【正文】 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 畢業(yè)論文 基于 plc 出租車計(jì)價(jià)器的設(shè)計(jì) 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 第 一 章 引言 出租車計(jì)價(jià)器的發(fā)展概況 出租車計(jì)價(jià)器最早出現(xiàn)在我國(guó)是在 1911年，當(dāng)時(shí)，美國(guó)汽車公司引進(jìn)的法國(guó) 雷諾牌汽車就裝有計(jì)價(jià)器，這種計(jì)價(jià)器，按實(shí)用行駛英里計(jì)費(fèi)，路程及車價(jià)均可顯示，計(jì)費(fèi)起碼 1英里，以后以每 1/4英里遞增計(jì)費(fèi)。由于各種原因，這種計(jì)價(jià)器此后在上海未推廣應(yīng)用 出租車行業(yè)在我國(guó)是八十年代初興起的一項(xiàng)新興行業(yè)，隨著出租車的產(chǎn)生，計(jì)價(jià)器也就應(yīng)運(yùn)而生。但當(dāng)時(shí)在全國(guó)還沒有一家企業(yè)能夠生產(chǎn)，因此早期的計(jì)價(jià)器是由臺(tái)灣引進(jìn)的。我國(guó)第一家生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的 企業(yè)是重慶市起重機(jī)廠，最早的計(jì)價(jià)器全部采用機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)，只能完成簡(jiǎn)單的計(jì)程功能，可以說(shuō)，早期的計(jì)價(jià)器就是一個(gè)里程表。 臺(tái)灣是計(jì)價(jià)器的主要生產(chǎn)場(chǎng)地，目前全世界的計(jì)價(jià)器中有 90%為臺(tái)灣所生產(chǎn)。現(xiàn)今我國(guó)生產(chǎn)計(jì)價(jià)器的企業(yè)有上百家，但由于技術(shù)原因，大部分廠家的產(chǎn)品都不能達(dá)標(biāo)，因此生產(chǎn)廠家主要還是集中在北京、上海、沈陽(yáng)和廣州。 近年來(lái)，隨著改革開放的深入，市場(chǎng)日益繁榮，作為現(xiàn)代都市象征之一的出租汽車得到蓬勃發(fā)展。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，促使出租汽車越來(lái)越普及。與此相應(yīng)，人們對(duì)出租汽車的合理收費(fèi)也提出越來(lái)越高的要 求。因此，出租汽車計(jì)價(jià)器得到人們的日益重視，已成為必不可少的營(yíng)運(yùn)專用設(shè)施。不僅受到客運(yùn)管理部門的監(jiān)督，同時(shí)還受到國(guó)家計(jì)量機(jī)關(guān)定期的強(qiáng)制檢定。出租車計(jì)價(jià)器已成為乘客和駕駛員之間公正合理收費(fèi)的依據(jù)，起到雙方“公平秤”的作用。 隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，出租車計(jì)價(jià)器已發(fā)展到了第三代，這種計(jì)價(jià)器集稅控、IC卡、計(jì)價(jià)、自動(dòng)打印等功能于一體，乘客卡、司機(jī)卡、管理卡三類 IC卡，分別用于運(yùn)費(fèi)支付、營(yíng)運(yùn)鎖定、營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)采集和營(yíng)運(yùn)結(jié)算，現(xiàn)在很多地區(qū)都在推行這種稅控計(jì)價(jià)器。 當(dāng)汽車不斷在中國(guó)普及的時(shí)候，也有越來(lái)越多的人乘坐出租車，這樣對(duì) 于出租車計(jì)價(jià)器的研究就不斷的深入，從只能單一計(jì)價(jià)到計(jì)價(jià)記里程的雙計(jì)數(shù)，再到公里調(diào)價(jià)，再到夜車加價(jià)功能。出租車計(jì)價(jià)器的功能在不斷的發(fā)展。與此同時(shí)，出租車計(jì)價(jià)器由一種設(shè)計(jì)方案到多種設(shè)計(jì)方案的發(fā)展也帶來(lái)了不斷的更新。本文主要采用基于三菱 FX2N的 PLC設(shè)計(jì)的出租車計(jì)價(jià)器來(lái)實(shí)現(xiàn)出租車家計(jì)價(jià)器的功能。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 課程設(shè)計(jì)來(lái)源和現(xiàn)狀 出租車計(jì)價(jià)器是安裝在出租汽車上的專用計(jì)量?jī)x器，能連續(xù)累加，指示出行程中任一時(shí)刻乘客應(yīng)付費(fèi)用總額數(shù)，作為出租車的一個(gè)重要組成部分，計(jì)價(jià)器關(guān)系著出租車司機(jī)和乘客雙方利益，起著重要的作用，因此， 具有良好性能的計(jì)價(jià)器對(duì)廣大出租車司機(jī)朋友來(lái)說(shuō)是很必要的。 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，使得電子設(shè)備給我們的日常生活帶來(lái)的極大的變化，無(wú)論是民用、工業(yè)、軍用單片機(jī)以及 PLC都發(fā)揮這越來(lái)越重要的作用。今年來(lái)，電力電子技術(shù)和控制理論的發(fā)展使得電子設(shè)備的具有了多樣性，在一個(gè)功能相同的電子設(shè)備可以使用不同的不同的程序、不同的方法、不同的控制理論。