出租车计价器毕业设计中英文翻译

出租车计价器毕业设计中英文翻译（5篇）

1.出租车计价器毕业设计中英文翻译 篇一

时序逻辑电路的课程设计题目

组员：杨天乐

闫帅铮 艾文杰

一、题目：出租车计价器

        设计内容：1）进行需求分析，确定总体框架；

2）画出逻辑图；

3）对设计的电路进行仿真；

设计要求：1)根据出租车上的速度传感器传来的脉冲个数和设置的里程单价来计算对应的总价格，并将总价格通过LED实时显示；

2)起步价可以设置；

3）里程单价可以设置；

4）可以对总价格进行复位，从而为下次计费做好准备；

设计提示：本设计应主要实现两个功能，显示行驶里程与总价。行驶里程的计算可由计数器实现，每一个脉冲假设为1Km。实验系统有标准时钟信号，因此通过分频可以获得脉冲信号。

总价格可由可控制条件的累加器实现，然后予以输出。累加器可由一个加法器和一个可复位的寄存器组成，最后设计译码器，将2位的十六进制转化为BCD码。

二、设计原理及Multisim电路图

电路分两部分，一部分用于记录行车里程，一部分用于记录费用。

所用器件：74LS163，74LS283，2输入与门，4输入与门，1输入非门，2输入与非门，4输入与非门，6输入与非门，DCD-HEX-BLUEx6，74LS77。

（1）里程单价：

电路有2个时钟，一个用于里程，一个用于价格，单价为第二个时钟与第一个时钟的比值，比如第一个时钟为3HZ，第二个1HZ，则单价为3元，以此来调整价格。

（2）行车里程

三个163计数器从左到右依次为个，十，百位计数器，通过：

当个位为9时使十位使能；

当个位与十位同时为9时使下一个计数器使能。

均采用163接成模十计数器。

（3）价格

起步价部分：通过4个与门分别接一根总线接出到个位输出9，其他接起步价0-9，当计数到9时，使起步价无效，则不会产生当起步价为1时，计数不会出现10的情况，其中采用了D锁存器。整体相当于一个起步价输入的使能端。具体电路图如下：

（4）实例：

起步价为0，里程单价为3时：

单价为1时：

三、Verilog编程

2.出租车计价器毕业设计中英文翻译 篇二

FPGA (Field Programmable Gate Array, 现场可编程门阵列) 是一种高密度可编程逻辑器件, 它支持系统可编程, 通过写入不同的配置数据就可以实现不同的逻辑功能[1]。使用FPGA来设计电子系统, 具有设计周期短、易于修改等明显特点, 特别适合于进行科学实验、样机研制和电子产品的小批量生产[2,3]。

本文针对FPGA器件, 用EDA工具软件Max+Plus Ⅱ[4,5], 设计了一种出租车的计价器, 它可以以十进制数的形式, 直观地显示出租车行驶的里程和乘客应付的费用, 具有一定的实际应用价值。

1 系统设计要求

所要设计的出租车计价器, 要求能够显示里程数和乘客应付的费用, 其中里程数精确到0.1 km, 乘客应付的费用精确到0.1元, 显示必须以十进制的形式来进行。出租车的计费标准为:起步价6元, 里程在3 km以内均为起步价;里程在3～7 km之间时, 每行驶1 km增加1.6元;超过7 km时, 每行驶1 km增加2.4元。

2 系统设计方案

该系统的设计可以采用分立元件来搭建, 也可以通过单片机来设计, 而使用可编程FPGA来设计, 具有设计周期短、易于修改等明显特点, 而且随着可编程逻辑器件和EDA软件的飞速发展, 越来越多的电子系统采用FPGA来设计, 一旦该系统达到一定的量产规模, 也比较容易转化为ASIC芯片设计。因此, 基于FPGA来设计一个出租车的计价器。本系统在EDA工具软件MAX+plusⅡ中, 采用硬件描述语言Verilog HDL[6,7]和原理图设计相结合的方法, 进行各个模块的设计, 最终将各个模块组成整个系统。

出租车能够显示行驶的里程, 可以通过车轮的转动产生脉冲, 然后通过计数器对脉冲进行计数来实现。假设出租车每行驶2 m就产生一个脉冲。由于里程数要精确到0.1 km, 也就是100 m, 因此每经过50个脉冲就要输出一个新的脉冲信号, 这里称为100 m脉冲信号, 作为里程计数器的时钟信号, 可以通过一个模为50的计数器进行分频而得到。

里程计数器可以用一个三位BCD码计数器来实现, 最大能显示到999。以前两位为整数, 第三位为小数, 也就是最大能显示里程99.9 km, 因为出租车都在市区和近郊活动, 三位BCD码计数器是可以实现里程计数的[8]。里程计数器每计数1 km还会周期性地输出一个脉冲信号, 称为1 km脉冲信号, 可以通过一定的组合电路来实现。

系统最核心的部分就是计费如何实现。这里就需要设计一个BCD码的加法器, 在起步价的基础上, 根据行驶里程的不同, 依据计费标准, 每增加1 km加上一个单价, 单价的产生可以用Verilog HDL编写程序来实现。系统的总体设计框图如图1所示。

