2022年基于Labview的出租车计价系统设计.docx

精品学习资源1 引言 11.1 工程概述 11.2 工程目地 11.3 设计任务 11.3.1 实现计费功能11.3.2 实现显示功能11.4 讨论思路和方法 1 2 系统总体方案设计22.2 系统原理框图3 系统硬件设计323.1 系统原理框图33.2 各模块电路功能及原理分析3.2.1 电源模块原理分析33.3 硬件电气原理图 43.4 硬件程序 44 系统软件设计54.1Labview 简介 54.2 自定义控件 54.3 界面设计 64.4 VISA 数据接收 64.4.1VISA 简介 74.4.2VISA 接收流程 74.5 出租车计价功能实现74.5.1 串口数据提取74.5.2 瞬时速度地运算84.5.3 出租车计价运算92.1 出租车计价原理 2基于 Labview 地出租车计价系统设计设计说明书目录3欢迎下载精品学习资源5 调试运行 95.1 硬件系统仿真95.2 软件系统仿真95.3 系统仿真运行105.4 总结与改进 11结论 12参考文献 13附件 14附件 1 labview 程序 14附件 2 硬件原理图设计 14附件 3 实物照片 15附件 4 计数数据发送程序15欢迎下载精品学习资源1 引言1.1 工程概述随着我国地国民经济快速有力地进展，人民地生活普遍提高，城市生活地质量也逐步改善，交通运输也得到有力进展.而作为城市交通地主力军 -出租车，是城市进展中不行或缺地一部分，而出租车计价出租车计价系统就是出租 车上必不行少地重要仪器，它是负责出租车营运收费地专用智能化外表，能根 据乘客乘坐汽车行驶距离和等候时间地多少进行计价，并直接显示车费值地重 要器具.我们小组地工程是基于 labview 原理设计地出租车计价仿真系统，旨在模拟一个全真地出租车计价系统结构环境，通过电机转动，模拟出租车地行驶状态，然后通过单片机采集电机地转速来得到出租车地行驶状态速度、里程、价格等信息 .1.2 工程目地我们小组地工程目地在于现在各大中城市出租车行业都已普及自动计价器，所以计价器技术地进展已成定局 .而部分小城市尚未普及，但随着城市建设日益加快，象征着城市面貌地出租车行业也将加速进展，出租车计价器地普及也是毫无疑问地，所以将来汽车计价器地市场仍是非常有潜力地.而我们就是通过 labview 建立一个全真地出租车计价系统地仿真环境，实现出租车在正常行驶状态下计价系统地运行状况，具有肯定地有用价值、和实践意义.1.3 设计任务1.3.1 实现计费功能车起步开头计费，第一显示起步价9 元，行程在 3 km 以内，按起步价收费；当出租车行驶里程超过 3 km，在白天（ 7:00-18:30）行驶期间超出部分按1.9 元/km 运算，在夜晚（ 18:30-7:00）行驶期间超出部分按 2.5 元/km 运算；车在低速状态下（车速小于等于 10km/h ）行驶，按 1 元/min 收费（上下班高峰期间简洁堵车） .1.3.2 实现显示功能能够实时显示仿真出租车行驶地转速、里程、实时速度、金额，同时显示出租车行驶时间 ,能够指示高速低速夜间和白天指示 .1.4 讨论思路和方法欢迎下载精品学习资源制作信号采集电路采集电机转动信息，同时通过labview 编写出租车计价仿真系统，检测电机转动状态，模拟出租车地运行状态，对所得地转速信息来 得到出租车地行驶状态速度、里程、价格等信息实现出租车计价2 系统总体方案设计2.1 出租车计价原理令每一次传送地圈数为，就总圈数为 N=.就得到里程S = N*L，L 为汽车轮子地周长 .令系统地瞬时速度为 V，我们 1S 更新一次转动地圈数 .在奇数秒我们取得转动圈数为，在偶数秒转动地圈数为，就可求得瞬时地转速 nn=同理可得瞬时地速度为V=n*L， L为汽车轮子地周长令起步价：，起步里程：，里程单价： A 白天里程单价：，晚上里程单价：高速白天高速里程金额为：夜晚高速里程金额为：当汽车低速行驶时汽车按时间收费，令低速地时间为就有低速金额,就总金额为2.2 系统原理框图电机PWM串口MCUPC传感器0/1P3.2图 1 系统原理框图通过上一节地分析可以知道只要能够测量出出租车所走过地圈数即可求得 瞬时速度，出租车金额等数据 .系统通过单片机掌握电机转动模拟出租车运行状态，然后传感器将转动地圈数转变为数字量，通过P3.2 外部中断 0 传递给欢迎下载精品学习资源MCU，MCU 使用定时器每 500 毫秒将计数值清零一次并将得到地数据通过串口发送给 PC机.PC机通过 labview 编程实现出租车各项数据参数地测试 .