在完成不同方法的同時(shí)，可以更加深刻的理解元件的功能以及編程。 目前市場(chǎng)上大多用的是基于單片機(jī)控制的計(jì)價(jià)器，雖然其性能較穩(wěn)定，但在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行工作中，也很容易出現(xiàn)故障。因此，研究具 有更高性能的計(jì)價(jià)器具有著非常高的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。 第 二 章 總體方案設(shè)計(jì) 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 出租車計(jì)價(jià)器是安裝在出租汽車上的專用計(jì)量?jī)x器，作用是顯示出出租車行駛的里程和乘客所需要付的金額，具有良好性能的計(jì)價(jià)器是乘客和司機(jī)都希望的。 出租車計(jì)價(jià)器的計(jì)價(jià)原理 乘客應(yīng)付的金額值是路程和時(shí)間的函數(shù)，計(jì)程和計(jì)時(shí)是計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)的依據(jù)，為方便起見，計(jì)程劃分為起程和續(xù)程兩部分，計(jì)時(shí)也分起始時(shí)間和后續(xù)時(shí)間。起程、續(xù)程值和起始時(shí)間、后續(xù)時(shí)間值的大小，一般由當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)部門（如客運(yùn)交通管理、物價(jià)部門）視當(dāng)?shù)刂T因素如城市 大小、交通情況、生活和物價(jià)水平等確定，通常起程、起始時(shí)間大于續(xù)程、后續(xù)時(shí)間。起程內(nèi)的車費(fèi)通稱為基本車費(fèi)、基價(jià)或起步價(jià)，乘客乘車計(jì)程不足基價(jià)里程是按基價(jià)收費(fèi)，超過(guò)基價(jià)里程時(shí)超出部分按后續(xù)單價(jià)累計(jì)；計(jì)價(jià)器設(shè)定有免費(fèi)等候時(shí)間，即運(yùn)營(yíng)時(shí)乘客要求停車免費(fèi)等候時(shí)間，超過(guò)免費(fèi)等候時(shí)間按等候單價(jià)累計(jì)收費(fèi)。計(jì)價(jià)器按照一定間隔作跳躍式變化（例如圖 ），顯示金額。 【 圖 】 出租車的行進(jìn)狀態(tài)分為兩 種 ：一種是在沒有乘客情況下的狀態(tài)，稱為空車；一種是在有乘客情況下的狀態(tài)，稱為重車。出租車 上備有一個(gè)空車牌標(biāo)志，當(dāng)處于空車情況下時(shí)，空車牌翻上，此時(shí)計(jì)價(jià)器不計(jì)價(jià)；當(dāng)有乘客上車時(shí)，首先河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 5 翻下空車牌，表示重車，然后計(jì)營(yíng)運(yùn)數(shù)據(jù)。 計(jì)價(jià)器是按計(jì)程和計(jì)時(shí)計(jì)價(jià)的，它可以有兩種不同的計(jì)價(jià)方式：一種叫做時(shí)距并計(jì)式，是指重車時(shí)等候時(shí)間和里程同時(shí)收費(fèi)；另一種叫做時(shí)距分離式，是指重車時(shí)等候時(shí)間和里程分開收費(fèi)。一般認(rèn)為時(shí)距分離式計(jì)價(jià)對(duì)乘客有利，時(shí)距并計(jì)式對(duì)經(jīng)營(yíng)者有利，從采用的情況來(lái)看，世界上大多數(shù)國(guó)家采用時(shí)距并計(jì)式。在時(shí)距并計(jì)式收費(fèi)方式下，切換速度是計(jì)價(jià)器從計(jì)程收費(fèi)轉(zhuǎn)換為時(shí)距并計(jì)收費(fèi)的車速切換點(diǎn)，切換速度是對(duì)時(shí)距并計(jì)式計(jì) 價(jià)器而言的，而對(duì)時(shí)距分離式計(jì)價(jià)器，由于計(jì)價(jià)時(shí)不需要進(jìn)行速度判別，也就不存在切換速度的問題。 基于 PLC 計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 由于出租車計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主要的難度在與對(duì)數(shù)據(jù)的分段處理，即在 3公里以內(nèi)為 5元，超過(guò) 3公路里程數(shù)位每公里 ，所以在程序的設(shè)計(jì)是將數(shù)據(jù)函數(shù)化為分段函數(shù)。 在函數(shù)的統(tǒng)計(jì)中，當(dāng)公里數(shù)沒有超過(guò)起步公里的時(shí)候，只輸出為額定的起步價(jià)格；當(dāng)超過(guò)起步公里數(shù) 3公里的時(shí)候，沒超過(guò) ，計(jì)價(jià) 。同時(shí)，計(jì)價(jià)器還有等待時(shí)間的加價(jià)功能和夜間加價(jià)功能，這些功能均在函數(shù)程序 中實(shí)現(xiàn)。即 應(yīng)收金額 =起步價(jià) +日間超額度 /夜間超額度 +等待時(shí)間附加費(fèi) 功能切換上可利用 PLC內(nèi)部中的各種繼電器的相互配合實(shí)現(xiàn)里程數(shù)和金額的切換顯示。同時(shí)，夜間和日間的切換功能通過(guò)繼電器導(dǎo)通不同的函數(shù)通路來(lái)完成。