2.1 单价产生模块

单价产生模块的Verilog HDL源程序如下:

module jiashu (bai, shi, jia) ;

input[3:0] bai, shi;

output[11:0] jia;

reg[11:0] jia;

always @ (bai or shi)

begin

if (bai==0)

begin

if (shi>=0&&shi<3) jia=0;

else if (shi>=3&&shi<7) jia=12′h016;

else if (shi>=7) jia=12′h024;

end

else jia=12′h024;

end

endmodule

其中输入信号bai和shi就是里程计数器输出的两位整数里程, 输出信号jia就是根据计费标准而产生的单价, 以三位BCD码的形式输出, 以前两位为整数, 第三位为小数。即里程在3 km以内时, jia=0;里程在3～7 km之间时, jia=016 (1.6元) ;超过7 km时, jia=024 (2.4元) 。

用Verilog HDL编写程序来实现模块功能的优点在于, 当出租车的计费标准发生变化时, 可以很容易地通过改写程序来完成新的设计, 比起硬件电路的修改要方便得多, 这也是用Verilog HDL来实现模块功能的重要优势。

2.2 三位BCD码加法器

系统中用到了三位BCD码加法器, 可以实现三位十进制数的加法运算。加法器输出的结果就是乘客应付的费用, 这里同样以前两位为整数, 第三位为小数, 也就是最大能显示99.9元。三位BCD码加法器由三个一位BCD码加法器级联而成。

一位BCD码由四位二进制数组成, 四位二进制数的加法运算会产生大于9的数字, 必须进行适当的调整才会产生正确的结果[9,10]。一位BCD码加法器的Verilog HDL源程序如下:

module bcdjia (a, b, sum, cin, co) ;

input[3:0] a, b;

input cin;

output[3:0] sum;

output co;

reg[3:0] sum;

reg co;

always @ (a or b or cin)

begin

assign {co, sum}=a+b+cin;

if ({co, sum}>5′b01001)

begin sum=sum+6;co=1; end

end

endmodule

一位BCD码加法器模块的仿真波形和生成的模块符号如图2和图3所示。

本模块中A和B为输入的一位BCD码, CIN为低位来的进位信号, CO是本片向高位产生的进位输出信号, SUM是两个数相加的和。三位BCD码加法器由三个本模块级联而成, 其电路原理图和仿真波形如图4和图5所示。

2.3 缓冲器模块

三位BCD码加法器输出的结果通过缓冲器以后, 反馈到输入端重新作为一个加数, 在1 km脉冲信号的作用下, 每来一个脉冲就和单价相加, 形成连续累加的功能。缓冲器还有一个控制输入端LD, LD=0时, 在1 km脉冲的作用下, 输出起步价6元;LD=1时, 在1 km脉冲的作用下, 输出和输入相等。缓冲器的Verilog HDL源程序如下:

module dff12 (clk, ld, d, q) ;

input clk, ld;

input[11:0] d;

output[11:0] q;

reg[11:0] q;

always @ (posedge clk or negedge ld)

begin

if (ld==0) q=12′h060;

else q=d;

end

endmodule

2.4 整体电路

将各个模块按照输入输出关系连接成整体电路如图6所示。

在整体电路中, clk为最原始的时钟输入端, cr为异步清零端, q[11..0] 输出里程, jiaqian[11..0]输出乘客应付的费用。

3 系统仿真验证

整体电路的仿真波形如图7所示。

从系统仿真波形图7 (a) 中可以看出, 当清零端cr=0时, 里程数立刻清零, 乘客应付的费用显示三位十进制数060 (起步价6元) , 表示乘客刚上车。当清零端cr=1时, 出租车开始行进, 里程和费用都开始计数, 里程显示三位十进制数, 前两位为整数, 第三位为小数, 也就是每行驶100 m计一次数。

从系统仿真波形图7 (b) 中可以看出, 行驶到3 km时, 费用由6元增加为7.6元, 行驶到4 km时, 费用由7.6元增加为9.2元, 在3～7 km之间时, 每行驶1 km增加1.6元。

系统仿真波形图7 (c) 中显示了每行驶1 km后, 费用逐渐累加的情况。系统仿真波形完全验证了预期的设计要求。

4 结 语

通过仿真验证表明,

本文所设计的出租车计价器能够正常地显示行驶的里程数和乘客应付的费用, 符合预定的计费标准和功能要求。基于FPGA的设计, 集成度高、设计周期短。尤其是当计费标准发生变化时, 容易通过改写Verilog HDL源程序来完成新的设计。

摘要：介绍一种出租车计价器的功能要求及其设计方案。在软件Max+PlusⅡ中给出具体设计过程, 采用层次化设计方法, 对主要电路模块和整个系统进行了仿真验证, 实现预定的逻辑功能。该设计具有集成度高、设计周期短、易于修改的特点。

关键词：FPGA,Max+PlusⅡ,计价器,VorilogHDL

参考文献

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[2]朱正涌.半导体集成电路[M].北京:清华大学出版社, 2001.

[3]刘笃仁.用ISP器件设计现代电路与系统[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2002.

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[6]江国强.EDA技术与应用[M].北京:电子工业出版社, 2004.

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[8]夏继强, 沈德金, 邢春香.单片机实验与实践教程[M].2版.北京:北京航空航天大学出版社, 2006.