完成出租车计价.3 系统硬件设计3.1 系统原理框图红外传感器检测车轮转动，车轮转动一次，传感器检测到一个脉冲，单片机采集后，将采集次数值计数，每隔500ms 通过串口，向上位机发送一次数据，然后将数值清零，从新开头计数 .3.2 各模块电路功能及原理分析S1VCC001212554433CSW+5+5J1 CON21 2D1 LE D+5C247UFR44702 1J4 CON23.2.1 电源模块原理分析 电源模块电路图如下列图 .C3 104图 2 电源、开关、指示电路图输入接,+5V 电源，加上开关 csw，简洁掌握，电源指示灯 D2，显示电源指示；3.2.2 主控电路、接口、等模块电路分析主控电路、接口等电路图如图 3 所示.欢迎下载精品学习资源J6+5CON 91 2 3 4 5 6 7 8 9J7CON 91 2 3 4 5 6 7 8 9欢迎下载精品学习资源0 1 2 3 4 5 6 70 0 0 0 0 0 0 00 1 2 31 1 1 14 5 6 71 1 1 1欢迎下载精品学习资源S2SW -P BC 41 0 u f+5 P P P P P P P PJ5P1 08P1 1P1 .0+5 P P P P P P P PV CC+5J9P0 011欢迎下载精品学习资源7P1 2P1 .1J8 P0 .0P0 12+52欢迎下载精品学习资源S1SW -P B S3SW -P B S4P3 2P3 3R1 1KRES654321J1 1C ON 7P1 3P1 4P1 5P1 6P1 7 R ES P3 0P1 .2P1 .3P1 .4P1 .5P1 .6P1 .7 R ES8 9 C5 1P0 .1P0 .2P0 .3ST C8 9 C 51P0 .4P0 .5P0 .6P0 .7P0 2P0 3P0 4P0 5P0 6P0 73P1 245P1 3P2 267P0 7P0 68P0 59P0 43 J1 04567C ON 2 0 89欢迎下载精品学习资源SW -P B S5SW -P B S6SW -P B S7SW -P BP3 4P3 5P3 6P3 7C 62 2 PC 72 2 PY 11 2 MHZ876C ON 8 54321P3 1P3 2P3 3P3 4P3 5P3 6P3 7R XD /P3. 0TX D/P 3. 1INT 0/P3. 2INT 1/P3. 3T0 /P3. 4T1 /P3. 5P3 .6P3 .7X TA L2 X TA L1G NDEAA LE PS EN P2 .7P2 .6P2 .5P2 .4P2 .3P2 .2P2 .1P2 .0P2 7P2 6P2 5P2 4P2 3P2 2P2 1P2 01 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 0C ON 20P0 3 1 01 1P0 21 2P0 1 1 3P0 01 41 5P2 3 1 61 71 81 92 0欢迎下载精品学习资源图 3 主控电路、复位、传感器等电气连接图主控电路模块为包括单片机模块和复位等模块，以及相互之间地连接特性，各个 IO 口与芯片地连接 .3.3 硬件电气原理图请见附录 .3.4 硬件程序系统以单片机系统为核心，通过程序实现各部分地功能.单片机在上电后第一要对子程序地 各模块进行初始化使其正常工作.初始化后单片机每隔500ms 通过串口发送数据到上位机. 程序初始化完后即不断重复以上步骤从而使系统程序稳固运行.开头初始化定时器、外部中断、串口欢迎下载精品学习资源外部中断N判定是否中断欢迎下载精品学习资源Y数据采集串口发送数据终止欢迎下载精品学习资源图 4 检测部分程序框图4 系统软件设计4.1 Labview简介Labview 是美国国家半导体（ NI）公司研制地图形化编程环境 .他通过 G 语言进行程序开发产生类似框图形式地程序，同时Labview 拥有强大地函数库能够大大简化开发难度缩短开发周期 .LabVIEW地函数库包括数据采集、 GPIB、串口掌握、数据分析、数据显示及数据储备等等 .LabVIEW也有传统地程序调试工具，如设置断点、以动画形式显示数据及其通过程序（子 VI）地结果、单步执行等等，便于程序地调试 .虚拟仪器 ,简称 VI，包括三部分：前面板、框图程序和图标/ 连接器.程序前面板，用于设置输入量和观看输出量 .它模拟真实仪器地前面板 .其中，输入量被称为 Controls（控件），用户可以通过控件向VI 中设置输入参数等；输出量被称为 Indicators（指示器）， VI 通过指示器向用户提示状态或输出数据等.用户仍可以使用各种图标，如旋钮、开关、按钮、图表及图形等，使前面板易看易懂. 每一个程序前面板都有相应地框图程序与之对应.框图程序，用图形编程语言编 写，可以把它懂得成传统程序地源代码.框图中地部件可以看成程序节点，如循 环掌握、大事掌握和算术功能等 .