基于STC單片機(jī)的非預(yù)約式合乘出租車(chē)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

沈中偉

摘要：系統(tǒng)以STC單片機(jī)為基礎(chǔ)，利用霍爾元件脈沖信號(hào)及壓力傳感器觸發(fā)計(jì)價(jià)器的自動(dòng)計(jì)費(fèi)，通過(guò)壓力傳感器實(shí)現(xiàn)乘客數(shù)量統(tǒng)計(jì)，語(yǔ)音識(shí)別得到出行目的地。通過(guò)車(chē)載顯示屏顯示出租車(chē)載客及合乘相關(guān)信息，提供非預(yù)約合乘條件，對(duì)提高出租車(chē)?yán)寐屎途徑饨煌▎?wèn)題具有現(xiàn)實(shí)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(chē);計(jì)費(fèi)器;單片機(jī)

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

0? 引言

出租車(chē)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(lái)越明顯，但是出租車(chē)所存在的問(wèn)題卻也越來(lái)越大。能源消耗與環(huán)境問(wèn)題、高峰期“打車(chē)難”、出租車(chē)“合乘”收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、出租車(chē)高“空駛率”[1-2]。出租車(chē)的高“空駛率”造成大量的資源浪費(fèi)。在大多數(shù)地區(qū)都存在著出租車(chē)搭載乘客不合理和收費(fèi)不合理發(fā)現(xiàn)象，還有出租車(chē)本來(lái)搭載有乘客卻顯示空車(chē)誤導(dǎo)人們招手的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都困擾著乘車(chē)的人們[3]。

針對(duì)上面的問(wèn)題，對(duì)出租車(chē)計(jì)費(fèi)觸發(fā)方式進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到便利人們的效果。同時(shí)基于單片機(jī)提出對(duì)于出租車(chē)的非預(yù)約式合乘的計(jì)費(fèi)方法的理念。通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法來(lái)切實(shí)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(jì)

通過(guò)對(duì)出租車(chē)計(jì)價(jià)器計(jì)費(fèi)觸發(fā)方式的優(yōu)化到達(dá)解決出租車(chē)搭載有乘客卻顯示空車(chē)對(duì)人們?cè)斐傻睦_問(wèn)題，提出非預(yù)約式合乘的計(jì)費(fèi)方法的理念。

1.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)以STC單片機(jī)為核心，由電源模塊、鍵控模塊、車(chē)輛行駛檢測(cè)模塊、語(yǔ)言提示、語(yǔ)音識(shí)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(yùn)算都集中在單片機(jī)部分;電源模塊用于為系統(tǒng)提供電能;車(chē)輛行駛檢測(cè)模塊對(duì)車(chē)輛是否開(kāi)始行駛進(jìn)行檢測(cè)以確定是否開(kāi)始計(jì)費(fèi);語(yǔ)音識(shí)別模塊主要起錄入目的地的作用;語(yǔ)言提示和顯示模塊主要起到顯示和提示乘客的目的并實(shí)現(xiàn)可視化操作、外接模塊主要用于對(duì)現(xiàn)在已有的計(jì)價(jià)器進(jìn)行連接和控制，確保車(chē)輛信息的統(tǒng)一性。鍵控模塊主要由兩個(gè)部分組成：手動(dòng)輸入部分和自動(dòng)檢測(cè)部分。自動(dòng)檢測(cè)部分主要用于對(duì)乘客人員人數(shù)信息進(jìn)行采集，同時(shí)手動(dòng)部分可以對(duì)自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行否定，并通過(guò)手動(dòng)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(chē)輛所產(chǎn)生的直流電通過(guò)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(chē)輛行駛檢測(cè)模塊

車(chē)輛行駛檢測(cè)模塊主要用霍爾傳感器來(lái)完成對(duì)車(chē)輛是否行使進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果與乘客人員數(shù)目自動(dòng)檢測(cè)模塊（手動(dòng)輸入部分）共同作用來(lái)確定出租車(chē)計(jì)價(jià)器是否開(kāi)始計(jì)價(jià)。乘客人員數(shù)目自動(dòng)檢測(cè)模塊原理圖及車(chē)輛行駛檢測(cè)模塊電氣原理圖如圖2。

系統(tǒng)采用開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器，由開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器發(fā)出的脈沖信號(hào)確定車(chē)輛是否開(kāi)始行駛，同時(shí)也用此霍爾傳感器對(duì)車(chē)輛行駛的車(chē)輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)車(chē)輪圈數(shù)計(jì)算出車(chē)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(chē)內(nèi)人員數(shù)量。

