出租车计价器检定系统的设计

赵云丽　柏红梅

（南阳市质量技术监督检验测试中心，河南　南阳　473000）

出租车计价器检定系统的设计

赵云丽柏红梅

（南阳市质量技术监督检验测试中心，河南南阳473000）

为了进一步提高出租车计价器检定工作的工作效率，设计一个出租车计价器检定系统，着重介绍该系统的设计思路、结构及主要功能。该系统分为计价器检定装置和信息管理系统两部分，可以实现出租车计价器计程误差的检定，并利用数据库对检定记录进行有效的管理。通过实际检验，该系统达到了预期的设计目的。

出租车计价器；检定；单片机；信息管理系统

随着我国国民经济的飞速发展，我国民众的生活水平日益提高，我国出租汽车的数量也迅速增多，统计数据表明，截至2014年，全国约有137万辆出租车，全国出租车年增长率约为3%，相应计量检定机构的出租车计价器检定工作量变得相当繁重［1，2］。目前，某些出租车计价器检定控制装置仍然由机械元器件组成，对出租车辆、出租车驾驶员、检定记录等相关记录仍然采用纸质记录，工作效率较低，数据安全性较差［3-5］。本文设计了一个出租车计价器检定系统，以期能够进一步提高出租车计价器检定工作的工作效率，以及检定数据的可靠性和安全性。

1　总体设计思路

出租车计价器检定系统由计价器检定装置和计价器检定信息管理系统两部分组成。根据国家质量监督检验总局2009年发布的《出租车计价器检定规程》（JJG517-2009）要求：“出租车计价器不能使用电子分频器，也不能引用电子车速里程表传感器的信号替代计价器的传感器”［6］。计价器检定装置以单片机STC89C52为核心，通过变频器控制电机拖动出租车车轮运转，根据检定装置电机的运转速度、累计转数和出租车计价器检测点的转数和轮胎尺寸以及计价器的显示数值，计算得到出租车计价器的计程误差，计价器计程误差合格范围为（-4.0%～+1.0%），若计价器的计程误差在此范围内为合格，超过此范围为不合格。计价器检定信息管理系统主要负责控制计价器检定装置、系统参数设置和检定记录的管理。整个出租车计价器检定系统由计价器检定信息管理系统发出指令，计价器检定装置接受并执行指令，控制机械装置执行机构的动作，并将采集的数据发送给计价器检定信息管理系统。出租车计价器检定系统工作流程如图1所示。

2　计价器检定装置设计

计价器检定装置主要由机械装置和测控电路组成，机械装置主要根据检定要求拖动被检车辆产生传感器的信号，测控电路部分采用STC89C52单片机对传感器信号进行检测、处理，并将数据通过串口传输给计价器检定信息管理系统。

图1　出租车计价器检定系统工作流程

2.1机械装置设计

计价器检定装置的机械装置部分主要包括驱动电机、起落架、制动装置、滚轮和霍尔传感器等。滚轮由主滚轮和副滚轮组成，主滚轮起传动作用，副滚轮起承托作用，检测时被检汽车轮胎落在主副滚轮之间。霍尔传感器安装于主滚轮轴端，当主滚轮转动一周，霍尔传感器将采集的信号，传递给单片机STC89C52进行计数。本设计中的主滚轮周长1m，采用三菱变频器FR-D720S-1.5KCHT对电机转速进行调速，实现对主滚轮传动的控制，通过晶体管阵列MC1413控制升降板步进电机，从而确保检测时车胎在主副滚轮之间。

2.2测控电路设计

测控电路部分主要包括电源模块、显示模块、主控模块、测量模块和电机驱动模块等部分组成。其中，测量模块为测控电路中的核心部分，其原理如下：被检汽车驶入检测台，步进电机启动，车轮运转，轮胎下降至两滚轮之间，变频器启动，电机转动速度取决于变频器频率。霍尔传感器对电机转动进行记录并传入单片机STC89C52，由单片机变成换算的数字量q（车辆特征系数），并通过串口发送到信息管理系统，显示于操作界面。q表示车辆每行驶1 km发动机通过检测轮传输给出租车计价器的信号数。而被检车行驶1km发动机通过滚轮传输给计价器的信号数记做k。k为可调值。q与k两者相比较，若相等，说明被检测出租车计价器合格；反之，不合格，并调特征量k，使其与q相同。

3　计价器检定信息管理系统设计

计价器检定信息管理系统主要负责对计价器检定装置的控制、系统参数设置和检定数据的管理。计价器检定信息管理系统是基于PyQT4开发的桌面应用程序，系统数据库采用MySQL设计，系统采用C/S架构，通过pySerial模块对计算机的串口进行操作，控制计价器检定装置的运行和数据传输。