[9]张毅坤, 陈善久, 裘雪红.单片微型计算机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社, 1998.

3.出租车计价器毕业设计中英文翻译 篇三

市政府办公室收到北林区政府《关于为城区范围内出租车统一安装计价器有关事宜的请示》（北政发„2011‟72号）后，按照王国俊副市长批示意见，积极与相关部门对接，充分征求部门意见，对市区出租车统一安装计价器工作进行了深入调研，现将有关情况汇报如下：

一、市区出租车市场运价基本情况。目前，我市城区共有出租车2932台，均未安装计价器，出租车运营过程中多是约定俗成定价或协议运价，由于出租车运价不规范，乘客和营运车辆之间关于计费的分歧争论不断，拒载现象时有发生。随着我市城区规模不断扩大，市区出租车行驶距离逐渐增加，安装出租车计价器已势在必行。为切实维护乘客和出租车业主的权益，规范出租车市场运营，2011年6月1日市政府第四次市长办公会议决定在城区范围内统一安装出租车计价器，并交由北林区政府具体负责。

二、市区出租车计价器安装工作进展情况。按照第四次市长办公会议要求，北林区政府、市物价局监督管理局、市质量技术监督局、市交通运输局等单位做了大量的前期工作。市物价局召开了绥化城区出租车运价标准听证会，拟定了基价里程、基本租价和计程租价（其中基价里程为2.5公里，基本租价为 5.00元，计价里程普通型出租车和标准型出租车分别为1.60元∕公里和1.70元∕公里，每500米计价一次，不足500米按500米计算）。市质量技术监督局已购置出租车计价器检定装置，对相关人员进行了培训，待申请省里建标后，即可开展工作。市地税局向省地税局进行了汇报，并与省国税票证厂取得联系，做好了出租车统一发票的印刷准备。北林区政府会同市交通局、市运管处就出租车计价器安装工作拿出了初步意见，并形成《关于为城区范围内出租车统一安装计价器有关事宜的请示》（北政发„2011‟72号）上报市政府，待市政府同意后即可组织实施。

三、对市区出租车统一安装计价器工作的几点建议。在综合北林区政府和各相关部门意见的基础上，针对市区统一安装出租车计价器的实际情况，特提出以下几点建议：

（一）尽快确定出租车运价。作为安装出租车计价器的先决条件，出租车运价必须提早确定下来。建议市物价局将绥化城区出租车运价标准听证会拟定的运价标准，尽快提交市政府常务会议议定，确定后立即以文件形式下发，保证出租车计价器安装工作的顺利进行。

（二）选定计价器型号。综合北林区政府、市地税局和市质量技术监督局的意见，出租车计价器型号不宜过多，应确定在2-3种，且必须使用统一规格的票据以便于税务部门后续税收和发票管理。质量方面生产厂家应具有制造计量器具许可证，同时获得国家质检总局的认可，生产的产品通过“ccc”强制认 证。建议北林区政府在与市地税局、市质量技术监督局进一步沟通协商，将出租车计价器型号和使用发票的规格确定后，采取公开招标的方式指定1-2个出租车计价器生产厂家。

（三）适当减免出租车计价器检定费用。鉴于北林区政府提出的 “质监部门收取计价器安装前整机首次鉴定费用45元，安装后检定费用45元，共计90元”的建议，与市质监局提出的首次检定费用收取115元（向出租车计价器生产企业收取），检定周期定为1年每年收费45元的收费标准有较大差异。建议北林区政府与市质监局做好进一步协商，根据实际情况并参照与我市同等规模城市安装出租车计价器的成功经验，合理确定出租车计价器检定费用。

4.出租车计价器毕业设计中英文翻译 篇四

外文文献原稿和译文

Multiple single-chip microcomputer approach to fire detection and monitoring system

A.J.AI-Khalili, MSc, PhD D.AI-Khalili, MSc, PhD M.S.Khassem, MSc

Indexing term : Hazards, Design, Plant condition monitoring Abstract: A complete system for fire detection and alarm monitoring has been proposed for complex plants.The system uses multiple single chip architecture attached to a party line.The control algorithm is based on a two-level hierarchy of decision making, thus the complexity is distributed.A complete circuit diagram is given for the local and the central station with requirements for the software structure.The design is kept in general form such that it can be adapted to a multitude of plant configurations.It is particularly shown how new developments in technology, especially CMOS single chip devices, are incorporated in the system design to reduce the complexity of the overall hardware, e.g.by decomposing the system such that lower levels of hierarchy are able to have some autonomy in decision making, and thus a more complex decision is solved in a simple distributed method.1 Introduction Regulatory requirements for most high risk plants and buildings mandate the installation of fire detection and warning systems for all sensitive areas of the plant or the building.Most fire codes state the requirement for monitoring and control