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

1.2.3 語(yǔ)音識(shí)別模塊

乘客上車(chē)后報(bào)出的目的地名稱，通過(guò)單片機(jī)連接的語(yǔ)音識(shí)別模塊辨別出乘客準(zhǔn)備出行的目的地，再又語(yǔ)音識(shí)別模塊輸出到單片機(jī)。單片機(jī)在得到語(yǔ)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(jì)，在經(jīng)過(guò)乘客同意后將信息傳輸?shù)斤@示模塊，對(duì)外顯示乘客此次出行的目的地以及出租車(chē)內(nèi)現(xiàn)在的乘客數(shù)。

2? 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件是以STC單片機(jī)為核心，包括電源模塊、鍵控模塊、車(chē)輛行駛檢測(cè)模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊、語(yǔ)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(chē)計(jì)價(jià)器進(jìn)行計(jì)價(jià)行為和車(chē)輛信息的發(fā)布。

2.1 計(jì)費(fèi)流程設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)清零的前提下，當(dāng)有乘客上車(chē)后由系統(tǒng)自行檢查上車(chē)乘客人數(shù)并語(yǔ)音播報(bào)給乘客和出租車(chē)司機(jī)，在由乘客或出租車(chē)司機(jī)確定人員數(shù)目是否正確。如若人數(shù)沒(méi)有錯(cuò)誤，則不用理會(huì);如若人數(shù)檢測(cè)有誤，則由乘客或出租車(chē)司機(jī)手動(dòng)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(chǔ)存在單片機(jī)當(dāng)中備用，并錄入車(chē)輛即將前往的目的地。然后進(jìn)行車(chē)輛是否起步的檢測(cè)，車(chē)輛起步的檢測(cè)是由安放在出租車(chē)車(chē)輪部分的紅外線檢測(cè)裝置完成的。當(dāng)車(chē)輛起步車(chē)輪運(yùn)轉(zhuǎn)后紅外線檢測(cè)接收裝置將被遮擋，由此判斷車(chē)輛是否起步，待確認(rèn)起步后即可按照相應(yīng)的計(jì)費(fèi)公式開(kāi)始計(jì)費(fèi)。在開(kāi)始起步的同時(shí)對(duì)外公布出此輛出租車(chē)的車(chē)輛信息，例如車(chē)輛顯示“空車(chē)”信息板改為顯示車(chē)輛人數(shù)、車(chē)輛內(nèi)的空座位數(shù)、車(chē)輛前往的目的地等信息。開(kāi)始計(jì)費(fèi)流程圖如圖4。

2.2 非預(yù)約式合乘設(shè)計(jì)

在計(jì)費(fèi)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(duì)車(chē)輛內(nèi)部人員統(tǒng)計(jì)并記錄和可以對(duì)外發(fā)布車(chē)輛前往的目的地的前提下，且參與非預(yù)約乘車(chē)的乘客的上車(chē)地點(diǎn)互不相同的前提下的。

當(dāng)?shù)谝淮纬塑?chē)的乘客人數(shù)不超過(guò)4人時(shí)出租車(chē)按照正常的計(jì)費(fèi)方式進(jìn)行計(jì)費(fèi)（起步價(jià)+單價(jià)x公里數(shù)），并且在出租車(chē)向目的地前進(jìn)的過(guò)程當(dāng)中車(chē)輛的LED顯示板對(duì)外顯示車(chē)輛還可以搭載的乘客數(shù)和本輛出租車(chē)前往的目的地，以供給需要乘車(chē)也愿意合乘的乘客本車(chē)的相關(guān)信息。當(dāng)有乘客愿意合乘且上車(chē)后，系統(tǒng)重新進(jìn)行乘客人數(shù)錄入，再按照新的計(jì)費(fèi)方式進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

重新計(jì)費(fèi)時(shí)原行進(jìn)的公里數(shù)不變，前后兩次上車(chē)的乘客的乘車(chē)費(fèi)用分開(kāi)按照相應(yīng)的費(fèi)用計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)費(fèi)，前一個(gè)上車(chē)的乘客的單獨(dú)乘坐時(shí)的費(fèi)用也以相應(yīng)的公式重新進(jìn)行計(jì)算（對(duì)于每一位乘客單獨(dú)乘車(chē)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(jī)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(diǎn)。出租車(chē)計(jì)價(jià)系統(tǒng)以單片機(jī)為基礎(chǔ)，利用霍爾元件脈沖信號(hào)及壓力傳感器實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)器自動(dòng)計(jì)費(fèi)，并通過(guò)壓力傳感器實(shí)現(xiàn)乘客數(shù)量統(tǒng)計(jì)，語(yǔ)音識(shí)別得到出行目的地。由車(chē)載顯示屏公布出租車(chē)相關(guān)信息，以提供非預(yù)約合乘的必要條件。出租車(chē)的費(fèi)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(chē)的自動(dòng)觸發(fā)計(jì)費(fèi)及出租車(chē)的非預(yù)約式合乘具有良好的市場(chǎng)前景，能夠切實(shí)解決現(xiàn)今的部分交通問(wèn)題。

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