文档介绍：1 绪论
课题背景及目的
近些年来,随着我的显著提高,城市交通的日趋完善,出租车逐渐成为人们日常生活不可缺少的交通工具。而出租车计费器作为出租车的一个重要组成部分,计费器是出租车营运收费的专用的智能化的仪表,是出租车市场标准化、规范化以及减少司机与乘客之间发生纠纷的重要设备。因而出租车计价器的发展与更新日新月异,应用也越来越普及。
自我国加入WTO以来,我国出租车行业快速发展,出租车已经成为我国城市公共交通的重要组成部分和必备的基础设施,成为人们日常生活中不可或缺的交通工具。出租车费价器是一种可以根据乘客乘坐出租车车行驶距离和等候时间的多少进行计费,并直接显示车费值的计量工具。计费器是经营者和消费者之间用于公平交易结算的器具,因而计费器计费是否准确,直接关系到经营者和消费者双方的经济利益。因而一种功能齐全、简单易用、计量精确的出租车计费器是加强出租车行业管理体系、提高服务质量的必需品。当计费系统在各大、中城市出租车中的使用越来越普及,用户对计费器各方面的要求也越来越高。
传统的出租车计费器由于发展使用了很长一段时间,其在成本、稳定性以及使用习惯上都具有一定的优势,但更多的是存在着很多的不足,例如产品功能升级很麻烦,需要软件更新和硬件重组同步进行,成本很高,并且每次升级后都可能出现新的一些不稳定因素。而本课题研究的基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的出租车计费器,其利用逻辑综合为基础的自顶向下的电路设计思路和硬件描述语言VHDL,开发,可靠性高,成本低,功能升级很方便,彻底的解决了这些问题,满足了用户的要求。
基于我国各方面的国情及未来的发展趋势,计费器的市场具有很大的潜力,通过FPGA设计出各种出租车的计费需求的系统是十分有必要的,而且这个课题还能很好的解决传统计费器系统上的一些缺点,以实现更好的计费功能。
出租车计价器现状及发展趋势
出租车行业在我国是在八十年代初兴起的,随着我国经济的高速发展,出租车已成为我国公共交通的重要组成部分,为人民的日常出行提供了极大的便利。
出租车费价器是一种按照设定的要求进行自动计费的装置,其应用在出租车上使出租车行业的收费更加方便、规范等。市场上目前使用的出租车计费器主要采用的都是基于单片机实现的计费器。传统的出租车计费器由于发展使用很长一段时间,在成本、稳定性以及使用习惯上都具有一定的优势,但是在营运过程中其系统不是很稳定,有时甚至造成死机的现象。而且不同国家和地区的计费方式也存在差异,有些地区还有夜间收费和郊区收费等,而有些地区则无这类收费;即使是在同一地区,不同车型的出租车,其计费方式也有所差别;由于个别地区对计费器有特殊的要求,有时必须修改软件系统;另外,计费器还面临着软件升级的问题;因此,所设计的计费器应能很方便地重新进行编程。另一方面,由于油价的不断提升,造成出租车还面临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地区的要求,而且计费方式的调整也应当很方便易操作等。这些难点对传统的出租车计费器提出了更高的要求。近几年来,各大城市都在对出租车价格进行调整,但是由于数量太多,调价需要很长一段时间才能完成,这就会在同一时间内出现几个价格,司机人工计费的情况。这些都暴露了传统计费器在灵活性和系统升级能力上的不足。现在计费器大多数基于单片机为平台的,但是单片机的程序不是通用的,不同的芯片有着不同的指令集,因而设计研发比较艰巨。而FPGA等数字可编程器件的诞生彻底地解决了这个问题,而且设计更灵活、性能更稳定、能够实现较复杂的功能,且运用QuartusⅡ软件可方便的在电脑上实现设计与仿真。FPGA是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术,未来必定会取代那些落伍的数字元器件。
论文研究内容
由于基于单片机的出租车计费系统存在产品更新周期长、计费方式的不灵活性以及功能太单一等缺点,因此本设计针对这些不足采取了一些有效的措施来改进,使其更具实用性。
利用FPGA取代MCU
随着FPGA等数字可编程元器件的出现解决了传统的电子设计不能完成的任务。利用FPGA来实现出租车计费器的设计,可行性高,而且电路比较简单,大大减少了外围元器件,可以利用相关的软件完成仿真,灵活度很高,可以设计一些比较复杂的系统,而且编好的系统可以在不同的FPGA或CPLD芯片上通用。使用FPGA来进行数字电路的设计,可以大大节省设计时间,减少PCB的面积,还可以提高系统的可靠性。
增加计费标准设定功能
通过设计此性能可使得计费标准的设计更加灵活,体现了目前出租车业发展的需求,使运价、油价联动成为可能。
本文的主要内容是采用基于FPGA的芯片进行出租车多功能计费器系统的设计,采用Altera公司的FLEX系列芯片EPF1