1、基于Labview地出租車計價系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計說明書目錄1引言11.1工程概述11.2工程目地11.3設(shè)計任務(wù)11.3.1實現(xiàn)計費功能11.3.2實現(xiàn)顯示功能11.4研究思路和方法12系統(tǒng)總體方案設(shè)計2出租車計價原理2系統(tǒng)原理框圖23系統(tǒng)硬件設(shè)計3系統(tǒng)原理框圖33.2各模塊電路功能及原理分析3電源模塊原理分析33.3硬件電氣原理圖43.4硬件程序44系統(tǒng)軟件設(shè)計54.1Labview簡介54.2自定義控件54.3界面設(shè)計64.4VISA數(shù)據(jù)接收64.4.1VISA簡介74.4.2VISA接收流程74.5出租車計價功能實現(xiàn)74.5.1串口數(shù)據(jù)提取7瞬時速度地計算8出租車計價計算95調(diào)試運行9硬件系統(tǒng)

2、仿真9軟件系統(tǒng)仿真95.3系統(tǒng)仿真運行105.4總結(jié)與改進11結(jié)論12參考文獻13附件14附件1labview程序14附件2硬件原理圖設(shè)計14附件3實物照片15附件4計數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送程序151引言1.1工程概述隨著我國地國民經(jīng)濟快速有力地發(fā)展，人民地生活普遍提高，城市生活地質(zhì)量也逐漸改善，交通運輸也得到有力發(fā)展.而作為城市交通地主力軍-出租車，是城市發(fā)展中不可或缺地一部分，而出租車計價出租車計價系統(tǒng)則是出租車上必不可少地重要儀器，它是負責出租車營運收費地專用智能化儀表，能根據(jù)乘客乘坐汽車行駛距離和等候時間地多少進行計價，并直接顯示車費值地重要器具.我們小組地工程是基于labview原理設(shè)計地出租車

3、計價仿真系統(tǒng)，旨在模擬一個全真地出租車計價系統(tǒng)結(jié)構(gòu)環(huán)境，通過電機轉(zhuǎn)動，模擬出租車地行駛狀態(tài)，然后通過單片機采集電機地轉(zhuǎn)速來得到出租車地行駛狀態(tài)速度、里程、價格等信息.1.2工程目地我們小組地工程目地在于現(xiàn)在各大中城市出租車行業(yè)都已普及自動計價器，所以計價器技術(shù)地發(fā)展已成定局.而部分小城市尚未普及，但隨著城市建設(shè)日益加快，象征著城市面貌地出租車行業(yè)也將加速發(fā)展，出租車計價器地普及也是毫無疑問地，所以未來汽車計價器地市場還是十分有潛力地.而我們則是通過labview建立一個全真地出租車計價系統(tǒng)地仿真環(huán)境，實現(xiàn)出租車在正常行駛狀態(tài)下計價系統(tǒng)地運行狀況，具有一定地實用價值、和實踐意義.1.3設(shè)計任務(wù)1

4、.3.1實現(xiàn)計費功能車起步開始計費，首先顯示起步價9元，行程在3km以內(nèi)，按起步價收費；當出租車行駛里程超過3km,在白天(7:00-18:30)行駛期間超出部分按1.9元/km計算，在夜晚(18:30-7:00)行駛期間超出部分按2.5元/km計算；車在低速狀態(tài)下(車速小于等于10km/h)行駛，按1元/min收費(上下班高峰期間容易堵車).1.3.2實現(xiàn)顯示功能能夠?qū)崟r顯示仿真出租車行駛地轉(zhuǎn)速、里程、實時速度、金額，同時顯示出租車行駛時間,能夠指示高速低速夜間和白天指示.1.4研究思路和方法制作信號采集電路采集電機轉(zhuǎn)動信息，同時通過labview編寫出租車計價仿真系統(tǒng)，檢測電機轉(zhuǎn)動狀態(tài)，模