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specifically related to a type of a plant or building such as chemical plants, petroleum, nuclear plants, residential high-rises etc.A general conclusion of these codes can be specified as the following requirements :(a)The source of all detector signals should be exactly identifiable by the central station(b)An extra path of communication between the central station and all local controllers(c)Direct means of control of alarm and central equipment by the central station(d)Means of communication between the central station and the fire department(e)Availability of emergency power supply.The codes usually also specify the types and frequency of tests for all equipment.A fire detection and alarm system is a combination of devices designed to signal an alarm in case of a fire.The system may also accomplish fan control, fire door hold or release, elevator recall, emergency lighting control and other emergency functions.These additional functions supplement the basic system which consists of detection and alarm devices and central control unit.Technology has an influence on system architecture.When technology changes, the architecture has to be revised to take advantage of these changes.In recent years, VLSI technology has been advancing at an exponential rate.First NMOS and, in the last year or two, CMOS chips have been produced with the same packing density with more gates per chip yet at a lower power consumption than NMOS.Surely this change in technology must affect our design of hardware at both the chip and the system level.At the chip level, single chips are now being produced which are equivalent to board levels of only the previous year or two.These chips have microprocessor, memory in RAM and ROM, IO Ports both serial and parallel, A/D timer, flags and other functions on chip.At the system level, the new chips make new architectures possible.The objective of this paper is to show how technology can influence system architecture in the field of fire control.The new high density single chip microcontrollers are incorporated in the design of a large scale system and yet we obtain a smaller system with a better performance.In terms of fire detection and

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alarm monitoring, this is reflected directly in the local station hardware, because of their remoteness and power supply requirements.A complete local station can be designed around a single CMOS chip with power consumption of a few m W depending on system operation.This approach reduces the cost and complexity of design, implementation and maintenance and provides easily expandable and portable design.This implementation was not possible with old technology.Most of fire detection/monitoring systems available are tailored towards a specific application and lack the use of recent advances in CMOS VLSI technology.In this study, we develop a fire detection/monitoring system which is general in concept, readily implementable in a multitude of applications for early detection of a fire before it becomes critical, for equipment and evacuation of personnel.Here, we propose a central control and distributed control/detection/monitoring with adequate communication, where use is made of single-chip microcontrollers in the local stations, thus improving controllability and observability of the monitoring process.2 Detection and alarm devices A basic fire detection system consists of two parts, detection and annunciation.An automatic detection device, such as a heat, smoke or flame detector, ultraviolet or infrared detectors or flame flicker, is based on detecting the byproduct of a combustion.Smoke detectors, of both ionization and optical types, are the most commonly used detector devices.When a typical detector of this type enters the alarm state its current consumption increases from the pA to the mA range(say, from a mere 15pA in the dormant mode to 60 mA)in the active mode.Inmany detectors the detector output voltage is well defined under various operating conditions, such as those

given in Table 1.The more sensitive the detector, the more susceptible it is to false alarms.In order to control the detector precisely, either of the following methods is used: a coincidence technique

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can be built into the detector, or a filtering technique such that a logic circuit becomes active only if x alarms are detected within a time period T.The detection technique depends greatly on the location and plant being protected;smoke detectors are used for sleeping areas, infrared or ultraviolet radiation are used when flammable liquids are being handled, heat detectors are used for fire suppression or extinguishing systems.In general, life and property protection have different approaches.Alarm devices, apart from the usual audible or visible alarms, may incorporate solid state sound reproduction and emergency voice communication or printers that record time, date, location and other information required by the standard code of practice for fire protection for complex plants.Heaviside [4] has an excellent review of all types of detectors and extinguisher systems.2.1 Control philosophy and division of labour Our control philosophy is implemented hierarchically.Three levels of system hierarchy are implemented, with two levels of decision making.There is no communication between equipment on the same level.Interaction between levels occurs by upwards transfer of information regarding the status of the subsystems and downwards transfer of commands.This is shown in Fig.1 where at level 1 is the central station microcomputer and is the ultimate decision maker(when not in manual mode).At level 2 are the local controllers, which reside in the local stations.At level 3 are the actual detectors and actuators.A manual mode of operation is provided at all levels.Information regarding the status of all detectors is transmitted on a per area basis to the local controllers.Their information is condensed and transmitted upward to the central microcomputer.Transfer of status is always unidirectional and upwards.Transfer of commands is always unidirectional and downwards, with expansion at the local control level.This approach preserves the strict rules of the hierarchy for exact monitoring detection and alarm systems associated with high risk plants.湖北理工学院 毕业设计(论文)外文文献翻译

The classification of the two layers of controls is based upon layers of decision making, with respect to the facts that(a)When the decision time comes, the making and implementation of a decision cannot be postponed(b)The decisions have uncertainty(c)It will isolate local decisions(e.g.locally we might have an alarm although there may be a fault with the system)3 General hardware I :Fig.2 depicts our design in the simplest of forms.The system uses an open party line approach with four conductor cables going in a loop shared by all the remote devices and the control panel.This approach is simple in concept and is economically feasible.However, one major disadvantage is the dependency on a single cable for power and signaling.In cases where reliability is of extreme importance, two or even three cables taking different

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routes throughout the system may be connected in parallel.Fig.3 gives the driver circuitry required to derive an expandable bus.This design takes advantage of recent advances in the single chip microcomputer technology to reduce the interface between the central station and the local stations.湖北理工学院 毕业设计(论文)外文文献翻译

