专利名称：具有红外收发功能的出租车计价器的制作方法
技术领域：
本发明提出了采用红外(远红外)技术(以下统称红外技术)实现对出租汽车计价器各种工作状态的控制，数据的采集及传输方法，同时也提出了采用红外摇控采集器作为中间媒介，实现计价器和计算机之间的通讯问题。
出租汽车计价器是出租汽车行业运营载客时一件重要的计量收费器具。它可根据出租汽车的载客里程、待客时间及相应收费标准计算出乘客所应付的费用。传统的出租汽车计价器其结构如
图1所示。
其核心部分通常是由一片四位或八位的单片机或CPU构成。使用时，根据其运营情况，可通过面板部分的按键选择某一种工作状态。常用工作状态有“空车”、“昼间往返”、“夜间往返”、“昼间单程”、“夜间单程”、“等候”等。一旦选定某一种工作状态，计价器将自动转入这种工作状态下工作。这时，按装在汽车传动装置部分的转数脉冲传感器将发出脉冲信号给计价器，经整形放大后送到中央处理器，中央处理器记录和累加这些脉冲数，并依据所选择的轮胎直径系数换算出多少个脉冲为一单位里程，每得到一个单位里程，处理器就根据计费标准计算出运营价钱，如此往复直到这一状态结束，中央处理器给出了这一次运营的收费金额。这个结果可以通过显示器显示出来，可以通过微型打印机打印出来，同时，自动在内部累计起来。如果运营在“等候”状态下，这时中央处理器要通过内部时钟来记录时间量，并且要依据计费标准运算出多长时间量折合一个收费标准，从而计算出收费金额。从图2所示工作流程图我们会比较清楚的了解到传统的出租汽车计价器工作的情况。
由于这种传统的出租汽车计价器主要目的是用来进行单车收费的，一般不设置与外部设备进行通讯联络的接口，其内部能够记录的数据，随着其营业运行也就不断的刷新更换，不能长期保存起来。
随着现代化科学管理工作的发展，特别是计算机在行业管理上愈趋重要的角色，人们对出租汽车计价器的功能扩展有了更新更高的要求。出租汽车计价器已不单纯做为计量收费器具使用，而让其更多的充当管理工作的角色。这就要求出租汽车计价器所记录的各种数据能够提供给公司或上级管理部门做为掌握运营情况，实施行业管理的依据。
一、带有红外传输的出租汽车计价器传统的出租汽车计价器按装在每部汽车上，每当管理部门进行统计、结算时，就要用人工的方法到每部车上观察、抄录所需的数据，费时费力也容易产生差错。随着科学管理工作的不断深入，计算机参与管理已经提到日程表上。然而，如何将安装在每部车上的出租汽车计价器中的数据传输给计算机，确带来一些问题。由于车内空间小，不可能将计算机搬到车内操作，而计价器未经计量管理部门允许又不能随意拆下到计算机房使用。通常的作法只能用电缆连接的方式进行传输，但在实际使用中，往往由于电缆经常性的拆装，造成接触不良，甚至损坏，致使传输的数据误码率高，很不可靠。
为此，我们提出了采用红外技术实现出租汽车计价器与计算机的数据传输这一方法。其要点是在计价器和计算机之间，增加一个“红外遥控数据采集控制器”为中间媒介。这个采集器可制作的即小巧便携，又具有足够的数据存储容量，它通过红外遥感传输方式，一次性采集多台车计价器的数据，然后转输给计算机进行处理。进而，这种“红外遥控数据采集控制器”还可以扩充功能，使其自身就具有整理数据、统计、归纳、查询的能力，并可直接连接到打印机输出各种报表文件。利用这种“红外遥控数据采集控制器”还可以作为管理人员对计价器实行监督的功能。如实现计价器的时钟校准工作，统一计价器的标准时间，变更夏时制工作时间，对计价器清零，检查计价器的工作运营情况，为计价器提供公司名称、车号、监督电话等资料。
为了实现上述方法，一方面，在传统的出租汽车计价器基础上必须增加“红外收发”部分，另一方面还要制作一个“红外遥控数据采集控制器”。下面我们分别加以叙述。
前面我们已对传统的出租汽车计价器作了介绍，为了实现红外传输的目的，就要增加图3部分。