而等待時(shí)間則通過(guò) PLC的定時(shí)器對(duì)時(shí)間的延時(shí)脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢姡?PLC實(shí)現(xiàn)出租車的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是可以實(shí)現(xiàn)的。 計(jì)價(jià)器的計(jì)程方法 現(xiàn)有的單片機(jī)式計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)方法是首先累計(jì)汽車輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，然后將圈數(shù)乘以輪胎周長(zhǎng)得到行駛的里程。在此次設(shè)計(jì)中，采用的計(jì)程方法略有不同：首先按輪胎周長(zhǎng)計(jì)算好每公里車輪要轉(zhuǎn) 的圈數(shù)，因?yàn)槔m(xù)乘部分的基本里程為 1公里， 1公里就成為一個(gè)關(guān)鍵值，因此，程序中只需要比較其是否到達(dá)一公里所需的圈數(shù)，若達(dá)到該值，便將里程寄存器中的內(nèi)容加上 1，采用這種方法可以有效的防止誤差的累積。 計(jì)價(jià)器的計(jì)時(shí)方法 計(jì)時(shí)是指營(yíng)運(yùn)時(shí)乘客要求等候時(shí)的時(shí)間計(jì)算，按找計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)， 1分鐘為一個(gè)基本單位，因此可以設(shè)計(jì)一個(gè) 1分鐘的振蕩程序，每到一分鐘，將時(shí)間寄存器中的內(nèi)容加 1。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 出租車計(jì)價(jià)器計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 本文按照 2020年 11月 30日起新執(zhí)行的計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的普通型設(shè)計(jì)。其相關(guān)計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下： 基價(jià)里程為 3公里，起租金額 為 8元，每公里租價(jià)為每車 ，車輛在營(yíng)運(yùn)時(shí)乘客要求停車等候的免費(fèi)等候時(shí)間為 5分鐘，超過(guò) 5分鐘的按每分鐘 計(jì)收（出租車司機(jī)如遇上述情況，按鍵計(jì)費(fèi)）， 車輛拋錨、路阻、肇事、待渡等不屬于乘客原因造成的停車等候，不得向乘客收取等候費(fèi) ，凡 23時(shí)至次日 5時(shí)前租用客運(yùn)出租車的，每公里加收 ，超過(guò)基價(jià)公里和免費(fèi)等候時(shí)間計(jì)程和計(jì)時(shí)金額按實(shí)際四舍五入到元計(jì)價(jià)器顯示金額為整元。 計(jì) 價(jià) 器工作程序流程圖 在主程序模塊中，需要完成對(duì)各接口芯片的初始化、出租車起價(jià)和單價(jià)的初始化、中斷向量的設(shè)計(jì)以及開中斷、循 環(huán)等待等工作。另外，在主程序模塊中還需要設(shè)置啟動(dòng) /清除標(biāo)志寄存器、里程寄存器和價(jià)格寄存器，并對(duì)它們進(jìn)行初始化。然后，主程序?qū)⒏鶕?jù)各標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，分別完成啟動(dòng)、清除、計(jì)程和計(jì)價(jià)等不同的操作。 當(dāng)按下 S1時(shí)，就啟動(dòng)計(jì)價(jià)，將根據(jù)里程寄存器中的內(nèi)容計(jì)算和判斷出行駛里程是否已超過(guò)起價(jià)公里數(shù)。若已超過(guò)，則根據(jù)里程值、每公里的單價(jià)數(shù)和起價(jià)數(shù)來(lái)計(jì)算出當(dāng)前的累計(jì)價(jià)格，并將結(jié)果存于價(jià)格寄存器中，然后將時(shí)間和當(dāng)前累計(jì)價(jià)格送顯示電路顯示出來(lái)。當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地的時(shí)候，由于霍爾開關(guān)沒有送來(lái)脈沖信號(hào)，就停止計(jì)價(jià)，顯示當(dāng)前所應(yīng)該付的金 額和對(duì)應(yīng)的單價(jià)，到下次啟動(dòng)計(jì)價(jià)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)顯示清零，并重新進(jìn)行初始化過(guò)程。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 【 圖 】 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 I/O 分配表 表 I/O 分配表 X0 空車牌 D12 等候時(shí)間 D24 續(xù)程單價(jià) Y24Y27 里程百位 X1 輪胎手動(dòng)脈沖 D13 等候金額 D25 等候單價(jià) 備注 ：當(dāng)里程及金 額的較高位為零時(shí)， Y4Y27 相應(yīng)的輸出 點(diǎn)將作為消隱信號(hào) 輸出。 X2 開始等候 D15 總額暫存 D26 時(shí)間（時(shí)） X3 計(jì)算總額 D16 總額（角