趙云麗　柏紅梅

（南陽(yáng)市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，河南　南陽(yáng)　473000）

出租車計(jì)價(jià)器檢定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

趙云麗柏紅梅

（南陽(yáng)市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，河南南陽(yáng)473000）

為了進(jìn)一步提高出租車計(jì)價(jià)器檢定工作的工作效率，設(shè)計(jì)一個(gè)出租車計(jì)價(jià)器檢定系統(tǒng)，著重介紹該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、結(jié)構(gòu)及主要功能。該系統(tǒng)分為計(jì)價(jià)器檢定裝置和信息管理系統(tǒng)兩部分，可以實(shí)現(xiàn)出租車計(jì)價(jià)器計(jì)程誤差的檢定，并利用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)檢定記錄進(jìn)行有效的管理。通過(guò)實(shí)際檢驗(yàn)，該系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。

出租車計(jì)價(jià)器；檢定；單片機(jī)；信息管理系統(tǒng)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)民眾的生活水平日益提高，我國(guó)出租汽車的數(shù)量也迅速增多，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，截至2014年，全國(guó)約有137萬(wàn)輛出租車，全國(guó)出租車年增長(zhǎng)率約為3%，相應(yīng)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)的出租車計(jì)價(jià)器檢定工作量變得相當(dāng)繁重［1，2］。目前，某些出租車計(jì)價(jià)器檢定控制裝置仍然由機(jī)械元器件組成，對(duì)出租車輛、出租車駕駛員、檢定記錄等相關(guān)記錄仍然采用紙質(zhì)記錄，工作效率較低，數(shù)據(jù)安全性較差［3-5］。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)出租車計(jì)價(jià)器檢定系統(tǒng)，以期能夠進(jìn)一步提高出租車計(jì)價(jià)器檢定工作的工作效率，以及檢定數(shù)據(jù)的可靠性和安全性。

1　總體設(shè)計(jì)思路

出租車計(jì)價(jià)器檢定系統(tǒng)由計(jì)價(jià)器檢定裝置和計(jì)價(jià)器檢定信息管理系統(tǒng)兩部分組成。根據(jù)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局2009年發(fā)布的《出租車計(jì)價(jià)器檢定規(guī)程》（JJG517-2009）要求：“出租車計(jì)價(jià)器不能使用電子分頻器，也不能引用電子車速里程表傳感器的信號(hào)替代計(jì)價(jià)器的傳感器”［6］。計(jì)價(jià)器檢定裝置以單片機(jī)STC89C52為核心，通過(guò)變頻器控制電機(jī)拖動(dòng)出租車車輪運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)檢定裝置電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、累計(jì)轉(zhuǎn)數(shù)和出租車計(jì)價(jià)器檢測(cè)點(diǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)和輪胎尺寸以及計(jì)價(jià)器的顯示數(shù)值，計(jì)算得到出租車計(jì)價(jià)器的計(jì)程誤差，計(jì)價(jià)器計(jì)程誤差合格范圍為（-4.0%～+1.0%），若計(jì)價(jià)器的計(jì)程誤差在此范圍內(nèi)為合格，超過(guò)此范圍為不合格。計(jì)價(jià)器檢定信息管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制計(jì)價(jià)器檢定裝置、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和檢定記錄的管理。整個(gè)出租車計(jì)價(jià)器檢定系統(tǒng)由計(jì)價(jià)器檢定信息管理系統(tǒng)發(fā)出指令，計(jì)價(jià)器檢定裝置接受并執(zhí)行指令，控制機(jī)械裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)價(jià)器檢定信息管理系統(tǒng)。出租車計(jì)價(jià)器檢定系統(tǒng)工作流程如圖1所示。

2　計(jì)價(jià)器檢定裝置設(shè)計(jì)

計(jì)價(jià)器檢定裝置主要由機(jī)械裝置和測(cè)控電路組成，機(jī)械裝置主要根據(jù)檢定要求拖動(dòng)被檢車輛產(chǎn)生傳感器的信號(hào)，測(cè)控電路部分采用STC89C52單片機(jī)對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、處理，并將數(shù)據(jù)通過(guò)串口傳輸給計(jì)價(jià)器檢定信息管理系統(tǒng)。

圖1　出租車計(jì)價(jià)器檢定系統(tǒng)工作流程

2.1機(jī)械裝置設(shè)計(jì)

計(jì)價(jià)器檢定裝置的機(jī)械裝置部分主要包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、起落架、制動(dòng)裝置、滾輪和霍爾傳感器等。滾輪由主滾輪和副滾輪組成，主滾輪起傳動(dòng)作用，副滾輪起承托作用，檢測(cè)時(shí)被檢汽車輪胎落在主副滾輪之間?；魻杺鞲衅靼惭b于主滾輪軸端，當(dāng)主滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，霍爾傳感器將采集的信號(hào)，傳遞給單片機(jī)STC89C52進(jìn)行計(jì)數(shù)。本設(shè)計(jì)中的主滾輪周長(zhǎng)1m，采用三菱變頻器FR-D720S-1.5KCHT對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)主滾輪傳動(dòng)的控制，通過(guò)晶體管陣列MC1413控制升降板步進(jìn)電機(jī)，從而確保檢測(cè)時(shí)車胎在主副滾輪之間。