3.1功能设计

根据《出租汽车计价器检定规程》（JJG517-1998）的要求和出租车计价器检定工作的实际需要［7-9］，在整个出租车计价器检定的工作过程中，主要涉及的对象包括计价器、出租车辆、出租车驾驶员、出租车公司、检定装置、检定记录和检定人员等。基于面向对象的思想，计价器检定信息管理系统主要包括检定过程管理、检定记录管理、计价器管理、出租车管理、驾驶员管理、出租车公司管理、检定装置管理、数据库管理和系统管理等模块，具体系统功能结构如图2所示。

图2　系统功能结构图

其中，检定过程管理模块主要包括计价器检定、检定系统自检等功能。检定记录管理模块主要包括检定记录查询、检定记录统计、检定记录报表、检定证书打印等功能。计价器管理模块主要包括计价器信息管理、轮胎信息管理、计价器维修管理、轮胎更换管理、计价器挂失管理和计算机更换管理等功能。出租车管理模块主要包括出租车信息管理、出租车驾驶员信息管理、年度未检定车辆管理。检定装置管理模块主要包括检定装置基本信息管理、检定参数设置、网络通信管理、串口管理等功能。数据库管理模块主要包括数据库初始化、数据库参数、数据库备份和数据库恢复等功能。系统管理模块主要包括系统用户管理、系统用户权限管理、用户界面管理等功能。

3.2检定流程分析

本文设计的计价器检定系统在进行计价器的检定工作时，需要计价器检定装置和计价器信息管理系统协同工作，计价器的检定过程如图3所示。

图3　检定过程流程图

3.2.1系统自检。该过程首先对通讯网络进行检测，检测计价器检定装置是否能够正常接收检定信息系统发出的指令，如果通讯网络正常，接着检测各传感器是否能正常工作。

3.2.2系统初始化。系统自检正常后，根据检定车辆的类型，系统将各计数器清零，设置检定装置主滚轮所需运转的圈数和转速。

3.2.3电机运转。当计数器未达到设定条件时，计价器检定装置主滚轮按照设定的圈数和转速进行运转。

3.2.4数据传输。当计数完成后，计价器检定装置将传感器采集到的数据通过串口上传到计价器信息管理系统。

3.2.5数据处理。计价器信息管理系统接收到计算机检定装置传递的数据后，读取被检车辆和计价器的相关信息，计算该计价器的超程误差，判断是否处于合格范围内，并将各数据存入数据库中。

3.2.6系统复位。数据处理完毕后，将计算机检定装置恢复初始状态，待下辆被检车辆进行检测；检定信息管理系统打印输出检定证书，并建立新的空白检定记录。

4　结语

本文设计了一个出租车计价器检定系统，该系统由计价器检定装置和检定信息管理系统两部分组成。计价器检定装置以单片机STC89C52为核心，实现计价器的检定；检定信息管理系统控制检定装置的运行，并管理相关检定信息。目前，该系统工作正常稳定，达到了预期的设计目的。但是自动化程度仍然不足，今后可以引入计算机视觉技术，提高检定精度，减少检定信息的录入工作量；另外，该系统的检定方式，出租车需要集中到检定现场，容易造成交通堵塞，能源消耗较大，未来便捷高效的移动检定系统将是出租车计价器检定系统的发展方向。

［1］前瞻产业研究院.2015-2020年中国出租车行业经营管理模式与投资发展预测分析报告［EB/OL］.（2015-10-15）［2016-06-20］.http://mt.sohu.com/20151015/n423319197.shtml.

［2］姜桦.我国出租汽车行业的规制研究［D］.成都：西南交通大学，2010.

［3］马江华.出租车计价器检定中常见问题的解析［J］.计量与测试技术，2011（8）：42.

［4］宋月超，蔡永洪，王海燕，等.出租车计价器检定、管理问题汇总和解决方法研究［J］.计量与测试技术，2014（8）：37-39.

［5］刘茂松，项仁伟.出租车计价器“不准”的分析［J］.品牌与标准化，2015（6）：76-77.

［6］JJG517-2009.出租车计价器检定规程［S］.

［7］张琳，汪显阳.Access数据库在出租车计价器检定管理中的应用［J］.计量与测试技术，2008（12）：20-22.

［8］郑凤杰，吕运朋，陈传岭.多台出租车计价器检定管理系统的设计［J］.自动化与仪器仪表，2004（5）：19-21.

［9］王立忠，王薏林，贺五洋.基于单片机的出租车计价器检定装置的设计［J］.吉林大学学报（信息科学版），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

赵云丽（1985-），女，硕士，工程师，研究方向：出租车检定及电气仪表计量检定。