3.1 Central control task

A central unit provides a centralized point to monitor and control the system

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activities.In the system to be described the central control unit serves a fivefold purpose.(i)It receives information from the local stations and operates the alarms and other output devices.(ii)It notifies the operator in case of system malfunction.(iii)It provides an overall system control manual and automatic.(iu)It provides a system test point of local stations and itself.(u)It provides a central point for observation, learning and adaptation.3.2 Local stations The local stations can take local decisions regarding recognition of a risk situation, and act independently on local affairs.In this technique we depend on ‘load-type coordination’, e.g.the lower level units recognize the existence of other decision units on the same level;the central or the top level provides the lower units with a model of the relationship between its action and the response of the system.It is evident that a powerful machine is required at this stage so that all the required functions can be implemented.The availability of the new generation of microchips makes this architecture a feasible solution.A single chip microcomputer was chosen over discrete digital and analogue devices to interface to the field devices and to the central microcomputer.This is the main reason that previously this approach was not feasible.In selecting the microcomputer for the local stations, the criterion was the requirement for a chip which contains the most integration of the analogue and digital ports required for the interface and the utilization of CMOS technology owing to remoteness of the local stations.The choice was the Motorola 68HC11A4, for the following reasons:(a)It is CMOS technology;this reduces power consumption.(b)It has a UART on board;this facilitates serial communication.(e)It has an a/d converter on board;this eliminates an external A/D.(d)It has 4K of ROM, 256 bytes of RAM, 512 bytes of EERROM with 40 1/0 lines and a 16 bit timer;this satisfied all our memory and 1/0 requirements at the local station side.湖北理工学院 毕业设计(论文)外文文献翻译 System implementation The local station: Fig.3 is the block diagram of the circuit used to utilize the MC68HCllA4 as a remote fire detecting circuit while Fig.4 illustrates the same circuit in an expanded form.It can be seen that the single microcontroller can be used to monitor more than one detector, thus reducing system cost.The loop power supply, which is usually between 28 and 26 V, is further regulated by a 5 V 100 mA monolithic low power voltage regulator to supply power to the microcontroller.The onboard oscillator, coupled with an external crystal of 2.4576 MHz, supplies the microcontroller with its timing signal which is divided internally by four to yield a processor frequency of 614.4 kHz, which is an even multiple of the RS 232 [7] baud rate generator.In this Section the term ‘supervised input or output’ will be used to mean that the function in question is monitored for open-and short-circuit conditions in addition to its other normal functions.More information can be found in Reference 9.Main loop

湖北理工学院 毕业设计(论文)外文文献翻译 Conclusion This paper describes the development of a large scale fire detection and alarm system using multi-single chip microcomputers.The architecture used is a two-level hierarchy of decision making.This architecture is made possible by the new CMOS microcontrollers which represent a high packing density at a low power consumption yet are powerful in data processing and thus in decision making.Each local station could make an autonomous decision if the higher level of hierarchy allows it to do so.It has been tried to keep the system design in general format so it can be adapted to varying situations.A prototype of the described system has been built and tested [10].The control part of the central station is implemented with a development card based on MC 68000 microprocessor(MEX 68KECB, by Motorola), which has a built-in

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monitor called Tutor.The application programs were developed using the features provided by this monitor.The local stations’ controllers were designed using the MC 68705R3, single-chip microcontroller.7 References 1 ‘Fire protection guidelines for nuclear power plants’, US NRC Regulatory Guide 1.120 2 BAGCHI, C.N.: ‘A multi-level distributed microprocessor system for a nuclear power plant fire protection system controls, monitoring, and communication’, IEEE Trans., 1982 3 PUCILL, P.M.: ‘Fire hazard protection, detection and monitoring systems’, Sea.Con, 2, Proceedings of Symposium on ADV in offshore and terminal measurement and control systems, Brighton, England, March 1979, pp.353-363 4 HEAVISID, L.: ‘Offshore fire and explosion detection and fixed fire’.Offshore Technological Conference, 12th Annual Proceedings, Houston, Texas, May 1980, pp.509-522 5 CELLENTANI，E.N.，and

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‘Coordinated detection/communication approach to fire protection’, Specify: Eng., ‘Motorola Microprocessors Data Manual’(Motorola Semiconductor Products, Austin, Texas, USA)7 Electronic Industries Association : ‘Interface between data terminal equipment and data communication equipment employing serial binary data interchange’(EIA Standard RS-232, Washington, DC, 1969)8 MESAROVIC, M.D., MACKO, D., TAKAHARA, Y.: ‘Theory of hierarchical multilevel systems’(Academic Press, 1970)9 KASSEM, M.: ‘Fire alarm systems’, MSc.thesis, Dept.of Elec.& Comp.Eng., Concordia University, Montreal, Canada, 1985 10 LIE, P., and KOTAMARTI, U.: ‘The design of a fire alarm system using microprocessors’, C481 Project, Dept.of Elec.and Comp.Eng., Concordia University, Montreal, Canada, 1986

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译

文

基于单片机的火灾探测和监控系统

A.J.AI-Khalili, MSc, PhD D.AI-Khalili, MSc, PhD M.S.Khassem, MSc

关键词：危险，设计，设备状态监测

摘要：火灾探测及报警监控已成为一个复杂而完整的体系。该系统采用多个单芯片架构到一条主线上。该控制算法是基于两级决策层次，因此分配了复杂性。一个完整的电路原理图，给出了主、分控制器所需的软件的结构要求。设计延续一般形式，这样可以适应于多种系统的配置。尤其显示出新的技术发展，特别是CMOS单芯片器件，在系统设计中的使用，以减少整体硬件的复杂性，例如，通过分解系统，这样的层次较低水平的控制器能够有一些决策自主权，用简单的分布式的方法解决了复杂的决策。