2.2測(cè)控電路設(shè)計(jì)

測(cè)控電路部分主要包括電源模塊、顯示模塊、主控模塊、測(cè)量模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等部分組成。其中，測(cè)量模塊為測(cè)控電路中的核心部分，其原理如下：被檢汽車駛?cè)霗z測(cè)臺(tái)，步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)，車輪運(yùn)轉(zhuǎn)，輪胎下降至兩滾輪之間，變頻器啟動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度取決于變頻器頻率?；魻杺鞲衅鲗?duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行記錄并傳入單片機(jī)STC89C52，由單片機(jī)變成換算的數(shù)字量q（車輛特征系數(shù)），并通過(guò)串口發(fā)送到信息管理系統(tǒng)，顯示于操作界面。q表示車輛每行駛1 km發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)檢測(cè)輪傳輸給出租車計(jì)價(jià)器的信號(hào)數(shù)。而被檢車行駛1km發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)滾輪傳輸給計(jì)價(jià)器的信號(hào)數(shù)記做k。k為可調(diào)值。q與k兩者相比較，若相等，說(shuō)明被檢測(cè)出租車計(jì)價(jià)器合格；反之，不合格，并調(diào)特征量k，使其與q相同。

3　計(jì)價(jià)器檢定信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

計(jì)價(jià)器檢定信息管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)計(jì)價(jià)器檢定裝置的控制、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和檢定數(shù)據(jù)的管理。計(jì)價(jià)器檢定信息管理系統(tǒng)是基于PyQT4開(kāi)發(fā)的桌面應(yīng)用程序，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，通過(guò)pySerial模塊對(duì)計(jì)算機(jī)的串口進(jìn)行操作，控制計(jì)價(jià)器檢定裝置的運(yùn)行和數(shù)據(jù)傳輸。

3.1功能設(shè)計(jì)

根據(jù)《出租汽車計(jì)價(jià)器檢定規(guī)程》（JJG517-1998）的要求和出租車計(jì)價(jià)器檢定工作的實(shí)際需要［7-9］，在整個(gè)出租車計(jì)價(jià)器檢定的工作過(guò)程中，主要涉及的對(duì)象包括計(jì)價(jià)器、出租車輛、出租車駕駛員、出租車公司、檢定裝置、檢定記錄和檢定人員等?；诿嫦?qū)ο蟮乃枷?，?jì)價(jià)器檢定信息管理系統(tǒng)主要包括檢定過(guò)程管理、檢定記錄管理、計(jì)價(jià)器管理、出租車管理、駕駛員管理、出租車公司管理、檢定裝置管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和系統(tǒng)管理等模塊，具體系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

其中，檢定過(guò)程管理模塊主要包括計(jì)價(jià)器檢定、檢定系統(tǒng)自檢等功能。檢定記錄管理模塊主要包括檢定記錄查詢、檢定記錄統(tǒng)計(jì)、檢定記錄報(bào)表、檢定證書打印等功能。計(jì)價(jià)器管理模塊主要包括計(jì)價(jià)器信息管理、輪胎信息管理、計(jì)價(jià)器維修管理、輪胎更換管理、計(jì)價(jià)器掛失管理和計(jì)算機(jī)更換管理等功能。出租車管理模塊主要包括出租車信息管理、出租車駕駛員信息管理、年度未檢定車輛管理。檢定裝置管理模塊主要包括檢定裝置基本信息管理、檢定參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)通信管理、串口管理等功能。數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)初始化、數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)備份和數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)等功能。系統(tǒng)管理模塊主要包括系統(tǒng)用戶管理、系統(tǒng)用戶權(quán)限管理、用戶界面管理等功能。

3.2檢定流程分析

本文設(shè)計(jì)的計(jì)價(jià)器檢定系統(tǒng)在進(jìn)行計(jì)價(jià)器的檢定工作時(shí)，需要計(jì)價(jià)器檢定裝置和計(jì)價(jià)器信息管理系統(tǒng)協(xié)同工作，計(jì)價(jià)器的檢定過(guò)程如圖3所示。

圖3　檢定過(guò)程流程圖

3.2.1系統(tǒng)自檢。該過(guò)程首先對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)計(jì)價(jià)器檢定裝置是否能夠正常接收檢定信息系統(tǒng)發(fā)出的指令，如果通訊網(wǎng)絡(luò)正常，接著檢測(cè)各傳感器是否能正常工作。

