法的先进性；管理手段的先进性

c) 兼容性：实现与不同数据库之间的数据共享

d) 高效率：具有高效率的学生及教师，道路及道路基本情况，主要建筑物基本属性等信息的`查询；

e) 可靠性：保证各数据及系统正常运行以及系统运行结果的正确性

f) 通用性：系统数据组织灵活，可以满足不同分析及查询的需求

2．根据实际情况，考虑经济、项目可行性、降低软件系统开发的风险。

设计方法

GIS系统设计的方法需要考虑系统规模的大小、系统应用的类型、系统需求说明程度等。因为这次系统设计的需求明确，较宜采取结构化生命周期法进行设计，可以提高系统的可靠性和实用性。运用visio 、erwin、和microsoft project软件平台进行设计和管理。

三、需求分析（系统定义）

1．系统设计的方法

收集相关的资料信息，并对这些信息进行分析处理，制定面向对象的系统模型。明确系统的功能要求，利用结构化生命周期法，严格按照划分好的各阶段一步一步来，主要包括绘制系统流程图和E－R图、制作数据字典等，为系统设计做好前期准备。以期借此熟悉GIS系统的开发流程为以后的学习打基础、做准备。 2．系统定义：

（一）系统目标分析

1． 进行用户类型分析；

用户可分为：学生、老师、领导、管理人员、游客等，对不同的用户 ，相应的功能需求也不尽相同，需要针对不同的用户设计不同的入口，使各种类型的用户能有美好的软件体验。

2． 现状的调查分析；

当前系统存在的问题在哪里？为什么要开发新的系统，新的系统相对于旧系统应该增加或不考虑哪些功能？应充分考察当前用户在当前及未来的需求，力求系统完备、高效。

现状调查分析内容包括当前在校学生最新基本信息情况，包括学生学号、姓名、性别、出生年月、籍贯、政治面貌、所在班级及院系等信息；在校老师的最新基本信息情况，包括教师编号、姓名、性别、年龄、职称和所属院系等信息；校内主要道路基本信息，包括道路名称，道路长度，道路起点及终点，道路连接的交叉口等信息；校内主要建筑物的最新基本信息，包括建筑物编号，建筑名称，建筑年代，建筑楼层数，建筑结构及用途等信息；主要商店超市信息，包括店铺编号、店铺地址、店铺主营产品等信息；医院/诊所基本信息，包括位置信息、营业时间、急救电话等。此外，还包括对上述信息的相关介绍，方便查询时能够介绍

相关信息。经过调查将该系统所涉及的信息和数据分为图形信息、属性信息和文档信息，为实现多媒体图文并查做好准备。

3． 明确系统的服务对象；

系统主要为学生、教师、领导、游客等人员服务，对不同的服务对象系统的目标也不同。

4． 用户研究领域现状调查。

详细了解用户现在的研究领域，预测系统功能。在该系统设计中用不上。

（二）空间查询基本功能要求如下：

（1）目标定位；

（2）根据起始点和目标定位信息，给出导航路线；

（3）能够介绍所查询的目标信息；

（4）可查询学生、教师、专业、院系等相关的基本信息，能实现图文互查；

（三）校园多媒体查询的性能要求：

（1）系统界面友好，操作简单。系统要有良好的人机交互界面，界面风格应符合查询人员及管理人员心理等特点，按查询及管理工作环节来进行系统界面的布局。功能设计无论是文本部分还是图形部分都是从实用的角度出发，做到形象直观，操作方便。操作流程应尽可能地简单实用，尽量把复杂的功能要简化，并提供完善的联机帮助。

（2）系统稳定。系统具有一定的容错和纠错功能。

（3）系统效率。系统具有较高的运行效率。

（四）系统环境：常用的一般的计算机系统下皆能运行，如w_7、w_8、W_XP等。

篇8：基于μPD78F0034单片机的出租车计费器的设计与实现

基于μPD78F0034单片机的出租车计费器的设计与实现

摘要：介绍了基于μPD78F0034单片机和模块式结构的出租车计费器的硬件和软件设计方法，讨论了μPD78F0034单片机的主要特点；介绍了该单片机和PC机串行通信的硬件连接方法；同时给出了采用单、双信号防作弊技术来防止计费器作弊的具体实现方法。

关键词：出租车计费器；μPD78F0034；串行通信；防作弊技术

随着出租车行业的发展，对出租车计费器的要求也越来越高，用户不仅要求计费器性能稳定，计费准确，有防作弊功能；同时还要求其具有车票资料打印 、IC卡付费、语音报话、和电脑串行通信等功能。通常，设计出租车计费器面临以下三方面的问题：

