基于STC單片機的非預(yù)約式合乘出租車計費系統(tǒng)設(shè)計

沈中偉

摘要：系統(tǒng)以STC單片機為基礎(chǔ)，利用霍爾元件脈沖信號及壓力傳感器觸發(fā)計價器的自動計費，通過壓力傳感器實現(xiàn)乘客數(shù)量統(tǒng)計，語音識別得到出行目的地。通過車載顯示屏顯示出租車載客及合乘相關(guān)信息，提供非預(yù)約合乘條件，對提高出租車?yán)寐屎途徑饨煌▎栴}具有現(xiàn)實意義。

Abstract： Based on the STC single chip microcomputer， the system uses the Hall element pulse signal and the pressure sensor to trigger the automatic metering of the meter， and uses force sensor to realize the passenger number statistics and the voice recognition to get the travel destination，and displays the on-board information on the screen， to provide non-reservation sharing condition. It is of practical significance to improve the utilization rate of taxis and alleviate traffic problems.

關(guān)鍵詞：非預(yù)約式合乘;出租車;計費器;單片機

Key words： non-reservation type multiplication;taxi;meter;single chip microcomputer

0? 引言

出租車作為城市公共交通出行方式的重要組成部分，其重要性也越來越明顯，但是出租車所存在的問題卻也越來越大。能源消耗與環(huán)境問題、高峰期“打車難”、出租車“合乘”收費標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、出租車高“空駛率”[1-2]。出租車的高“空駛率”造成大量的資源浪費。在大多數(shù)地區(qū)都存在著出租車搭載乘客不合理和收費不合理發(fā)現(xiàn)象，還有出租車本來搭載有乘客卻顯示空車誤導(dǎo)人們招手的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都困擾著乘車的人們[3]。

針對上面的問題，對出租車計費觸發(fā)方式進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到便利人們的效果。同時基于單片機提出對于出租車的非預(yù)約式合乘的計費方法的理念。通過系統(tǒng)設(shè)計的方法來切實解決存在于人們之間的困擾，達(dá)到方便人們出行的目的。

1? 系統(tǒng)硬件設(shè)計

通過對出租車計價器計費觸發(fā)方式的優(yōu)化到達(dá)解決出租車搭載有乘客卻顯示空車對人們造成的困擾問題，提出非預(yù)約式合乘的計費方法的理念。

1.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)以STC單片機為核心，由電源模塊、鍵控模塊、車輛行駛檢測模塊、語言提示、語音識別模塊、LED顯示模塊以及外接模塊等部分組成。本系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)圖如圖1。

本系統(tǒng)的主要運算都集中在單片機部分;電源模塊用于為系統(tǒng)提供電能;車輛行駛檢測模塊對車輛是否開始行駛進(jìn)行檢測以確定是否開始計費;語音識別模塊主要起錄入目的地的作用;語言提示和顯示模塊主要起到顯示和提示乘客的目的并實現(xiàn)可視化操作、外接模塊主要用于對現(xiàn)在已有的計價器進(jìn)行連接和控制，確保車輛信息的統(tǒng)一性。鍵控模塊主要由兩個部分組成：手動輸入部分和自動檢測部分。自動檢測部分主要用于對乘客人員人數(shù)信息進(jìn)行采集，同時手動部分可以對自動檢測結(jié)果進(jìn)行否定，并通過手動輸入乘客人員數(shù)目。

1.2 系統(tǒng)電路

1.2.1 電源電路模塊

此模塊直接取用車輛所產(chǎn)生的直流電通過降壓等處理最后生成5V的穩(wěn)定直流電壓，向系統(tǒng)提供5V工作電源。

1.2.2 鍵控模塊電路和車輛行駛檢測模塊

車輛行駛檢測模塊主要用霍爾傳感器來完成對車輛是否行使進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果與乘客人員數(shù)目自動檢測模塊（手動輸入部分）共同作用來確定出租車計價器是否開始計價。乘客人員數(shù)目自動檢測模塊原理圖及車輛行駛檢測模塊電氣原理圖如圖2。

系統(tǒng)采用開關(guān)型霍爾傳感器，由開關(guān)型霍爾傳感器發(fā)出的脈沖信號確定車輛是否開始行駛，同時也用此霍爾傳感器對車輛行駛的車輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)進(jìn)行檢測，通過車輪圈數(shù)計算出車輛行駛的里程[3-4]。

系統(tǒng)采用壓力傳傳感器，由壓力傳感器確定車內(nèi)人員數(shù)量。

乘客人員數(shù)目手動輸入部分由1鍵、2鍵、3鍵、4鍵、清除鍵、確定鍵這6個按鍵構(gòu)成，清除鍵用于清除乘客人員數(shù)目自動檢測模塊輸入的數(shù)據(jù)，再由其余幾個鍵來手動輸入乘客人員數(shù)目。乘客人員數(shù)目手動輸入部分電氣原理圖如圖3。

1.2.3 語音識別模塊

乘客上車后報出的目的地名稱，通過單片機連接的語音識別模塊辨別出乘客準(zhǔn)備出行的目的地，再又語音識別模塊輸出到單片機。單片機在得到語音模塊發(fā)送的信息，再結(jié)合前面乘客人員數(shù)目的統(tǒng)計，在經(jīng)過乘客同意后將信息傳輸?shù)斤@示模塊，對外顯示乘客此次出行的目的地以及出租車內(nèi)現(xiàn)在的乘客數(shù)。

