淺議地鐵自動售票機硬件設計

博濤

(哈爾濱市地鐵集團,黑龍江哈爾濱 150001)

淺議地鐵自動售票機硬件設計

博濤

(哈爾濱市地鐵集團,黑龍江哈爾濱 150001)

地鐵的出現大大緩解了交通的壓力,為了適應城市高節奏的生活,地鐵售票機的研究越來越重要,其中售票系統的設計最為關鍵。自動售票系統主要包括主控單元、乘客顯示器和觸摸屏、LED顯示器、售票模塊以及各項電源等模塊。本文主要以地鐵售票機硬件系統作為主要框架來介紹地鐵自動售票機的主要工作原理和基本組成,并針對地鐵自動售票機的主要電路系統進行概述。

自動售票機 電路 硬件設計

1 機械設計

地鐵自動售票機機械設計方面主要由外形、整機架構以及各項電路面板組成。

1.1 主材料及加工工藝設計

地鐵自動售票機主要由鈑金件構成，鈑金件材料的主要結構特點是精密度較高。

1.2 外形架構設計

地鐵自動售票機整體結構主要包括前門、機身以及后門和基座，為方便安裝和維護，前門一般會有氣彈簧定位;后門為了冷卻，機內模塊主要有通風孔設計;機身則主要考慮穩定性和框架強度，通過充分考慮人機工學，以此來滿足我國乘客的身體特點和操作習慣。

1.3 基于硬件設計中的內部布局

以TVM內部結構為例，TVM內部結構主要包括運行狀態顯示器，維護設備、維護面板、主控單元、紙幣處理模塊、硬幣處理模塊、銀行卡以及儲值卡處理模塊、電源等。如圖1所示。

2 電路設計及應用

一般地，地鐵自動售票機的原理電路一般采用軟硬件相結合的設計方法，主要包括主控單元設計，A/D、D/A轉換設計，前后向通道的設計以及各項電路之間的實現方法設計。

2.1 基于單片機中的系統主控電路設計

以主控原件AT89C51(主控原件采用MCS-51)為例，單片機中的基本電路主要包括復位電路和時鐘電路;復位電路一般有上電復位以及上電與復位按鈕電路，在該系統中則采用上電與復位按鈕電路。該系統的時鐘產生方法包括內部工作方式和外部工作方式，在內部工作方式中，要想形成時鐘，原件必須外接才能夠產生單片機工作需要的時鐘;而外部工作方式主要利用外部震蕩信號源，通過信號源直接介入XTALL和XTAL2來實現，前者接地，后者和外部時鐘源相接。相對來說，內部時鐘電路與外部時鐘電路相比，內部時鐘電路會更加方便也更加通用，因此，一般會采用內部時鐘電路。

2.1.1 系統原理

本系統主要采用A/D轉換和D/A轉換，首先，A/D主要由8通道多路模擬開關以及相應的通道地址鎖存與譯碼電路和逐位逼近式A/D轉換器組成。在A/D中，三態輸出鎖器主要用于鎖存A/D轉換后的數字量，當三態輸出鎖存器可以取走轉換完的數據時，OE端為高電平。其次，D/A轉換由開關樹和256R梯形電阻網絡構成。在A/D中，控制邏輯主要用來控制逐位逼近式寄存器，它從高位到地位依次按照位數取“1”，通過該數字量來轉換輸出一個模擬電壓Vs，然后Vs通過與輸入模擬量Vx進行比較，當前者大于后者時，此位數為1，即Di=1，一般會從D7到D0依次逼近比較8次，最后形成模擬量Vx對應的數字量，最終Vx對應的數字量送入輸入鎖存器，輸入鎖存器發出轉換信號(EOC)，轉換結束。

圖1 TVM內部結構

在D/A中，它主要由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器以及8位D/A轉換器組成;他們相互之間并聯。

2.1.2 系統供電

自動售票系統的硬件設計一般是在模塊之間進行實施，它包括系統之間的相互獨立性以及聯系性，同時，系統還要保證電源的穩定性，當出現未知狀況時系統能夠自動修復，在主控單元中，通常會對系統的供電進行加強，以保證硬件設計方面的維護。

2.1.3 主控元件及整體電路設計

通過以上論述可知，主控元件采用AT89C51(主控原件采用MCS-51)，電路主要包括串行通信電路和顯示及挖掘電路，串行通信電路主要以實現和PC機串行通信為主要功能，顯示及挖掘電路中，顯示器一般采用LED顯示器。

2.2 關于地鐵自動售票機設計系統的實用性以及在生活中的應用

由于我國人口眾多，特別是大城市，交通擁堵問題一直是城市建設的主要阻力之一，而地鐵建設不僅可以緩解交通壓力，而且由于其方便快捷的特點為城市中的人們提供了很多便捷。地鐵需要售票，人工售票方式對于地鐵工作人員的工作系數和難度都比較大，因此，自動售票的推出得到了人們的廣泛認可和信賴。

自動售票機在硬件設計方面主要通過模塊功能來實現，隨著地鐵自動售票系統的不斷拓展，它作為實現軌道售票、計費、檢票管理等一系列全過程的自動售票處理系統，在生活中的應用范圍不斷擴大。

3 結語

現代化城市的發展離不開地鐵的建設，地鐵作為城市交通的重要工具，它在緩解城市交通壓力、為人們出行提供交通保障方面有著非常重要的作用。我國目前城市化進程發展較快，地鐵自動售票系統的應用為我國現代城市化進程提供了合理的契機，在未來的發展中，地鐵作為交通產品，通過不斷的研究來加強售票系統的開發，對自動售票系統的應用領域一定會有非常重要的影響。

[1]房小翠,王金鳳.單片機實用系統設計技術[M].第二版:國防科技大學,1999.

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[3]張寧,何鐵軍,王健.軌道交通自動售檢票系統互換性研究[J].城市軌道交通研究,2007,(11).