（1）不同国家和地区的计费方式存在差异。有些地区有夜间收费及郊区收费等，而有些地区则无夜间收费和郊区收费；即使同一地区，不同车型的出租车，其计费方式也有差别；另一方面，出租车还面临几年一次的调价或调整计费方式等问题。因此，所设计的计费器不仅要能满足不同国家和地区的要求，而且计费方式的调整也应当很方便。(本网网收集整理)

（2）由于个别地区对计费器有特殊要求，有时必须修改软件；另外，计费器还面临软件的升级；因而，所设计的计费器应能很方便地重新编程。

（3）计费器必须要有防作弊功能，能有效防止司机作弊；同时要防止计费器在营运过程中死机。

为此，笔者设计了一款计费器，较好地解决了上述问题。该计费器内设置了多达64个选项，几乎涵盖了大多数国家和地区的出租车计费方式，因此，使用时无需更改计费器的硬件，而只需更改相应的选项资料，便可适用于不同的国家和地区，且计费资料的传送可由电脑通过RS－232串口或专用的手持式资料传输器来完成，非常方便；由于采用了具有32kB FLASH ROM的单片机μPD78F0034，因此，编程时无需将单片机从电路板上取下，就可以直接对单片机进行编程；另外，该设计还采用单、双信号防作弊技术和看门狗电路，较好地解决了计费器的作弊现象及死机问题。目前，该计费器已在许多大中城市得到了广泛的应用。

1 系统中各模块的硬件结构

这种用μPD78F0034为主控器件设计的计费器的组成框图如图1所示。整个计费器系统共由五个模块组成，分别为主控模块、按键显示模块、防作弊及脉冲输入模块、通信模块和电源模块。

1．1 主控模块

主控模块的结构框图如图2所示，图中的单片机为日本NEC 公司的μPD78F0034，该芯片的主要特点如下：

●时钟为8．38MHz时，指令周期为0．24μs；

●ROM为32kB FLASH，RAM为1024 bytes；

●可寻址空间为64kB bytes，有5个外部中断和15个内部中断；

●带有39个CMOS I／O，8个CMOS输入和4个N－CH漏极开路I／O；

●带有1个16位定时／计数器和2个8位定时／计数器；

●带有1个时钟定时器、1个看门狗定时器和1个UART端口；

●支持I2C 总线，可输出时钟及蜂鸣信号；

●外部数据总线为8位，内部寄存器为16位；

●有8位无符号乘法指令和16位除法指令；

●工作电压范围为1．8V～5．5V，具有STOP／HALT工作模式。

由此可见，该芯片的性能要优于目前流行的MCS－51系列，其8位无符号乘法指令及16位除法指令给软件编程带来了很大的方便。对μPD78F0034编程时，只需用其5个引脚，其中3个引脚在正常工作时用到，因此在设计电路板时可将这三个引脚做一跳线开关；编程时，将这三个引脚与编程器相连，正常工作时则与电路板上的元件相连。这样就可以不用将μPD78F0034从电路板上取下（因该单片机为贴片式封装，取下会很麻烦）而直接对其编程，即在系统可编程，该方法为开发调试及以后的功能修改和软件升级提供了极大的方便。本次开发时，甚至没有用到μPD78F0034的开发系统，而是在PC机上将程序写好后，通过编译变成二进制代码，然后直接通过编程器将其写入到μPD78F0034中，便可调试计费器的各项功能。此外?该主控模块中的复位、看门狗及电源监控由MAX705芯片来完成。时钟及存储器由芯片DS1244Y来完成。通过选项可以设定是否有打印功能，各种打印命令数据均由PC机通过RS－232串行口或手持式资料传输器传给计费器并存储在DS1244Y

中。该计费器可使用司机卡、采集卡及收费卡三种IC卡，使用哪种卡均可由选项控制。计费器通过一条I／O线控制语音接口电路。乘客上车时，单片机送50ms的低脉冲给语音电路使其说一段话。乘客下车时，单片机则用20ms的低脉冲使语音电路说另一段话。

1．2 通信模块

图3所示为通信模块组成图，它主要由单片机的两个I／O口、MAX232和一些电阻电容等组成。图中电阻均为10kΩ，电容均为10μF；单片机的P30为串行数据接收脚、P31为串行数据发送脚，通信的波特率设为9600。图中，MAX232芯片的作用是将单片机输出的TTL电平转换成PC机能接收的232电平或将PC机输出的232电平转换成单片机能接收的TTL电平。计费器通过通信模块与PC机或手持式资料传数器进行串行通信，以便设置计费器的`各种参数及采集计费器里存储的各种数据。