3.2.2系統(tǒng)初始化。系統(tǒng)自檢正常后，根據(jù)檢定車輛的類型，系統(tǒng)將各計(jì)數(shù)器清零，設(shè)置檢定裝置主滾輪所需運(yùn)轉(zhuǎn)的圈數(shù)和轉(zhuǎn)速。

3.2.3電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)計(jì)數(shù)器未達(dá)到設(shè)定條件時(shí)，計(jì)價(jià)器檢定裝置主滾輪按照設(shè)定的圈數(shù)和轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2.4數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)計(jì)數(shù)完成后，計(jì)價(jià)器檢定裝置將傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)串口上傳到計(jì)價(jià)器信息管理系統(tǒng)。

3.2.5數(shù)據(jù)處理。計(jì)價(jià)器信息管理系統(tǒng)接收到計(jì)算機(jī)檢定裝置傳遞的數(shù)據(jù)后，讀取被檢車輛和計(jì)價(jià)器的相關(guān)信息，計(jì)算該計(jì)價(jià)器的超程誤差，判斷是否處于合格范圍內(nèi)，并將各數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3.2.6系統(tǒng)復(fù)位。數(shù)據(jù)處理完畢后，將計(jì)算機(jī)檢定裝置恢復(fù)初始狀態(tài)，待下輛被檢車輛進(jìn)行檢測(cè)；檢定信息管理系統(tǒng)打印輸出檢定證書，并建立新的空白檢定記錄。

4　結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)出租車計(jì)價(jià)器檢定系統(tǒng)，該系統(tǒng)由計(jì)價(jià)器檢定裝置和檢定信息管理系統(tǒng)兩部分組成。計(jì)價(jià)器檢定裝置以單片機(jī)STC89C52為核心，實(shí)現(xiàn)計(jì)價(jià)器的檢定；檢定信息管理系統(tǒng)控制檢定裝置的運(yùn)行，并管理相關(guān)檢定信息。目前，該系統(tǒng)工作正常穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。但是自動(dòng)化程度仍然不足，今后可以引入計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，提高檢定精度，減少檢定信息的錄入工作量；另外，該系統(tǒng)的檢定方式，出租車需要集中到檢定現(xiàn)場(chǎng)，容易造成交通堵塞，能源消耗較大，未來(lái)便捷高效的移動(dòng)檢定系統(tǒng)將是出租車計(jì)價(jià)器檢定系統(tǒng)的發(fā)展方向。

［1］前瞻產(chǎn)業(yè)研究院.2015-2020年中國(guó)出租車行業(yè)經(jīng)營(yíng)管理模式與投資發(fā)展預(yù)測(cè)分析報(bào)告［EB/OL］.（2015-10-15）［2016-06-20］.http://mt.sohu.com/20151015/n423319197.shtml.

［2］姜樺.我國(guó)出租汽車行業(yè)的規(guī)制研究［D］.成都：西南交通大學(xué)，2010.

［3］馬江華.出租車計(jì)價(jià)器檢定中常見(jiàn)問(wèn)題的解析［J］.計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2011（8）：42.

［4］宋月超，蔡永洪，王海燕，等.出租車計(jì)價(jià)器檢定、管理問(wèn)題匯總和解決方法研究［J］.計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2014（8）：37-39.

［5］劉茂松，項(xiàng)仁偉.出租車計(jì)價(jià)器“不準(zhǔn)”的分析［J］.品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2015（6）：76-77.

［6］JJG517-2009.出租車計(jì)價(jià)器檢定規(guī)程［S］.

［7］張琳，汪顯陽(yáng).Access數(shù)據(jù)庫(kù)在出租車計(jì)價(jià)器檢定管理中的應(yīng)用［J］.計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2008（12）：20-22.

［8］鄭鳳杰，呂運(yùn)朋，陳傳嶺.多臺(tái)出租車計(jì)價(jià)器檢定管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.自動(dòng)化與儀器儀表，2004（5）：19-21.

［9］王立忠，王薏林，賀五洋.基于單片機(jī)的出租車計(jì)價(jià)器檢定裝置的設(shè)計(jì)［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2014（6）：624-631.

Design of Taximeter Verification System

Zhao YunliBai Hongmei
（Nanyang Municipal Quality and Technical Supervision and Inspection Center，Nanyang Henan 473000）

In order to further improve the efficiency of the taximeter verification，this paper introduced how to design a taximeter calibration system，focusing on the design ideas，structures and functions of the system.The system was divided into the meter verification device and information management system，it could test the taximeter error，and it used a database of test records for effective management.Through the actual inspection，the system was designed to achieve the desired purpose.

taximeter；verification；microcontroller；information management system

U463.7

A

1003-5168（2016）07-0035-03

2016-06-25

趙云麗（1985-），女，碩士，工程師，研究方向：出租車檢定及電氣儀表計(jì)量檢定。