2? 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)硬件是以STC單片機為核心，包括電源模塊、鍵控模塊、車輛行駛檢測模塊、語音識別模塊、語言提示、LED顯示模塊以及外接模塊等部分。主要是功能是輔助現(xiàn)有的出租車計價器進(jìn)行計價行為和車輛信息的發(fā)布。

2.1 計費流程設(shè)計

在系統(tǒng)清零的前提下，當(dāng)有乘客上車后由系統(tǒng)自行檢查上車乘客人數(shù)并語音播報給乘客和出租車司機，在由乘客或出租車司機確定人員數(shù)目是否正確。如若人數(shù)沒有錯誤，則不用理會;如若人數(shù)檢測有誤，則由乘客或出租車司機手動清除原數(shù)據(jù)后重新輸入乘客人數(shù)并確認(rèn)，待數(shù)據(jù)確認(rèn)后系統(tǒng)將乘客人數(shù)數(shù)據(jù)儲存在單片機當(dāng)中備用，并錄入車輛即將前往的目的地。然后進(jìn)行車輛是否起步的檢測，車輛起步的檢測是由安放在出租車車輪部分的紅外線檢測裝置完成的。當(dāng)車輛起步車輪運轉(zhuǎn)后紅外線檢測接收裝置將被遮擋，由此判斷車輛是否起步，待確認(rèn)起步后即可按照相應(yīng)的計費公式開始計費。在開始起步的同時對外公布出此輛出租車的車輛信息，例如車輛顯示“空車”信息板改為顯示車輛人數(shù)、車輛內(nèi)的空座位數(shù)、車輛前往的目的地等信息。開始計費流程圖如圖4。

2.2 非預(yù)約式合乘設(shè)計

在計費系統(tǒng)改進(jìn)的前提下可以完成下面的非預(yù)約式合乘的相關(guān)內(nèi)容。

非預(yù)約式合乘是建立在系統(tǒng)可以對車輛內(nèi)部人員統(tǒng)計并記錄和可以對外發(fā)布車輛前往的目的地的前提下，且參與非預(yù)約乘車的乘客的上車地點互不相同的前提下的。

當(dāng)?shù)谝淮纬塑嚨某丝腿藬?shù)不超過4人時出租車按照正常的計費方式進(jìn)行計費（起步價+單價x公里數(shù)），并且在出租車向目的地前進(jìn)的過程當(dāng)中車輛的LED顯示板對外顯示車輛還可以搭載的乘客數(shù)和本輛出租車前往的目的地，以供給需要乘車也愿意合乘的乘客本車的相關(guān)信息。當(dāng)有乘客愿意合乘且上車后，系統(tǒng)重新進(jìn)行乘客人數(shù)錄入，再按照新的計費方式進(jìn)行計費。

重新計費時原行進(jìn)的公里數(shù)不變，前后兩次上車的乘客的乘車費用分開按照相應(yīng)的費用計算公式進(jìn)行計費，前一個上車的乘客的單獨乘坐時的費用也以相應(yīng)的公式重新進(jìn)行計算（對于每一位乘客單獨乘車到達(dá)目的地都有一定的優(yōu)惠）。

3? 結(jié)論

系統(tǒng)以單片機為核心，具有低功耗、可靠性高、體積小、低成本等多方面的優(yōu)點。出租車計價系統(tǒng)以單片機為基礎(chǔ)，利用霍爾元件脈沖信號及壓力傳感器實現(xiàn)計價器自動計費，并通過壓力傳感器實現(xiàn)乘客數(shù)量統(tǒng)計，語音識別得到出行目的地。由車載顯示屏公布出租車相關(guān)信息，以提供非預(yù)約合乘的必要條件。出租車的費預(yù)約式合乘還很好的迎合了現(xiàn)今的HOV交通發(fā)展模式。出租車的自動觸發(fā)計費及出租車的非預(yù)約式合乘具有良好的市場前景，能夠切實解決現(xiàn)今的部分交通問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉佳.出租車合乘方式及定價模型優(yōu)化研究[D].重慶交通大學(xué)，2016.

[2]唐方慧.出租車合乘路徑選擇及費率優(yōu)化問題研究[D].蘭州交通大學(xué)，2016.

[3]孔令榮，王昊.基于T6963C的出租車計費大屏幕顯示屏設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，37（17）：144-147.

[4]舒濤，伍遠(yuǎn)超，李明.基于AT89S51單片機的出租車計價器系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，33（22）：57-59.

[5]王立忠，王薏林，賀五洋，彭路，劉微，許德成.基于單片機的出租車計價器檢定裝置的設(shè)計[J].吉林大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版），2014，32（06）：624-631.

[6]李學(xué)君，李波.基于PIC單片機的多功能出租車計價器設(shè)計[J].儀表技術(shù)，2010（02）：36-38，42.

[7]徐良雄.出租車計價器的設(shè)計與分析[J].儀器儀表用戶，2012，19（03）：61-63.