1、引言

大多数高风险地区和建筑物的管理要求安装火灾探测报警系统。多数国家消防规范的要求监测和控制具体的是危险场合或建筑物，如化工厂，石油类，核电厂，住宅高楼等这些场合的一般性质可以指定为下列要求 ：

（一）所有探测器信号源信号能被主处理器准确识别。

（二）主从控制器有另外的沟通路径。

（三）检测报警和主控制设备由控制中心控制。

（四）火灾现场和控制中心的通讯。

（五）提供的应急电源。

它也被用来应对特殊情况和进行深被检测。

火灾探测及报警系统是一个旨在信号，在一旦发生火警报警装置的组合。该系统也可实现风扇控制，防火门关闭或释放，电梯锁定，应急照明控制和其他

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紧急任务。这些额外的功能补充由检测和报警装置和中央控制单元组成。

技术对系统结构有很深的影响。当技术的变革，该架构必须修订，以利用这些新的功能变化。近年来，超大规模集成电路技术已经大大进步。第一，NMOS在过去的一年或两年，CMOS芯片以相同的堆积密度拥有更多的门和更低的功耗。当然这种技术的变化必然影响在芯片和系统级我们的硬件设计。在芯片级，单芯片现在正在制作的是只相当于上一年或两年的水平。这些芯片有微处理器，RAM和ROM，IO端口存储器串行和并行，A / D转换定时器，和其他功能的芯片。在系统级，新的芯片做出新的结构成为可能。本文的目的是体现技术如何影响消防控制领域的系统结构。新的高密度的单芯片微控制器纳入一个大系统的设计，但我们可以得到了更好的性能，更小的系统。在火灾探测和报警监控系统中，这是直接反映在分控制站的硬件，因为地处偏远和电源的要求。一个完整的分控制站可以围绕着一个带电源的CMOS芯片设计。这种方法降低了成本和设计复杂性，方便实施和维护，并提供易于扩展和便携式设计。这是旧技术不可能实现的。大部分火灾检测/监测系统提供特定的应用程序，缺乏对CMOS超大规模集成电路技术的应用。在这项研究中，我们开发了火灾检测/监测系统，常规设计，易于执行的早期发现火警。在这里，我们提出一个中央控制和分发控制/检测/充分的沟通，如果使用的单芯片微控制器在分控制站，从而提高可控性和可观性的监测过程。

2、检测和报警装置

一个基本的火灾探测系统由两部分组成，检测和报警。自动检测设备有比如热，烟雾或火焰检测器，紫外线或红外线探测器或火焰闪烁，是基于检测 一个燃烧的副产品。烟雾探测器都电离和光类型，是最常用的检测设备。当这种类型的典型探测器进入报警状态产生的电流信号会从PA变成MA（比如，从单纯的15pA在休眠模式下为60毫安）在主动模式。在许多探测器的检测器输出电压明确在各种运行条件，例如见表1。越是敏感的检测器，它更容易受到虚假警报。为了控制探测器的精确，可使用下列方法：过滤技术，这样的逻辑电路成为活跃仅当x警报的时间内检测周期T。检测技术在很大程度上取决于地点和植物受到保护，烟雾探测器是睡觉的地方，红外线和紫外线辐射探

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测器，检测易燃液体燃烧，热探测器用于灭火和灭火系统。一般来说，生命和财产保护有不同的做法。报警装置，从通常的声响或视觉报警外，还可以采用固态的声音再现和紧急话音通信或打印机，记录时间，日期，地点和其他资料。Heavisid [4] 拥有一支优秀的审查探测器和灭火器的各种制度。

2.1控制理念和分工

我们的理念是实施控制等级。三个层次的系统级的实施，两个级别的决策。之间没有设备，在同一层次的沟通。交互各级之间发生了向上的信息传输有关的子系统和向下状态转移的命令。这是图所示。1，其中第1级是中央控制站，是微机最终（在不手动模式）决策者。第2级是当地控制器，建立在当地的站。第3级是实际检测器和驱动器。在各级提供手操作模式。所有探测器的数据和分处理器是当地控制的基础。他们将信息浓缩，并转交中央处理器。信息传递的地位始终是单向及以上。命令传输是单向的总是向下，并在扩大局部控制的水平。这种方法保留了层次的准确监测检测和严格的规则高风险的核电站警报系统。两个控制层的分类是基于决策层。

（一）在届时的决定，提出和决定的执行情况不能再拖延

（二）决定的不确定性

（三）将隔离当地的决定（例如，我们可能会在当地报警，但有可能有故障系统）

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3、硬件

图.2描绘了我们的设计最简单的形式。这个系统采用四个导体开放的路线，在所有远程共享一个循环电缆设备和控制面板。这种方法简单，经济上可行。但是，一个主要缺点是对一个单一的电力和信号电缆的依赖。在重要环境下，可靠性是极其重要的。固可采用两个甚至三个电缆采取不同的线路连接，可并行连接。图.3是驱动电路必须得一个扩展总线。采用这种设计在单片机技术的最新发展优势减少与中央控制站和地方控制站的接口。