1．3 按键及显示模块

按键及显示模块如图4所示，该模块由4片4511、1片4028、1片2003、20个数码管及一些发光二极管（作为计程、计时收费指示灯）组成。计费器有6个功能键，而实际上对外只有四个按键，分别设为A、B、C、D键。空车状态按下C键，计费器进入载客模块；空车状态按下B键，计费器进入通信模块；空车状态按下A键，计费器进入查询模块，然后按A键往上查询、按D键往下查询。另两个功能按键放在计费器内，用跳线J1、J2表示。在空车状态，J1短路时，计费器清除存储的所有数据；当计费器复位时，如J2短路，计费器直接进入资料传输模块（此功能主要为了防止计费器内资料紊乱或新计费器没有资料时进入死循环）。

1．4 防作弊及脉冲输入模块

防作弊及脉冲输入模块如图5所示。为了提高计费器的抗干扰能力，脉冲输入信号采用了光耦方式。出租车的脉冲传感器通常有两种，即单信号脉冲传感器和双信号脉冲传感器；所谓单信号脉冲传感器指的是出租车开动时，只有一条信号线输出脉冲信号；而双信号脉冲传感器指的是出租车开动时，有两条信号线同时输出幅度相同、相位相反的脉冲信号。与此对应，防作弊方式有单信号防作弊和双信号防作弊两种。究竟选哪种，可由计费器内的选项及硬件跳线来决定。

a 单信号防作弊的工作原理

如图5所示，当计费器通过选项选定单信号防作弊方式后，跳线开关B与A相连、B与C断开，单片机通过P35使开关与K点相连。当有脉冲输入时，INT0产生一中断，单片机执行中断子程序；然后通过P35使开关与K点断开，即断开脉冲传感器的电源，此时检测P36的电平，如为低，则为正常，为高则为作弊脉冲。当作弊脉冲累积到一定数量（此数值由计费器的参数设定）后，计费器便认定有作弊发生，于是报警，同时产生一系列动作如车资、计程公里和计程时间全部清零或者锁死计费器等，究竟产生何种动作，可由选项来决定。

b 双信号防作弊的工作原理

当计费器选定双信号防作弊后，跳线开关B与C接通、B与A断开。当有脉冲输入时，INT0产生一中断，单片机执行中断子程序，此时单片机须判别P36脚输入的信号是否为低电平，为低则正常，否则为作弊脉冲。其余与单信号防作弊时一样。

1．5 电源模块

该模块为一开关电源，用于将输入的12V直流电源变为稳定的5V电源。由于12V电源由出租车上的电瓶提供，有一定的分散性，尤其当电瓶质量不好时，12V电源较低。而开关电源的适用范围较广，且驱动能力较强，因此，使用开关电源可有效防止因输入电压过低而产生的各种故障。

2 软件设计

该计费器的软件设计主要由两部分组成，一是单片机的软件设计，二是PC机的软件设计。由于二者均采用模块化设计方法，因此，该程序结构清晰，便于今后修改及升级。鉴于篇幅的限制，下面只介绍这两部分的设计流程。

2．1 单片机的软件设计

单片机的软件设计流程如图6所示。其中初始化模块由硬件初始化和软件初始化两部分组成，硬件初始化主要是对单片机及其它相关芯片进行初始化；而软件初始化主要是对各种软件标志进行初始化，同时将断电前保存的各种状态数据读入单片机的RAM中；然后根据选项决定是否要识别司机卡、以及是直接回到空车状态还是回到断电前计费器所处的载客状态（如复位选项为0，则计费器复位后直接回到空车状态；而在为1时，如断电前计费器处于载客状态，则复位后回到载客状态，如断电前计费器处于非载客状态，则复位后直接回到空车状态）。图中的每个模块均由许多子模块组成，如载客模块应包含计程计费、计时计费、打印车票、暂停、客次数据写入RAM中等子模块；而查询则包括查询当天累计数据、总累积数据及客次记录等子模块。每个模块均可通过按键回到空车模块（图中未画出）。

2．2 PC机的软件设计

由于VB6．0有串行通讯MSComm（电话盒）控件来为应用程序提供串行通信，且具有良好的用户界面及简单方便的串行通信功能，因此，无须借用其它语言就可以开发出优秀的通信软件。PC机软件主要由以下几个模块组成：计费资料修改及传输、打印命令数据修改及传输、选项数据修改及传输、采集当天累积、

采集总累积和采集客次记录等（由于篇幅的限制，这里没有给出程序流程图）。由于软件中设置了下拉式菜单及各种控制按钮，因此，直接用鼠标点击控制按钮或下拉式菜单即可完成相应的操作（当然，也可通过按下快捷键来实现）。计费资料、打印命令数据及选项数据均各自存于一文本文件中；此外，该软件还设置了各种口令，可防止无关人员非法修改数据。

3 设计时应注意的问题

该计费器的选项多达64个，功能齐全，能适应不同地区的需要，但软件编程及调试也比较复杂，需要特别小心。为了使计费器能够稳定、可靠地工作，进行软、硬件设计时要注意以下几点：

