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1、地铁自动售票机一、设计背景和概述目前，为了解决城市交通日益拥挤的难题，全国各大城市都开始地铁项目的建设。城市与城际轨道交通的建设也成为近年国家投资的重点项目。自动售检票系统就是用来解决轨道交通系统各个终端设备协同工作的平台，主要负责自动售票、自动检票、人工售票、结账与清算等工作，该系统由以下几块组成：中央计算机系统；车站计算机系统；自动售票机；自动检票机；自动加值机；人工售补票机；编码分拣机；自动查询机；紧急按钮及双电源设备以及其他辅助设备。二、设计目的和功能 城市地铁本身就是对于拥挤的城市交通而缓解出现的，而且地铁站一般都设在地下比较狭小的空间，设立多个票务供应点是不合理，于是自动售票机的出
2、现就成为了必然。既节约了空间，也节约了时间，操作相应的方便了许多，就算是老人和幼童一般也可以自己购买。自动售票机是AFC 系统的重要组成部分，也是主要的终端设备之一，主要的功能就是实现无人自动售票。1. 自动售票系统可对单价为2元，3元，4元，5元四种票售票。2. 能够选择买1-2张3. 有1元，5元，10元，20元四个投币口。当投入的钱币与选择的票款相等时，送出车票；若投入的钱币不够，1分钟后，退出钱币，无票送出；若投入的钱币超过票款，能自动找零。三、设计仪器和设备Microsoft Windows XP Embedded 系统 Modlesim软件 QuartueII软件四、系统方案4.1
3、 系统的硬件组成 该自动售票系统由以下主要模块组成：主控单元、乘客显示器与触摸屏、L E D状态显示器、票卡读卡器、硬币模块、纸币接收模块、单程票售票模块、凭条打印机、不间断电源。此外本系统还预留有银行卡购票功能。自动售票系统主要业务如下：（1 ）标准功能：现金（硬币、纸币）支付；单程票发售；硬币找零；语音提示；后台管理功能。（2 ）可选功能：视频广告（无声）；储值卡现金充值；银行卡购票、纸币找零。4.2 系统的总体框架结构 地铁自动售票系统大致可以分为四个功能模块：车票选择模块、钱币处理模块、余额计算模块、显示功能模块。 4.2.1.系统总体框图如下钱币处理模块车票选择模块显示功能模块余额计
4、算模块 4.2.2.地铁售票的总的工作流程：首先，乘客根据乘客显示器显示的地图选择目的站点，乘客显示器及时显示购票所需要的金额；然后，主控单元给纸币或硬币模块发送允许接收纸币或硬币的命令，此时乘客可以选择使用纸币或硬币购票，将纸币或硬币投入纸币或硬币模块，乘客显示器及时显示乘客投入的金额数量，如果金额足够，主控单元给票卡读卡器发送指令，进行读写票卡操作，票卡读写成功后，主控单元给单程票发售模块发送出票命令，若需要找零主控单元给硬币模块发送找零命令，完成自动出票功能。1）车票选择模块。当自动售票机通电时，表示一次投币售票过程开始；乘客正常购买车票操作失误包括改变购买意向或不再购买，按rd按钮重新
5、进入初始状态；在初始状态pri和qua生效时，顾客可以根据自己的需要，选择其中一种车票(只限一种)和票数，进入下一模块。2）钱币处理模块。表示投入的钱币是1元，5元、10元，20元的coin_1,coin_5、coin_10,coin_20生效，记录所投钱币总额。3）余额计算模块。当投人钱币总额大于或等于车票价格，并且按确认键后出票并找零；若投入钱币总额小于车票价格，售票机不出票，并退出所投钱币，进入初始状态。4）显示功能模块。此模块根据输入提供的数据，用数码管来显示选择的是所选票面额、购买的票数、投入的钱币额及找赎的钱额。 4.2.3功能模块代码如下：模块代码如下：module top(pr
6、i_3,pri_4,pri_5,pri_6,qua_1,qua_2,coin_1， coin_5,coin_10,coin_20, rd,finish,clk1,clk2,outw,outz,act_1,act);Input pri_3,pri_4,pri_5,pri_6,qua_1, qua_2,coin_1,coin_5,coin_10, coin_20,rd,clk1,clk2,finish;output act_1;output3:0 act;output5:0 outw; output6:0 outz;wire act_1;wire3:0 act; wire5:0 outw; wir
7、e6:0 outz; wire3:0 w1,w2,w3,w5,w6,w7,w8,w10; wire2:0 w9; wire4:0 w4;Xuanpiao x1(.pri_3(pri_3),.pri_4(pri_4), .pri_5(pri_5),.pri_6(pri_6), .qua_1(qua_1),.qua_2(qua_2),.clk(clk1), .rd(rd),.pri(w2),.qua(w3),.cost(w1);Toubi t1(.coin_1(coin_1),.coin_5(coin_5), .coin_10(coin_10),.coin_20(coin_20), .clk(cl
