出租车计价器的FPGA优化设计_张慧

１引言
传统出租车计价器多数利用MCU ，如89C51单片机实
现，资源可扩展有限，硬件电路复杂，因此，不利于系统功能升级[1]。

近年来，随着出租车价格市场化，主导出租车行业成本的许多因素主要如油价的波动，都对出租车计价器提出了更高的要求[2]。

用FPGA 芯片进行出租车计价器的设计，充分利用FPGA 的可编程性，设计方法简洁多变，缩短研发周期，利于产品升级[3]。

本文就是研究FPGA 设计出租车计价器，并且在原有一般功能上，增设计价标准设定功能，使运价、
油价联动更易实现。

２传统的ＦＰＧＡ出租车计价器组成
传统的FPGA 出租车计价器一般由时钟模块、计时模块、
计程模块、计程计时选通模块、自动计费模块、统计模块、译码显示模块等几个主要部分组成。

其中，时钟模块：对标准时钟（1Hz ）进行分频计数，得到分和小时，有调节和计时两种模式；计时模块：当速度低于设定值时，对时间进行计数；计程模块：当速度高于设定值时，对车轮传感器送来的脉冲进行计数；计程计时选通模块：根据速度比较器的输出信号，对计程信号和计时信号进行选择，输出给自动计费模块；自动计费模块：其是计价器的核心模块，主要完成时间和路程的总费用的计算；统计模块：用来统计所接总乘客数和总营运额；译码显示模块：包括BCD 译码和选通显示两部分，显示时间、价格和里程，当前生意显示与统计显示可以切换显示。

３对传统ＦＰＧＡ计价器系统的改进
传统的FPGA 出租车计价器与MCU 计价器相比，其设计
方法简洁多变，产品升级较容易。

但其仍需要重新下载程序进行升级。

本文在传统的FPGA 出租车计价器的基础上，进行了进一步优化设计，增加了计价标准设定模块。

该模块可以在输入密码正确的前提下，根据各种费用的调整，进行价格的重新设定，从而可以很好的适应市场联动的需求。

４计价标准设定模块设计
4.1密码保护设定（PASSWORD ）
设置密码保护模块主要为了防止司机或其他人随意改动设定的计费标准参数。

三个输入端分别为：up 加键，down 减键，cp 加减的快慢频率，按住加键或减键后就会自动加或减了。

word 是显示输出端，经过BCD 译码后可在界面上显示。

pass 为密码正误判断输出端，正确时输出1，错误则为0。

当pass 为1，才可以进行以下各个子模块的参数设置。

4.2起步价设定（START ）
起步价设定模块主要功能：在起步价进行调整时，可以通过按键进行加或减调整起步价。

该子模块有三个1位输入和一个10位输出（均为二进制位）。

三个输入端分别为：up 加键，down 减键，cp 加减的快慢频率。

st 为起步价输出端，它的初值设为7.0元，每次可以加减0.1元进行调整，最大为99.9元。

4.3每公里价格设定（IJG ）
每公里价格设定模块主要功能：根据每公里价格的调整，通过按键进行加或减调整。

三个输入端分别为：
up 加键，down 减键，cp 加减的快慢频率。

Ij 为每公里价格输出端，它的初始值设为1.6元/km ，每次可以加减0.1元进行调整，最大值为99.9元/km 。

4.4超出5公里后的加收设定（OJG ）
该模块的功能：根据超出5公里加收的变化，调节加减键更改5公里后价格。

三个输入端分别为：up 加键，down 减键，cp 加减的快慢频率。

Oj 为加收50%后的每公里价格输出端，它的初始值设为2.4元/km ，每次可以加减0.1元进行调整，最大值为99.9元/km 。

4.5低速时的时间设定（SMIN ）
根据标准当车速低于12km/h 时不计路程，计时间，每5分钟计为1km 。

三个输入端分别为：up 加键，down 减键，cp 加减的快慢频率。

min 为等待时间输出端，预设值为5分钟，可在0到9内每次进行加减1分钟的调整。

4.6设置按键选通模块（SMUX ）
按键选通模块主要为了减少出租车计费器上的按键，根据控制端选择不同的模块进行参数设置。

该模块有三个输入，10个输出。

输入U 为加键，D 为减键，S 为选择控制端。

10个输出端分别为u0，d0，u1，d1，u2，d2，u3，d3，u4，d4。

当S 为000时把U 给u0、D 给d0；当s 为001时把U 给u1、D 给d1，以此类
【作者简介】
张慧（１９８２－），女，江苏盐城人，助教，硕士，从事电子专业教学工作，研究方向：移动通信、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ应用。

出租车计价器的ＦＰＧＡ优化设计
张慧
（盐城纺织职业技术学院，江苏盐城２２４００５）
【摘
要】运价油价联动成为了现在出租车行业的主要趋势，
这对计价器提出了更高要求。