3.1中央控制任务

中央站点提供了一个集中点，以监测和控制系统的活动。在该系统介绍了中央控制单元的目的（一）它得到了分控制站的信息和控制警钟及其他输出设备。

（二）它提示在系统出现故障时的操作。

（三）它提供了一个全面系统的手动和自动控制。

（四），它提供了中央和分站的系统测试点。

（五）它提供了一个中心点观察，学习和适应。

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3.2 分控制站

分控制站的决定可以控制处理当地的信息。这种技术我们就依靠负载型协调下级单位，承认在同一水平上的其他决定单位的存在;中央或高层提供了一个较低的单位模型之间的行动和系统响应的关系。很明显，一个强大的机器，需要在这个阶段，使所有需要的功能得到有效执行。该芯片的新一代供应使得该体系结构的解决变得可行。

单片机被选中了离散的数字和模拟设备接口，到外地设备和中央微机。这是最主要的原因，以前这种做法是不可行的。该芯片的选择的，包含要求的模拟和数字接口所需的端口和CMOS技术的运用，由于地处偏僻的分控制站最一体化。这个选择是摩托罗拉68HC11A4，理由如下：

（1）它是CMOS技术，这可减少电力消耗。

（2）它有一个UART，这有利于串行通信。

（3）它有一个A / D转换器上，这消除了外部A / D转换

（4）它有一个4K的ROM，256 K内存，512K EERROM字节40个I/O端口的线路和一个16位定时器;符合分控制站所有的内存和1 / 0的要求。

4、系统实施

分控制站：图.3 是用于一个远程火灾报警MC68HCllA4电路框图

检测电路：图.4这是前一个电路的扩展形式。可以看出单片机可用于监控多个探测器，从而降低了系统成本。

回路电源，通常在26到28V之间，通常五伏一百毫安单片低功耗电压调节器供电的微控制器。板载振荡器，是一个2.4576 MHz的外部晶体结合，提供时间信号，它被分为4个内部收益率为614.4千赫，这是一个更多的RS 232 [7]波特率发生器的处理器频率微控制器。

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5、主循环

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6、结论

本文描述了一个大规模的火灾探测及报警系统，使用多的发展，单芯片微型计算机。该架构是采用两个层次的决策层次。这种架构是可以用到的新的CMOS微控制器，低功耗，并在数据处理功能强大的高堆积密度和决策。每个地方控制站可以自主作出的决定如果上级机构，允许它这样做。一般格式化系统设计，因此它可以适应不同的情况。所描述的系统原型已经建成并测试。中央控制站的控制部分是基于MC 68000微处理器（墨西哥68KECB摩托罗拉），它有一个内置的显示器称为导师。该应用程序都是使用这个显示器提供的特性。本地基站控制器的设计采用了MC68705R3单片机。

7、参考文献 ‘Fire protection guidelines for nuclear power plants’, US NRC Regulatory Guide 1.120 2 BAGCHI, C.N.: ‘A multi-level distributed microprocessor system for a nuclear power plant fire protection system controls, monitoring, and communication’, IEEE Trans., 1982 3 PUCILL, P.M.: ‘Fire hazard protection, detection and monitoring systems’, Sea.Con, 2, Proceedings of Symposium on ADV in offshore and terminal measurement and control systems, Brighton, England, March 1979, pp.353-363 4 HEAVISID, L.: ‘Offshore fire and explosion detection and fixed fire’.Offshore Technological Conference, 12th Annual Proceedings,4, Houston, Texas, May 1980, pp.509-522 5 CELLENTANI，E.N.，and

HUMPHREY，W.Y.:

‘Coordinated detection/communication approach to fire protection’, Specif: Eng., 6 ‘Motorola Microprocessors Data Manual’(Motorola Semiconductor Products, Austin, Texas, USA)7 Electronic Industries Association : ‘Interface between data terminal equipment and data communication equipment employing serial binary data interchange’(EIA Standard RS-232, Washington, DC, 1969)8 MESAROVIC, M.D., MACKO, D., TAKAHARA, Y.: ‘Theory of hierarchical

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5.出租车计价器毕业设计中英文翻译 篇五

关键词：出租车计价器 (taximeter) ,脉冲信号,传感器

0 引言

出租车计价器 (taximeter) 是指用于公共租用车辆中的里程和时间的计算器, 是一种计量仪器, 连续累加并指示出租车行程中任意时刻乘客应付费用的总数。

出租车计价器作为一种法定的国家计量机具, 是各地出租车营运必须配备的车载电子设备。

由于出租车计价器对里程的计量是通过传感器取得脉冲信号实现计量, 因此出现了一些利用某些手段干扰脉冲信号, 以达到计价器多计里程多收费的作弊现象。常见的有用脉冲发生器或加装小电动机加快脉冲信号的传出量, 以控制一段时间内计价器多计里程。针对以上情况, 本文提出了一种对出租车计价器的里程脉冲实现安全计量的设计。