（1）为了防止计费器死机，软件编程时应采用指令冗余技术、软件陷阱技术以及软件看门狗技术。有兴趣者可查阅参考文献。

（2）由于司机卡、采集卡、收费卡共用一个IC卡接口，因此，主控模块要注意区分卡的类型，应按照IC卡的有关控制命令正确编程。

（3）尽量不用IC插座。由于IC插座有较大的分布电容，因此，应把IC直接焊在印刷电路板上。每个IC应加一个去耦电容，去耦电容在印刷电路板上的引脚要尽量短。另外，石英晶体的外壳也要接地。

（4）由于计费器采用开关电源，因此，设计时第一要在开关管的C、E极间加RC吸收电路。并在二次整流回路的整流二极管两端加RC吸收电路以抑制浪涌电压。第二要加厚开关管与散热片之间绝缘垫片的厚度，以减少开关管与散热片之间的耦合电容。第三要使用电源滤波器。因为在电源的输入端加入滤波器可以抑制输入端的瞬态干扰；直流电源的输出端也要接入电容滤波器，以将输出电压的纹波限制在一定范围内，同时抑制数字信号产生的脉冲干扰。第四还应采用屏蔽措施来进一步减少开关电源的干扰。

4 结束语

本计费器的设计由于采用了功能很强的单片机μPD78F0034、电源监控和看门狗芯片MAX705及单、双信号防作弊技术，因而基本上杜绝了出租车在营运过程中计费器的死机现象及作弊现象。从使用情况看，该计费器稳定性好、可靠性高、返修率很低。另外，由于采用了模块式结构和在系统可编程方法，因此，其软件的修改和升级也非常方便。

篇9：基于μPD78F0034单片机的出租车计费器的设计与实现

基于μPD78F0034单片机的出租车计费器的设计与实现

摘要：介绍了基于μPD78F0034单片机和模块式结构的出租车计费器的硬件和软件设计方法，讨论了μPD78F0034单片机的主要特点；介绍了该单片机和PC机串行通信的硬件连接方法；同时给出了采用单、双信号防作弊技术来防止计费器作弊的具体实现方法。

关键词：出租车计费器；μPD78F0034；串行通信；防作弊技术

随着出租车行业的发展，对出租车计费器的要求也越来越高，用户不仅要求计费器性能稳定，计费准确，有防作弊功能；同时还要求其具有车票资料打印 、IC卡付费、语音报话、和电脑串行通信等功能。通常，设计出租车计费器面临以下三方面的问题：

（1）不同国家和地区的计费方式存在差异。有些地区有夜间收费及郊区收费等，而有些地区则无夜间收费和郊区收费；即使同一地区，不同车型的出租车，其计费方式也有差别；另一方面，出租车还面临几年一次的调价或调整计费方式等问题。因此，所设计的计费器不仅要能满足不同国家和地区的要求，而且计费方式的调整也应当很方便。

（2）由于个别地区对计费器有特殊要求，有时必须修改软件；另外，计费器还面临软件的升级；因而，所设计的计费器应能很方便地重新编程。

（3）计费器必须要有防作弊功能，能有效防止司机作弊；同时要防止计费器在营运过程中死机。

为此，笔者设计了一款计费器，较好地解决了上述问题。该计费器内设置了多达64个选项，几乎涵盖了大多数国家和地区的出租车计费方式，因此，使用时无需更改计费器的硬件，而只需更改相应的选项资料，便可适用于不同的国家和地区，且计费资料的传送可由电脑通过RS－232串口或专用的手持式资料传输器来完成，非常方便；由于采用了具有32kB FLASH ROM的.单片机μPD78F0034，因此，编程时无需将单片机从电路板上取下，就可以直接对单片机进行编程；另外，该设计还采用单、双信号防作弊技术和看门狗电路，较好地解决了计费器的作弊现象及死机问题。目前，该计费器已在许多大中城市得到了广泛的应用。

1 系统中各模块的硬件结构

这种用μPD78F0034为主控器件设计的计费器的组成框图如图1所示。整个计费器系统共由五个模块组成，分别为主控模块、按键显示模块、防作弊及脉冲输入模块、通信模块和电源模块。

1．1 主控模块

主控模块的结构框图如图2所示，图中的单片机为日本NEC 公司的μPD78F0034，该芯片的主要特点如下：

●时钟为8．38MHz时，指令周期为0．24μs；

●ROM为32kB FLASH，RAM为1024 bytes；

●可寻址空间为64kB bytes，有5个外部中断和15个内部中断；

●带有39个CMOS I／O，8个CMOS输入和4个N－CH漏极开路I／O；

●带有1个16位

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