我们知道，在出租汽车计价器内部运行的总线上，数据是以并行方式进行传输的，而做为红外传输，往往使用的是串行数据码。(当然采用并行码并非不可，只是从工程角度讲，装置会更加庞大，不经济，除非要求传输速率很高时，一般是不采用并行传输的)这就要求有一个并行数据和串行数据相互转换的装置。这种装置，可以用软件产生，也可以由硬件实现。
图3画出的是用硬件实现的原理方法。
当发送数据时，移位寄存器输入的是并行数据，在处理器给出的定时脉冲和控制信号(L/S)控制下，首先将一个完整的并行码装入移位寄存器，然后顺序移位送出，从而在移位寄存器的输出端就得到了串行码，当接收数据时，串行数据首先一位位移送到寄存器中，移位凑足一个并行码，发出一次数据到计价器数据总线上，其实现起来并不困难。
当然，如果计价器内部处理器或接口芯片本身可以提供串行输入/输出，或有可用的I/O口作数据传送用，则该部分可以简单的用软件加以产生。
假定计价器Px口的O位为发送数据端，以八位数据为例，其发送子程序如图4。
发送的数据DATA首先送累加器A和暂存器B，并且用C寄存器做为计数器使用，由于是八位数据，我们设定计数值为08H，开始转换时，将累加器A中的数据和01H“与”运算，取最低位数，然后将这个数送Px口，由于Px口的有效位是O位，做为真正的数据发送端，这样就把八位并行数据的第一位发出。然后，计数器C减1，看其是否为零，为零就表示全部转换结束，非零就表示还未转换完毕。如果没有转换完毕，则暂存器B需右移一位，把高一位的数移到低一位，再重复上述操作，直到全部转换完成为止。
假定Px口的位7为接收数据端，并行八位数据是从低位到高位依次传送进来的，其数据转换子程序如图5。
为了接收外部数据，进入数据转换子程序后，首先应将使用的累加器A和暂存器B清零，然后设置计数器C为08H这些准备工作做好后，开始读入第一个数据，由于我们假定的Px口位7是数据接收端，因此读到累加器A中的数据，真正有用的是最高位数，将这个数“与”80H，只取有效位后，再用“或”方式放到暂存器B中保存起来。然后，计数器C减1，看其是否完成全部转换。如果没有转换完毕，则暂存器B需右移一位，再重复上述操作，直到八位数据全部接收到为止，计数器也为零了，这时在暂存器B中所得到的就是一个完整的并行八位码。
经过上述介绍的转换方式，在红外发送部分得到的串行数据，通常不是直接送到红外发射管发送，而是采用调制的方法将其在一个载波频率上发送出去，其最基本的调制原理可如图6所示。
由T1反相器和电阻器R可以构成一个基本振荡器。其输出送到T2与门的B输入端，与A输入端来的数据信号DATA相“与”，则输出端F就可得到一个调制的数据信号，此信号经缓冲器放大后，经红外发射管发送。
当接收数据时，经红外接收管感应到的信号经缓冲器放大整形后，得到的是被调制的数据信号，此数据信号必须进行解调。其解调原理如图7。
由红外光敏管接收到的信号，经前置缓冲器放大限幅后，送到带通滤波器，带通滤波器一般是可调的选频滤波器，将其调整到信号的中心频率上，(通常是30～60KHZ)这样就可阻断其他干扰信号，而使数据信号通过，然后经过检波器、积分器和施密特整形器，从而获得真正有用的数据。
上面的叙述只是一般原理性的说明。目前集成电路的迅速发展，人们已经很少再用分立元件制作了。市场上已有多种专用的红外接收、发射电路可供直接选用，其工作特性十分稳定可靠。
通过上述介绍，由于计价器增加了红外传输数据的功能，从实际使用情况考虑，我们应将其按排在“空车”状态下使用。整个计价器工作流程要有所调整。
如图8、图9所示。
计价器进入空车状态后，增加了一项判断是否有红外传输申请的工作，这就是要扫描红外接收输入口是否有红外收发申请信号，如发现有申请信号，自动转入数据传输子程序进行红外传输工作。