1 设计思路

出租车计价器的里程计量是通过计程传感器取得, 目前出租车计价器的传器主要是利用磁电感应原理设计的干簧管或霍尔开关器件的传感器。出租车计价器计程的过程是当出租车行驶, 由出租车车轮带动传感器的转轮转动, 传感器的转轮上有永久型的小磁钢, 每当小磁钢随转轮转动经过一次霍尔开关器件, 霍尔开关器件接通与闭合一次, 就产生一个相应脉冲信号。车轮行驶一定单位的里程就产生相应数量的脉冲信号。例:若某一车型出租车每行驶1公里, 其传感器传出1000个计数脉冲信号, 则此出租车“K”值可设为100。按0.1公里计程时, 每获得100个脉冲信号, 比较其相应K值就可记录出租车行驶了0.1公里。而一些作弊者往往会利用在比较K值的计程正常脉冲里加进高速的干绕脉冲, 以使出租车计价器多计脉冲, 达到多计里程多收费。

本文提出的对出租车计价器脉冲安全计量设计的原理是在原计程传感器基础上, 在出租车计价器的里程传感器内 (霍尔开关器件连接到计价器主机之间) 增加一片PIC的CMOS单片机及相应电路的设计。由PIC单片机对霍尔开关器件产生的脉冲进行处理, 将一个计数脉冲编码为一个固定的16bit位编码脉冲值, 再传给计价器主机, 16位的编码脉冲值通过脉冲宽度实现0与1区分。当计价器主机的主MCU接收到16位的编码脉冲, 用软件方法测脉宽与解码后, 与预先设定在计价器主机内的固定的16位值比较, 若相同表示收到计程传感器一个正确计数脉冲可计入, 否则就不是正确计数脉冲不计入。此设计通过对出租车计价器主机与传感器在软件与硬件上的共同改造, 可有效防止利用非正常毛刺脉冲信号干扰计程传感器或更换其它作弊传感器的行为。

计数脉冲加密具体方案为将一个计数脉冲编码成16位的二值信号, 以脉冲宽度的不同代表不同的二值信号。规定高电平脉冲为有效的码值信号, 较窄的高电平脉冲为1 (最大脉宽140us) , 较宽的高电平脉冲为0 (最大脉宽800us) , 共使用16bit位的二值信号, 整个16位的二值信号最大宽度为10ms, 顶头加上一个较宽的高电平脉冲作引导。

编码信号示意图, 如图1所示:“ () ”中为脉宽典型值, 传感器编码时就按典型值的脉冲宽度以16位编码代表一个脉冲传出给计价器主机解码, 判断是否计入此脉冲。

2 设计实现

出租车计价器安全计量的设计原理图如图2所示, 其计量脉冲分为两步:

1) 出租车计价器的传感器对计量脉冲编码, 传到计价器主机

出租车计价器的传感器内霍尔开关 (A3144E) 每产生一个计数脉冲, 就会导通形成一个工作电压激活传感器内PIC10F200芯片运行一次程序。由PIC10F200通过PLUSE接口向计价器主机传出这一个计数脉冲的16位编码值, 即PIC10F200的软件运行是由霍尔开关 (A3144E) 产生的计数脉冲控制的, 当产生一次脉冲就触发PIC10F200运行一次程序, PIC10F200的程序将计到的一次脉冲以一个16位编码的波形发给计价器主机。

2) 计价器主机接收编码, 判断正确性后计量脉冲:

计价器主机的51系列MCU通过程序改进设计, 实现对接收编码, 判断正确性后计量脉冲。其过程是计价器主机的MCU内预先设定一个用于比较的16位编码, 通过对接收到的PIC10F200芯片传出的编码值测量脉宽值及判断, 形成了计价器主机对PIC10F200芯片传出的编码值解码的16位编码值与计价器主机内预先设定的16位编码一一对应的比较条件。比较若相同表示收到计程传感器一个正确计数脉冲可计量, 否则就不是正确计数脉冲不计量。所以在此情况下, 偷换或改装其它的非编码传感器是传不出正确编码脉冲值的, 从而防止了利用计程传感器脉冲计数进行作弊的行为。

本文设计采用MICROCHIP公司的6引脚8位闪存芯片PIC10F200作为传感器脉冲的编码芯片, 其主要优点是尺寸小、成本低, 非常适合用在传感器设计的狭小套管内。出租车计价器主机通过改进内部主MCU的软件设计, 可实现测量脉宽值解码及判断脉冲值, 而无须增加额外的硬件开销。

对出租车计价器脉冲安全计量设计的传感器脉冲编码芯片与计价器主机内解码的芯片都是由程序控制的MCU, 双方程序可定时对预定的脉冲编码值进行动态更换。由于比较的脉冲编码值是不固的, 能防止试图探测脉冲编码进行干扰的作弊行为, 最大可能的防止了利用出租车计价器的计程传感器脉冲计数进行作弊的行为。

3 结论

本文提出对出租车计价器计程传感器与计价器主机在硬件与软件上加以改造设计。其设计是一种通过传感器内对每个霍尔开关器件所产生的计数脉冲进行编码, 向计价器主机传出脉冲编码, 计价器主机收到脉冲编码以后进行解码判断, 是否是正常计程脉冲, 再做里程累计的安全计量方法。此方法是作为防止利用计价器计程传感器脉冲计数作弊的一种创新的技术手段。

参考文献