5、擬出租車地運行狀態(tài)，對所得地轉(zhuǎn)速信息來得到出租車地行駛狀態(tài)速度、里程、價格等信息實現(xiàn)出租車計價2系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1出租車計價原理令每一次傳送地圈數(shù)為M，則總?cè)?shù)為N=sR.則得到里程S=N*L,L為汽車輪子地周長.令系統(tǒng)地瞬時速度為V,我們1S更新一次轉(zhuǎn)動地圈數(shù).在奇數(shù)秒我們?nèi)〉棉D(zhuǎn)動圈數(shù)為弘，在偶數(shù)秒轉(zhuǎn)動地圈數(shù)為篦，則可求得瞬時地轉(zhuǎn)速nn=叫一町同理可得瞬時地速度為V=n*L，L為汽車輪子地周長令起步價：M1，起步里程：S，里程單價：A白天里程單價：A1，晚上里程單價：碼高速白天高速里程金額為：m2=(SS2)*a夜晚高速里程金額為：M3=(SS2)*A2當汽車低速行駛時汽車按時間收費，令

6、低速地時間為則有低速金額m4=t*60,則總金額為M=M1+M2+M3+M42.2系統(tǒng)原理框圖圖1系統(tǒng)原理框圖通過上一節(jié)地分析可以知道只要能夠測量出出租車所走過地圈數(shù)即可求得瞬時速度，出租車金額等數(shù)據(jù).系統(tǒng)通過單片機控制電機轉(zhuǎn)動模擬出租車運行狀態(tài)，然后傳感器將轉(zhuǎn)動地圈數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，通過P3.2外部中斷0傳遞給MCU,MCU使用定時器每500毫秒將計數(shù)值清零一次并將得到地數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給PC機.PC機通過labview編程實現(xiàn)出租車各項數(shù)據(jù)參數(shù)地測試.完成出租車計價.3系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1系統(tǒng)原理框圖紅外傳感器檢測車輪轉(zhuǎn)動,車輪轉(zhuǎn)動一次,傳感器檢測到一個脈沖,單片機采集后，將采集次數(shù)值計數(shù)，每

7、隔500ms通過串口，向上位機發(fā)送一次數(shù)據(jù),然后將數(shù)值清零,從新開始計數(shù).3.2各模塊電路功能及原理分析3.2.1電源模塊原理分析電源模塊電路圖如圖所示.圖2電源、開關(guān)、指示電路圖輸入接,+5V電源，加上開關(guān)csw，容易控制，電源指示燈D2,顯示電源指示；3.2.2主控電路、接口、等模塊電路分析主控電路、接口等電路圖如圖3所示.SW-PBC0N912345678989C510RXD/P3.TXD/P3.INT0/P3.INT1/P3.TO/P3.4Tl/P3.5XTAL2XTAL1P25P24STC89C20圖3主控電路、復(fù)位、傳感器等電氣連接圖主控電路模塊為包括單片機模塊和復(fù)位等模塊，以及相

8、互之間地連接特性，各個IO口與芯片地連接.3.3硬件電氣原理圖請見附錄.3.4硬件程序系統(tǒng)以單片機系統(tǒng)為核心，通過程序?qū)崿F(xiàn)各部分地功能.單片機在上電后首先要對子程序地各模塊進行初始化使其正常工作初始化后單片機每隔500ms通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)到上位機.程序初始化完后即不斷重復(fù)以上步驟從而使系統(tǒng)程序穩(wěn)定運行.A八N判斷是否中斷Y結(jié)束初始化定時器、外部中斷、串口開始串口發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集外部中斷圖4檢測部分程序框圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1Labview簡介Labview是美國國家半導(dǎo)體（Nl）公司研制地圖形化編程環(huán)境.他通過G語言進行程序開發(fā)產(chǎn)生類似框圖形式地程序，同時Labview擁有強大地函數(shù)庫能夠大大

9、簡化開發(fā)難度縮短開發(fā)周期.LabVIEW地函數(shù)庫包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲等等.LabVIEW也有傳統(tǒng)地程序調(diào)試工具，如設(shè)置斷點、以動畫形式顯示數(shù)據(jù)及其通過程序（子VI）地結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序地調(diào)試.虛擬儀器，簡稱VI,包括三部分：前面板、框圖程序和圖標/連接器.程序前面板，用于設(shè)置輸入量和觀察輸出量.它模擬真實儀器地前面板.其中，輸入量被稱為Controls（控件），用戶可以通過控件向VI中設(shè)置輸入?yún)?shù)等；輸出量被稱為Indicators（指示器），VI通過指示器向用戶提示狀態(tài)或輸出數(shù)據(jù)等.用戶還可以使用各種圖標，如旋鈕、開關(guān)、按鈕、圖表及圖形等，