当计价器转入到红外传输工作后，其具体编程实现的方法有很多，图9的工作流程只是其中一例。首先计价器接收装入第一个字节，判断是否为正确的首码，如果不是就要发回一个错误标志码，直接退出来了。如果是正确的首码，则回答一个“认可”标志码，等待接收第二个字节数码。这第二个字节可以定为控制标志码，如果是正确的控制码，则转入到相应的分支进行处理，如果是错误的控制码，仍然要发回一个“错误”标志码，然后退出。
一般来讲，利用红外传输可分为三个工作分支。其一是直接控制计价器的工作状态转换，它可以通过接收一个或几个控制码，启动计价器进入某一种工作方式。例如用控制码“1AH”使计价器进入“临检”工作状态，用控制码“2BH”使计价器进入“累计”工作状态等等。其二是向计价器发送数据，也就是计价器接收外部传输过来的数据。诸如校准时钟，由外部提供一组标准的时钟数据代换计价器内部原有的时钟数据等等。其三是读取计价器内部数据，即将计价器内部保存的若干次运营的记录，其中包括运营里程、收费金额、等候时间、运营状态、起始日期、结束日期等等传送出来。
最后，对新接收的数据，通过校验和判断数据是否传输正确。如果正确发出“成功”标志码，如果错误发出“错误”标志码。对于发送的数据，为了对方进行校验，则最后发一个“校验和”才告结束。有关数据传输的格式，通常可有很多类型。在进行整体设计时要综合考虑。例如，计价器内部的中央处理器和外部相应采集装置，如选用同一类型的CPU。其数据传输可以直接选用机器码，这样传输的字节少，处理起来也容易。如果为了识别和分类方便，数据传输也可以采用ASCII码或自定义码，数据传输可以选用固定块结构，也可以采用浮动字节长度的结构形式，这些在通常的数据传输技术上方法是很多的。国际电工委员会及有关国际通讯机构有多种推荐标准可供参考，这里就不一一赘述。
二、红外遥控数据采集控制器红外遥控数据采集控制器有以下几项主要功能用途其一采用红外传输方式采集出租汽车计价器中存储的数据。
其二采用红外传输方式发给出租汽车计价器所需的数据。
其三采用红外遥控的方式，控制出租汽车计价器的各种运行工作状态。
其四将采集到的数据进行整理、统计、归纳、分类、查询、编排、汇总。
其五可连接打印机打印输出所需的各种报表。
其六可连接计算机将采集到的数据转储给计算机。
红外摇控数据采集控制器通常是由一个专用的单片或单板计算机构成。其结构原理如图10所示。
其中“红外传感收发单元”与按装在计价器内部的相应单元结构形式完全一样，并且其调制中心频率必须和计价器保持一致。工作状态选择最基本应具有“发送”、“接收”、“转储”、“统计”、“查询”几项功能;中央处理器CPU通过判别工作状态而转入某一项工作，标准时钟电路为时钟校准使用，多采用能够与CPU芯片可直接接口读取数据的专用时钟芯片构成。数据存储器除了采集器本身需要进行运算时使用一部分外，主要是用做存储所采集的计价器数据的。其存储空间大小可根据实际需要的数据量大小和总体设计要求而定。
为了能将数据转储到计算机中或连接打印机，采集器必须设置相应的I/O接口。考虑到通用性和适应性，我们选用国际通用的计算机标准并行接口或RS-232串行接口(仍然采用红外传输方式与计算机通讯并非不可，但在计算机上还要增加一套红外收发装置)。其整机工作流程如图11所示。
采集器开机后，首先要对其内部初始化，包括清除或预置某些状态标志，设置栈区指针，开辟和划分数据区，读取实时时钟数据等等。接下去先将显示定为实时时钟显示。(即将采集器平时设置成一个数字时钟)然后查询有无工作状态转换，即是否有某一功能按键被按下。如果没有，又转回读取实时时钟数据-显示时钟。如果其中某一按键按下，中央处理器迅速判别出来并转到某一工作状态下工作。主要工作内容不外乎图11所示的几项。有关“发送”和“接收”工作是采集器和计价器之间的数据交换过程，这其中也包括采集器对计价器的控制功能。有关情况前面已经加以叙述。
统计和查询是将采集到的数据进行处理的工作。可以根据要求按日、周、月、季、年、单车、车组、车队统计出各种营业数据，并可进行查询。