在研究传统ＦＰＧＡ设计的出租车计价器的基础上，针对不足，提出增加计价标准设定功能，进一步完善计价器的功能，使运价、
油价联动更易实现。

【关键词】出租车计价器；ＦＰＧＡ；ＭＡＸ＋ＰＬＵＳⅡ【中图分类号】ＴＰ３２２【文献标识码】A
【文章编号】1003-2673
（2011）11－78－02广西轻工业
GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY
计算机与信息技术
2011年11月第11期（总第156期）
（上接第75页）
４计算机网络安全存在的问题
计算机网络对于环境的要求比较苛刻，雷电、尘埃、水汽、温度等都是造成网络不稳定的因素。

高职院校的网络客户端增长速度快，而且接入网络时没有规范的管理，直接造成网络安全问题蔓延快，对网络的稳定造成极大的影响。

高职院校中的计算机类型较多、较广、较为复杂，所使用的计算机操作系统也较多，由于没有能够统一安装较为先进的系统，只能是五花八门。

落后的计算机操作系统设计过于简单，漏洞较多，没有充分考虑到计算机病毒的入侵危害。

由于经济条件、便捷性和安全意识淡薄的原因，许多人随意在网络上下载软件进行使用。

在没有经过严格测试的情况下，直接安装到计算机上，与此同时，也把隐藏在软件中的木马程序、恶意代码等安装到了计算机里面。

因此，当个别客户端感染了病毒之后，病毒将会通过校园网络进行快速，进而感染大部份的客户端。

这样一来，将会影响校园网的正常运行。

高职院校从来不缺泛勇于验证科学真理的学生。

特别是计算机专业的学生，许多学生在学完了网络技术的课程后，便在校园网上尝试各种网络攻击方法，甚至有些人编写了一些木马程序，在校园网上散布，从而对校园网的正常通讯造成了危害。

高职院校的校园网属开放型网络，如果太过于限制，会对教学和科研产生一定影响；特别是对于一些OA办公系统、教学管理系统的应用等，但是如果不加以限制，那么那些非法的电子邮件、页面等都将会危及校园网。

５总结
在做好安全防范措施的基础上，运用现代信息技术辅助办公、教学、后勤管理，不但可以节约管理成本，还能够实施标准化管理。

可以克服人为因素带来的管理中的不利因素，可实施性较强，在高职院校质量建设中起到了积极作用。

参考文献
［１］王武海．高校后勤电脑网络化管理［ＯＬ］．（２００８－１０－２１）．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｊ－ｅｄｕ．ｃｏｍ．ｃｎ／ＱＩＴＡ／ＺｂｂＰｒｉｎｔ．ａｓｐｉｄ＝６０５
［２］邓亚军．计算机网络安全［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００４．
［３］刘承良．计算机网络技术［Ｍ］．天津：天津大学出版社，２０１０．
推，S为100时把U给u4、D给d4。

4.7设置选择模块（SET）
该模块主要功能为：为SMUX模块产生选择控制信号
（S）。

三个输入端：Pass端为1时才可以进行选择操作，k为按键输入端，cp按键调整的快慢频率；输出端setout从000到100给选通模块。

５计价标准设定模块系统原理图及部分仿真
图１计价标准设定模块系统原理图
将各个子模块按照输入输出关系连接,计价标准设定模块系统原理图如图1所示。

key1,key2,key3为三个按键输入,key1用来选择设置的模块，key2、key3用来对选择的模块进行加减设置。

cp为时钟信号输入，控制按键加减的频率，由分频模块产生。

5个输出WORD，ST，IJ，OJ，MIN分别为密码、起步价、每公里价格、超出5公里价格，等待时间的设置值输出，它们都送入出租车计价器系统中的自动计费模块进行计价，同时，这5个输出还要送到译码显示模块，以方便调节。

图２每公里价格设定模块（ＩＪＧ）仿真图
IJG模块MAX+plusII仿真图分别如图2所示。

从图中可以看到，IJG模块的LJ输出初值为10H，当up为高电平时，其每个CP以1递加；当down为高电平时，其每个CP以1递减。

仿真符合设计要求。

６总结
本文在研究传统FPGA设计的出租车计价器结构的基础上，针对传统设计的不足，在系统结构上增加了计价标准设定模块，对计价标准设定模块进行了系统的设计。

计价标准设定模块可以方便计量单位根据收费标准的改变重新设定计价器参数。

设计采用VHDL语言进行编程,MAX+plusⅡ为开发软件。

经测试，波形与仿真结果都满足设计要求。

参考文献
［１］焦敏．ＦＰＧＡ在出租车计费器上的应用研究［Ｊ］．中国科技信息，２００９，（９）：１４５－１４６．
［２］黄建新，刘迈，谭克俊．基于ＦＰＧＡ芯片设计出租车计费器的研究［Ｊ］．吉林化工学院学报，２００３，（３）：５２－５５
［３］张立，张光新，柴磊等．ＦＰＧＡ在多功能计费器系统中的应用［Ｊ］．仪器仪表学报，２００５．（Ｓ２）：７４３－
７４５．。