10、使前面板易看易懂.每一個程序前面板都有相應(yīng)地框圖程序與之對應(yīng).框圖程序，用圖形編程語言編寫，可以把它理解成傳統(tǒng)程序地源代碼.框圖中地部件可以看成程序節(jié)點，如循環(huán)控制、事件控制和算術(shù)功能等.這些部件都用連線連接，以定義框圖內(nèi)地數(shù)據(jù)流動方向.圖標/接口器件可以讓用戶把VI程序變成一個對象（VI子程序），然后在其他程序中像子程序一樣地調(diào)用它.圖標表示在其他程序中被調(diào)用地子程序，而接線端口則表示圖標地輸入/輸出口，就像子程序地參數(shù)端口對應(yīng)著VI程序前面板控件和指示器地數(shù)值.Labview擁有強大地數(shù)據(jù)采集處理能力、編程簡單易懂便于我們進行開發(fā).4.2自定義控件在labview中擁有大量地控件可以用于我

11、們地工程當中，但是這些控件大都單調(diào)簡單，可用于平常地簡單顯示，不適合我們工程地配色等顯示要求.我們可以通過自定義控件地方式來美化控件使這些控件能夠更好地適應(yīng)我們地工程要求達到我們所要地效果.圖5Labview自帶儀表盤這是一個labview自帶地儀表盤，我們想要顯示速度如果用這個表盤地話不是特別形象生動，我們通過自定義控件地方式對控件進行了美化使我們使用起來更加形象生動.krtWJ-：2002-10圖6自定義碼表控件4.3界面設(shè)計通過自定義控件我們完成了程序地前面板設(shè)計.迴I0計程下客出租車計價余統(tǒng)rtmn12flnd;/、伽J60=礙冷”40a2OD血2X-II|IsaJSOwd/%T6dS

12、硼tsoIO|lWnln200圖7系統(tǒng)前面板設(shè)計通過碼表顯示瞬時速度和瞬時轉(zhuǎn)速，通過一個表格顯示了金額、單價、里程、時間等信息.我們用按鍵可以控制上下車.通過紅色布爾變量來指示高速低速、白天黑夜.4.4VISA數(shù)據(jù)接收4.4.1VISA簡介VISA(VirtualInstrumentSoftwareArchitecture，簡稱為Visa),即虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)，是VXIplug&play聯(lián)盟制定地I/O接口軟件標準及其規(guī)范地總稱.VISA提供用于儀器編程地標準I/O函數(shù)庫，稱為VISA庫.VISA函數(shù)庫駐留在計算機系統(tǒng)內(nèi)，是計算機與儀器地標準軟件通信接口，計算機通過它來控制儀器.我們使用了VI

13、SA中地串口來進行數(shù)據(jù)接收.4.4.2VISA接收流程首先進行VISA初始化，設(shè)置波特率等相關(guān)數(shù)據(jù).然后打開串口，接下來進行數(shù)據(jù)接收，接收完以后要關(guān)閉串口.串口只需要初始化一次然后打開串口就可以進行多次讀取.圖8串口調(diào)試界面圖9串口設(shè)置4.5出租車計價功能實現(xiàn)4.5.1串口數(shù)據(jù)提取圖10讀取串口數(shù)據(jù)由于串口每500ms發(fā)送一個采集到地轉(zhuǎn)速給labview，發(fā)送地數(shù)據(jù)為字符型地我們不能直接作為數(shù)字使用需要先轉(zhuǎn)化為數(shù)字才能使用.轉(zhuǎn)換方法為我們先建立一個數(shù)組通過數(shù)組索引地方法將字符轉(zhuǎn)換為數(shù)字.將得到地圈數(shù)進行累加即可求得總?cè)?shù)以及其他所需數(shù)據(jù).4.52瞬時速度地計算瞬時速度我們1s更新一次，在奇數(shù)秒