8、k1),.rd(rd) ,.coinh(w5), .coinl(w6),.coin(w4);zhaoling z1(.pri_in(w2),.cost_in(w1),.coin_in(w4), .finish(finish),.clk(clk1),.rd(rd),.act(act), .act_1(act_1),.rest(),.restl(w8),.resth(w7);counter6 c1(.clk2(clk2),.out(w9);select6_1 s1(.out(w10),.in0(w2),.in1(w3),.in2(w5), .in3(w6),.in4(w7),.in5(w8),.s
9、el(w9);weixuan w(.din(w9),.out(outw);zixing z(.din(w10),.out(outz);endmodule4.3 系统主要硬件模块的功能 4.3.1主控单元 主控单元采用的是M O X A 嵌入式计算机V 2 4 0 1 -X P E ，该型号采用全密闭无风扇结构，低功耗、散热效果好、性能可靠稳定，适用于轨道交通行业。主控单元的主要功能就是运行A F C 系统自动售票业务软件，协调T V M 系统各个模块的工作以及与S C 进行交互。 4.3.2 乘客显示器与触摸屏 乘客显示器与触摸屏主要用于T V M 与用户（乘客）的可视化交互，方便乘客完成购票
10、、充值等需求。该系统的乘客显示器的视角为：垂直范围为4 5 ，水平范围为6 5 。其安装考虑到了人体功能学，各类乘客都能够方便的操作。 4.3.3 硬币出来模块处理 硬币处理模块由硬币机芯、硬币暂存器、换向器、出币器和硬币钱箱等组成，主要功能包括：硬币的接收与硬币识别、硬币找零。乘客将硬币从投币口投入，经过硬币识别器进行真假识别，真币被接收，假币退出。4.3.4 纸币接收模块纸币接收模块由纸币接收结构、纸币暂存器、纸币钱箱、纸币识别器组成，主要功能包括：纸币的接收与纸币识别。乘客使用纸币购票时，将纸币投入进钞口，经过纸币识别器进行真假识别，真币被接收，假币退出。一笔交易结束之后，纸币被送入纸币
11、钱箱。4.3.5 票卡读卡器票卡读卡器是自动售票系统的核心模块之一，完成所有的票卡业务，根据系统提供的交易规则，产生各种交易数据。4.3.6 单程票发售模块单程票发售模块的主要业务功能包括：完成单程票的票卡发售；当票箱票卡数量不足时进行补票操作，即加票业务；在运营结束后结账之时进行票卡回收操作，即清票。4.3.7 LED 状态显示器L E D 状态显示器安装在T V M 前面板顶部，主要功能是显示T V M 当前的运行状态，一般要求3 0 m 可见，让排队在后面的乘客也能随时了解T V M 的工作状态。4.3.8 不间断电源不间断电源U P S 的主要功能：将T V M 系统供电与外界隔离，并
12、给T V M 系统各个模块提供电源；在市电断开的情况下提供系统电源，保证T V M 系统正常工作一段时间，用于保存最后一笔交易数据。五、系统软件设计5.1系统开发平台Microsoft Windows XP Embedded 操作系统是WindowsXP Professional的组件化版本，能够快速开发最可靠、功能最全的嵌入式设备。因为与Windows XP Professional基于同样的代码，Windows XP Embedded允许开发人员只选择他们需要的特性来构建定制的、小内存体积占用的设备。5.2 软件系统架构自动售票机终端监控自动售票机用户界面显示模块自动售票机主控制模块网络通
13、讯模块自动售票机设备驱动串口管理模块操作系统（1 ）将用户界面独立成一个模块。主控制模块和界面模块配合完成用户和程序的交互过程。另外，可完成无硬件环境的演示和开发。（2 ）增加了终端监控模块。主要功能是维护和管理自动售票机系统中各个模块运行状态和远程升级各模块。5.3 各个子模块的分析5.3.1 车票选择模块车票选择模块是指对商品进行选择与购买。车票分为票价2元，3元，4元,5元，共4种车票，乘客可以选择所要购买的票数（1张票，2张票）。票价选择 2元5元4元3元 购买票数选择后确定5.3.2 钱币处理模块投入钱币 钱币处理模块是对投入的钱币进行处理的过程，输出参数coin为投币数值计数器，以
14、1元为单位进行计算。该模块入口参数coin1（投入1元）coin5(投入5元钱)，coin10(投入10元钱)，coin20(投入20元)。功能类似于计钱器，在清零的前提下，可准确计算，记录并保存所投入的总钱数。继续投币是否满足支付满足本次支付金额掉出地铁票5.3.3 余额计算模块余额计算模块主要完成出票找零操作。通过所投钱币总额coin和应付总额cost计算找赎余额，然后用发光二极管点亮表示出票和找零。钱数不够票价的，退出所投钱币数。该余额计算模块的源程序如下：module zhaoling(pri_in,cost_in,coin_in,finish,clk,rd, act,act_1,rest,restl,resth);input3:0 pri_in,cost_in;input4:0 coin_in;input clk,finish,rd;output3:0 act,restl,resth;output4:0 rest;output act_1;reg3:0 act,restl,resth;reg4:0 rest;reg act_1;/*ini