转储则是将数据转送到计算机中或是将统计出的报表送到打印机中进行打印。
上述介绍是以示例方式详尽说明本发明所提出的各项方法和装置的。
在按照本发明提出的方法做具体的实施过程中，可以有更多的实际措施，而不局限于上述实例介绍。
综上所述，根据本发明，我们可以用图12加以简明的体现出来。
带有红外传输功能的出租汽车计价器，通过红外方式和外部的红外遥控数据采集控制器进行通讯，可以将计价器内部的各种数据传送给红外遥控数据采集控制器，同时红外遥控数据采集控制器也可以向出租汽车计价器发送数据，这个数据可能是计价器所需的某些资料。(如车号、公司名称、时钟数据等)也可以是计价器用来启动或转换某一种工作状态的控制数据码。在出租汽车计价器和红外遥控数据采集器之间没有电缆线直接相连，而是通过红外线(包括远红外线)在一定距离内(例如5m以内，这和红外收发装置的输出功率等因素有关)进行通讯传输的，而红外遥控数据采集控制器和计算机或打印机之间则可通过电缆线进行连接，实现数据传输的。
权利要求
1.一种在出租汽车计价器上采用红外(远红外)传输技术实现出租汽车计价器与外部相应装置进行数据通讯的方法，其特征在于，与原有的出租汽车计价器相比，这种出租汽车计价器内部装有红外传输单元，用来进行数据通讯。
2.根据权力要求1.，出租汽车计价器内部装有红外发送装置，可以将计价器内部的各种数据码或控制码通过红外方式发送出去。
3.根据权力要求1.，出租汽车计价器内部装有红外接收装置，可以接收外部用红外方式传送的各种数据码或控制码到出租汽车计价器中。
4.根据权力要求1.，外部相应装置可以通过红外方式遥控出租汽车计价器，使其进入某种工作状态或转换到另一种工作状态。
5.一种采用红外技术的遥控装置，其目的是用于控制出租汽车计价器各种工作状态的启动、进入及转换。
6.一种采用红外技术的遥感装置，其目的是用于接收采集出租汽车计价器以红外方式发送出来的各种数据。
7.一种采用红外技术的遥送装置，其目的是用于以红外方式向出租汽车计价器发送各种数据。
8.根据权力要求5.和权力要求6.组合的装置，其目的是用于控制出租汽车计价器的各种工作状态及接收出租汽车计价器发送的各种数据。
9.根据权力要求5.和权力要求7.组合的装置，其目的是用于控制出租汽车计价器的各种工作状态及向出租汽车计价器发送各种数据。
10.根据权力要求6.和权力要求7.组合的装置，其目的是用于接收出租汽车计价器发出的各种数据和向出租汽车计价器发送各种数据。
11.根据权力要求5.、权力要求6.、权力要求7.、权力要求8.、权力要求9.、权力要求10.所述的各种装置，可以具有和计算机连接实现数据通讯功能。
12.根据权力要求5.、权力要求6.、权力要求7.、权力要求8.、权力要求9.、权力要求10.所述的各种装置，可以具有和打印机连接实现输出打印功能。
13.根据权力要求5.、权力要求6.、权力要求7.、权力要求8.、权力要求9.、权力要求10.所述的各种装置，可以具有对数据进行检索、查询、分类、规纳、统计、汇总、整理等功能。
全文摘要
一种带有红外收发装置的出租汽车计价器。一个与其相应的“红外遥控数据采集器”。它们之间通过红外传输的方式，即可以将出租汽车计价器内部储存的各种数据传送给“红外遥控数据采集器”，又可以利用“红外遥控数据采集器”去控制出租汽车计价器的各种工作状态，并发给出租汽车计价器所需的数据。“红外遥控数据采集器”本身可以对采集到的数据进行加工处理(诸如归纳、统计、查询、分类和直接打印输出等)，又可以做为中间媒介，将采集的数据转输给计算机。
文档编号G07B13/04GK1065944SQ92100359
公开日1992年11月4日 申请日期1992年1月21日 优先权日1992年1月21日
发明者马士俊, 李广通, 谷光远 申请人:马士俊, 李广通, 谷光远