14、時得到一個里程數(shù)然后再偶數(shù)秒再得到一個秒數(shù)兩者相減除以時間即是我們所需地瞬時速度.判斷白尢黑、硯1&302014/12/a07:002O14/12/B圖11計算瞬時速度4.53出租車計價計算我們通過系統(tǒng)時間進行比較得出白天與黑夜地差別.然后實行夜晚與白天分別計價.同時當速度低于10km/h時我們采用時間計價總金額各項金額之和.我們使用條件結(jié)構(gòu)進行各項數(shù)據(jù)地判斷，同時用移位寄存器將所得金額進行存儲用于累加求得總金I計算金額sni.a夜臨單價園丫曰注時洵（計算氐團寸間額.丨I圖12計算總金額5調(diào)試運行硬件系統(tǒng)仿真我們用單片機采集到電機地轉(zhuǎn)速通過串口發(fā)送，用串口助手接收硬件系統(tǒng)發(fā)送地數(shù)據(jù)，各部分工作

15、正常.軟件系統(tǒng)仿真對Labview程序進行了運行我們用隨機數(shù)模擬串口接收實現(xiàn)出租車計價系統(tǒng)地正常運行各部分工作穩(wěn)定.同時我們也用虛擬串口發(fā)送數(shù)據(jù)對軟件系統(tǒng)進行了仿真.將C0M1和COM2進行配對COM2負責通過串口調(diào)試助手發(fā)送數(shù)據(jù)，COM1口由于labview地數(shù)據(jù)接收口.PfXtp3ir5SpbOM土IpSerialpcrl5-explorerPortaccesslistCuston*pingutport.胡VirtualeriallPertDid6r:些Physicalpmrts:昌VirtusUports-gOilheririrtualportsCDM1諱FDtj-Eim=ic#ci88

16、於目pjrts7圖15系統(tǒng)運行界面5.4總結(jié)與改進我們通過labview建立一個全真地出租車計價系統(tǒng)地仿真環(huán)境，實現(xiàn)出租車在正常行駛狀態(tài)下計價系統(tǒng)地運行狀況，具有一定地實用價值、和實踐意義.但也一些地方需要改進，首先，我們做地是通過labview建立地全真仿真環(huán)境，是基于PC機，不能運用到實際出租車上，其次，我們需用馬達作為車輪仿真對象，和實際有一定偏差，如用到真實場合，需要改進，最后，程序未到真實環(huán)境運行，很多問題可能未被發(fā)現(xiàn).結(jié)論通過這次課程實踐完成了基于Labview地出租車計價系統(tǒng)地設(shè)計、制作、調(diào)試、運行等工作.實現(xiàn)了出租車計價系統(tǒng)所需功能，達到了預(yù)期目標.在課程實踐中我們對Labvi

17、ew有了更加深入地了解，對Labview編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)地采集處理過程更加熟悉.參考文獻1汪敏生.Labview基礎(chǔ)教程.北京：電子工業(yè)出版社，2002.呂向鋒,高洪林，馬亮，基于LabVIEW串口通信地研究,2009.彭慶華虛擬儀器軟件Labview地串行口通信編程J自動化儀表.2002年3月.4匡萬，毛幼菊.單片機與PC機串行通信地研究.微計算機信息，1998年04期.5馬忠梅，張凱.單片機地C語言應(yīng)用程序設(shè)計.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005.3.附件附件1labview程序Isli=iIIBl!-lIIB附件2硬件原理圖設(shè)計00図三211234567890附件3實物照片附件4計數(shù)數(shù)據(jù)

18、發(fā)送程序*/#include#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitKK=P3A2O/uchar_P=0。ucharCount=0。ucharStep=0。bitFB_flag=0。voidDelay(uinti)ucharx,j。for(j=0。ji。j+)for(x=0。x=148。x+)。voidCom_Init(void)TMOD=0 x21。PCON=0 x00。SCON=0 x50。TH1=0 xFd。TL1=0 xFd。TR1=1。EA=1。ES=1。voidOutside_Init(void)EX0=1。/開外部中斷0IT0=1。/負邊沿觸發(fā)EX1=1。/開外部中斷1IT1=1。/負邊沿觸發(fā)EA=1。/開總中斷voidTime0_Init()/TMOD=0 x01。TH0=0 x4c。TL0=0 x0