使出租車計價器智能化工作的系統設計

楊川，趙小海，鄭紹川

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使出租車計價器智能化工作的系統設計

楊川，趙小海，鄭紹川

（上汽通用五菱汽車股份有限公司重慶分公司，重慶 401120）

使出租車計價器智能化工作的系統設計是為解決現有的出租車計價器不能智能化計價的問題。設計采用STC單片機根據傳感器檢測出的信號控制步進電機轉動來帶動空車牌轉動以達到開始或者停止計價的目的。測試結果表明，通過合理的方案設計，可以達到使出租車計價器智能化工作的要求。

出租車計價器；智能化工作；STC單片機；程序設計；自制傳感器

引言

在我們的日常生活中，出租車計價器的工作步驟是：乘客上車，出租車司機將空車牌翻下，計價器開始計價；到達目的地，出租車司機將空車牌翻回原來的位置，計價器停止計價。一次計價結束，等待下一次重復的動作。一天之中，一位出租車司機會來回翻動計價器很多次。為解決出租車司機的繁瑣工作，讓乘客上下車時，出租車智能化的開始與停止計價，本設計依據四川地區現行的出租車計價規則，采用STC單片機設計一款價格較低廉的使出租車計價器智能化工作的設備。

1 使出租車計價器智能化工作的系統硬件設計

使出租車計價器智能化工作的系統硬件設計包括電源模塊、信號采集模塊、主控電路模塊、步進電機控制電路模塊。由于點煙器口轉5V電源與步進電機控制電路的技術已經很成熟且有成品，故這里不再對其進行贅述。該設計的硬件系統框圖如圖1。

圖1 使出租車計價器智能化工作的系統硬件設計框圖

1.1 信號采集模塊設計

設計要求采用較低的成本，完成在較大的空間，較廣的溫度范圍，較強的光強度下是否存在信號的檢測。由于現有的各種傳感器達不到理想要求，考慮采用自制壓力傳感器，為保證前排或后排只要有乘客即有信號輸出，在出租車前排的副駕駛座位、前排腳踏處、后排坐位和后排腳踏處安裝自制壓力傳感器，自制壓力傳感器原理圖如圖2：

圖2 使出租車計價器智能化工作的系統自制壓力傳感器原理圖

結合圖2，對自制壓力傳感器結構原理進行簡要說明：底部俯視圖中，縱向布置若干部分剝皮導線（圖中粗黑線為未剝皮，細黑線為剝皮），由圖下方的橫向導線將部分剝皮導線連接并引出；頂部仰視圖中，橫向布置若干部分剝皮導線，由圖右方的導線將其連接并引出。通過彈簧將頂部和底部兩片疊加（如圖2中的疊加側視圖），當頂部受壓力時，兩片之間的彈簧壓縮，頂部和底部剝皮導線接觸，電路導通（如圖2中的疊加效果圖）。無壓力時，安裝在四周的彈簧將頂部和底部兩片復位，頂部導線與底部導線斷開，電路斷路。

1.2 主控電路模塊設計

為降低成本，主控電路采用價格便宜的STC芯片控制，開兩個外部中斷，主控電路框圖如圖3：

圖3 使出租車計價器智能化工作的系統主控電路模塊框圖

結合圖3，對主控電路模塊進行簡要說明：圖3中的副駕駛位信號與后排信號分別由安裝于副駕駛位坐凳與腳踏處的自制壓力傳感器和安裝于后排座位坐凳與腳踏處的自制壓力傳感器采集。副駕駛位坐凳與副駕駛位腳踏處的自制壓力傳感器并聯后輸出信號輸入P1.1口，后排座位坐凳與后排腳踏處的自制壓力傳感器并聯后輸出信號輸入P1.3口，二者相或后的信號輸入中斷0口。由于自制壓力傳感器輸出5V電壓，STC單片機可識別，故不再采用模數轉換器進行轉換，可直接由模擬信號輸入端口，同時也達到節約成本的目的。中斷1口接另一端接地的開關SB。P0.0、P0.1、P0.2、P0.3口接ULN2003啟動電路。