这些部件都用连线连接，以定义框图内地数据流淌方向 .图标/ 接口器件可以让用户把VI 程序变成一个对象（ VI 子程序），然后在其他程序中像子程序一样地调用它.图标表示在其他程序中被调用地子程序，而接线端口就表示图标地输入 / 输出口，就像子程序地参数端口对应着VI程序前面板控件和指示器地数值 .Labview 拥有强大地数据采集处理才能、编程简洁易懂便于我们进行开发.4.2 自定义控件在 labview 中拥有大量地控件可以用于我们地工程当中，但是这些控件大都单调简洁，可用于平常地简洁显示，不适合我们工程地配色等显示要求.我们可以通过自定义控件地方式来美化控件使这些控件能够更好地适应我们地工程要求达到我们所要地成效 .图 5 Labview 自带外表盘欢迎下载精品学习资源图 6 自定义码表控件4.3 界面设计通过自定义控件我们完成了程序地前面板设计.这是一个 labview 自带地外表盘，我们想要显示速度假如用这个表盘地话不是特殊形象生动，我们通过自定义控件地方式对控件进行了美化使我们使用起来更加形象生动 .图 7 系统前面板设计通过码表显示瞬时速度和瞬时转速，通过一个表格显示了金额、单价、里程、时间等信息 .我们用按键可以掌握上下车 .通过红色布尔变量来指示高速低速、白天黑夜 .4.4 VISA数据接收欢迎下载精品学习资源4.4.1 VISA简介VISAVirtual Instrument Software Architecture，简称为 "Visa"，即虚拟仪器软件结构，是 VXI plug&play 联盟制定地 I/O 接口软件标准及其规范地总称 .VISA 供应用于仪器编程地标准 I/O 函数库，称为 VISA库.VISA函数库驻留在运算机系统内，是运算机与仪器地标准软件通信接口，运算机通过它来掌握仪器.我们使用了 VISA中地串口来进行数据接收 .4.4.2 VISA接收流程图 8 串口调试界面第一进行 VISA初始化，设置波特率等相关数据 .然后打开串口，接下来进行数据接收，接收完以后要关闭串口 .串口只需要初始化一次然后打开串口就可以进行多次读取 .图 9 串口设置4.5 出租车计价功能实现4.5.1 串口数据提取欢迎下载精品学习资源图 10 读取串口数据由于串口每 500ms 发送一个采集到地转速给labview，发送地数据为字符型地我们不能直接作为数字使用需要先转化为数字才能使用.转换方法为我们先建立一个数组通过数组索引地方法将字符转换为数字.将得到地圈数进行累加即可求得总圈数以及其他所需数据 .4.5.2 瞬时速度地运算瞬时速度我们 1s 更新一次，在奇数秒时得到一个里程数然后再偶数秒再得到一个秒数两者相减除以时间即是我们所需地瞬时速度.欢迎下载精品学习资源图 11 运算瞬时速度4.5.3 出租车计价运算我们通过系统时间进行比较得出白天与黑夜地差别.然后实行夜晚与白天分别计价.同时当速度低于 10km/h 时我们采纳时间计价总金额各项金额之和.我们使用条件结构进行各项数据地判定，同时用移位寄存器将所得金额进行储备用于累加求得总金欢迎下载精品学习资源额.5 调试运行图 12 运算总金额欢迎下载精品学习资源5.1 硬件系统仿真我们用单片机采集到电机地转速通过串口发送，用串口助手接收硬件系统发送地数据，各部分工作正常 .5.2 软件系统仿真对 Labview 程序进行了运行我们用随机数模拟串口接收实现出租车计价系统地正常运行各部分工作稳固 .同时我们也用虚拟串口发送数据对软件系统进行了仿真.将 COM1 和 COM2进行配对 COM2负责通过串口调试助手发送数据， COM1 口由于 labview 地数据接收口 .欢迎下载精品学习资源图 13 虚拟串口配置欢迎下载精品学习资源5.3 系统仿真运行图 14 串口调试助手欢迎下载精品学习资源系统运行各部分稳固工作实现白天夜晚分别计价，当速度小时按分钟收费完成各项系统功能，运行稳固 .欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5.4 总结与改进图 15 系统运行界面欢迎下载精品学习资源我们通过 labview 建立一个全真地出租车计价系统地仿真环境，实现出租车在正常行驶状态下计价系统地运行状况，具有肯定地有用价值、和实践意义.但也一些地方需要改进，第一，我们做地是通过labview 建立地全真仿真环境，是基于 PC机，不能运用到实际出租车上，其次，我们需用马达作为车轮仿真对象，和实际有肯定偏差，如用到真实场合，需要改进，最终，程序未到真 实环境运行，许多问题可能未被发觉 .欢迎下载精品学习资源结论通过这次课程实践完成了基于 Labview 地出租车计价系统地设计、制作、 调试、运行等工作 .实现了出租车计价系统所需功能，达到了预期目标.