2 使出租車計價器智能化工作的系統軟件設計

2.1 程序設計

本設計采用自制的壓力傳感器采集副駕駛位與后排的信號，將采集后的信號交由主控制電路處理，主控制電路的控制原理是：至少有一個信號輸入，則控制步進電機轉動，空車牌翻轉，開始計價；副駕駛位與后排都沒有信號時，步進電機控制空車牌復位，停止計價，等待下一次計價。

以上所述的控制原理僅僅解決了最普遍的出租車上下客方法，無法更全面的解決問題，為滿足設計要求，考慮到出租車有起步價問題，需解決采用上述控制原理所帶來的以下一些特殊情況：

（1）當一位乘客到達目的地但尚未下車時，另一位乘客在另一排已上車，此時需要重新計費。而采用上述控制原理會認為是，兩人為同路只是上車時間有先后，不需重新計費。

（2）乘客要求停車等待后返回出租車繼續旅程，與一位乘客完成旅程下車后，另一位乘客上車開始旅行的情況區分不開。

（3）出租車在停車等待時間，有其他乘客要求乘車與上一位乘客回車繼續旅程區分不開。

由于壓力傳感器無法區分乘客是否為同一人，是否為同路人，故需要從其它角度進行思考來解決這些問題。本設計通過不同時長來區分以上情況。

（1）考慮出租車上客間隔時間不能確定，但乘客到達目的地后，絕大多數不會久留。故采用以下方法解決第1個問題：當另一排有乘客上車后，馬上檢測前面上車的那排乘客是否下車，當前面上車的那排乘客在一分鐘內下車（設計時采用兩分鐘），則判斷前后兩排乘客不同路，重新計價，否則判斷為同路，不重新計價。

（2）由于傳感器無法辨別乘客是否為同一人，該環節暫未提出自動化步驟，擬用手動。采用以下方法解決第二個問題：當乘客要求停車等待時，出租車師傅按下等待按鈕，進入停車等待時間，等待乘客重新回車時繼續行駛。

圖4 使出租車計價器智能化工作的系統主控程序流程圖

（3）在停車等待時遭遇另有乘客要求乘客時為極少數，一般在未進入車內就被制止。故采用以下方法解決第三個問題：在停車等待期間，若有乘客上車，則持續監測該信號一分半鐘，若在一分半鐘消失，則判斷為停車等待，否則判斷為原乘客歸來。

結合以上分析，該設計的主程序流程如圖4：

程序全程開INT0INT1兩個外部中斷，中斷程序流程如圖5：

圖5 使出租車計價器智能化工作的系統中斷流程圖

2.2 程序設計不足

由于硬件限制，本程序設計均通過判斷時間長短以判斷動作是否執行，然而時間間隔長短，在日常生活中是無法完全符合設計要求的，故程序設計不完善。在極少數情況下，時間間隔超過設定時間后，應關閉該設計系統，此次計費操作由出租車司機手動完成。

3 結語

本設計提供的一種使出租車計價器智能化工作的設備，采用較低廉的價格解決生活中的實際問題，且設備完全獨立于出租車計價器，易于安裝與實施，不受限制，具有一定的市場潛力。

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The System Design of Taxi meter device in Automatic Working

Yang Chuan, Zhao Xiaohai, Zhen Shaochuan

（SAIC-GM-Wuling Automobile chongqing branch, Chongqing 401120）

Taxi meter automation is to solve the problem that taxi meter does not automatically start or stop. Using STC microcontroller according to the results of the control sensor detects the rotation of the stepper motor driven empty plate rotation to achieve the purpose of taxi meter starts or stops. Test results show that the algorithm through rational design, it can basically reach the requirement of taxi meter automation.

the taxi meter; automation work; STC microcontroller; program design; Homemade sensors

TP23

A

1671-7988(2018)21-174-03

TP23

A

1671-7988(2018)21-174-03

楊川，就職于上汽通用五菱汽車股份有限公司重慶分公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.059