在课程实践中我们对 Labview 有了更加深化地明白，对 Labview 编程实现数据地采集处理过程更加熟识 .欢迎下载精品学习资源参考文献1 汪敏生.Labview 基础教程 . 北京：电子工业出版社， 2002.2 吕向锋 ,高洪林 ,马亮 ,基于 LabVIEW 串口通信地讨论 ,2021.3 彭庆华 .虚拟仪器软件 Labview 地串行口通信编程 J 自动化外表 .2002年 3 月.4 匡万，毛幼菊 .单片机与 PC机串行通信地讨论 .微运算机信息， 1998 年 04 期.5 马忠梅，张凯单片机地社,2005.3.C 语言应用程序设计 .北京 :北京航空航天高校出版欢迎下载精品学习资源附件附件 1labview 程序附件 2 硬件原理图设计欢迎下载精品学习资源S1V CC012012543543C SW+5+5J1C ON 2J2U 2+51 2D 1 LE D321C ON 3C 24 7 UFC 31 0 412345+6578A 1 N 0 V d dA 1 N 2 A o u t A 1 N 3 V refA 1 N 4A GN D1 61 51 41 31 21 11 0P1 09 P1 1C 51 0 4+5A 0A 1A 2V ssEX T0 S C SC LSD APC F8 5 9 1+5R 44 7 0J6C ON 91 2 3 4 5 6 7 8 9J7C ON 91 2 3 4 5 6 7 8 92 10 10 20 30 40 50 60 70P P P P P P P P01 1 21 31 41 51 61 71P P P P P P P P+5+5J4C ON 2S2SW -P BC 41 0 u fJ5+5J987P1 0P1 1P1 2P1 3P1 4P1 5P1 6P1 7 R ESP3 0P3 1P3 2P3 3P3 4P3 5P3 6P3 7P1 .0P1 .1P1 .2P1 .3P1 .4P1 .5P1 .6P1 .7 R ESJ8V CC P0 .0R ES654328 9 C5 1P0 .1P0 .2S1SW -P B S3P3 2ST C8 9 C 5 1P0 .3P3 3SW -P B S4J1 1C ON 78P3 47P0 .4P0 .5P0 .6P0 .7 EAA LEP0 0P0 1P0 2P0 3P0 4P0 5P0 6P0 7SW -P BS5C ON 8P3 5SW -P B S6P3 6C 6654321R XD /P3. 0 TX D /P 3. 1INT 0 /P3. 2INT 1 /P3. 3T0 /P 3. 4T1 /P 3. 5P3 .6P3 .7X TA L2X TA L1 G NDPS EN P2 .7P2 .6P2 .5P2 .4P2 .3P2 .2P2 .1P2 .0P2 7P2 6P2 5P2 4P2 3P2 2P2 1P2 01234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 0+512P1 2P1 3P2 2P0 7P0 6P0 5P0 4P0 3P0 2P0 1P0 0P2 3SW -P B S7SW -P BP3 72 2 PY 11 2 MHZ34567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 0J1 0C ON 2 0R 11 K1C ON 2 0C 72 2 P附件 3 实物照片附件 4 计数数据发送程序/*/#include <reg52.h>欢迎下载精品学习资源#include<intrins.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit KK = P32； /uchar _P = 0；uchar Count = 0；uchar Step = 0；bit FB_flag = 0；void Delayuint iucharx,j；forj=0；j<i；j+forx=0；x<=148；x+；void Com_InitvoidTMOD = 0x21； PCON = 0x0；0 SCON = 0x5；0TH1 = 0xF；d TL1 = 0xF；d TR1 = ；1EA = 1；ES = 1；void Outside_InitvoidEX0 = 1； / 开外部中断 0 IT0 = 1； / 负边沿触发EX1 = 1； / 开外部中断 1 IT1 = 1； / 负边沿触发EA = 1；/ 开总中断欢迎下载精品学习资源void Time0_Init/TMOD = 0x01；TH0 = 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