基于stm32的地铁自动验票系统设计(附件)【字数：11543】
摘 要在我国高速化发展的经济下，人们日常出行的次数不断增加。随之而来的就是堵车问题，地铁因为不用考虑堵车问题也就自然而然地成为了出行方式的首选。但在高峰时段地铁进出站口也会经常出现拥堵现象，地铁自动验票系统对于进出站口拥堵问题起到了良好的解决效益。本设计研究的是基于STM32的地铁自动验票系统，硬件部分采用了STM32为主控芯片，OV7670摄像头采集二维码，AL422存储器为数据存储单元，XFS5152芯片为语音模块。软件部分采用KEIL进行编程和处理。最终通过STM32芯片的处理实现使用IC卡和扫描手机端二维码这两种进出站手段，并能进行简单的语音提醒。满足了当代人对快节奏生活的需求，也方便乘客通过手机端查询自己的出行记录。对于地铁管理方面，自动验票技术也节省了许多人力。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2自动验票系统发展趋势 1
1.3课题研究的主要内容 2
第二章 系统总体设计 3
2.1系统功能需求分析 3
2.2微处理器选型分析 4
2.3系统硬件方案设计 4
2.4本章小结 5
第三章 系统硬件设计 6
3.1微控制器最小系统设计 6
3.1.1系统电源电路设计 6
3.1.2复位与晶振电路设计 7
3.2识别模块的设计与实现 8
3.2.1二维码采集的设计与实现 8
3.2.2读写器的设计与实现 9
3.3机芯控制模块的设计与实现 10
3.3.1机芯控制模块功能需求分析 10
3.3.2机芯控制模块硬件电路设计 11
3.4语音模块的设计与实现 12
3.4.1语音合成系统的设计 12
3.4.2语音合成模块的连接 13
3.5本章小结 13
第四章 系统软件设计 14
4.1开发环境简介 14
4.2控制程序架构 14
4.3子程序设计 16
4.3.1子程序初始化 16
4.3.2二维码 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
图像采集程序设计 17
4.3.3读写器接口设计 18
4.3.4串口发送子程序设计 20
4.4本章小结 20
第五章 系统的调试与测试 21
5.1系统整体功能测试 21
5.2系统压力测试 22
5.3本章小结 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
附录 26
第一章 绪论
1.1课题研究的背景和意义
众所周知，我国人口非常庞大。到2015年底，我国的人口已经达到了14亿。面对不断提升的国民经济水平以及不断加快的城镇化水平，城市的交通问题越来越加剧。根据2015年的统计，我国城镇化率与城镇常住人口分别达到了56%与7.7亿，照这个速度下去，到2020年我国的城镇化率将会突破60%。一系列的问题随着大量人口的涌入已经出现在了城镇中，其中交通问题是最应该关注的。建造天桥、架设立交桥、加修城市道路、实时私家车限号、发展地铁，这些都是政府为了解决交通问题采取的手段。不得不说发展轨道交通是最为有效的手段，截至2015年我国已经有37座城市拥有了地铁。
与其他城市交通工具相比，地铁具有充分利用空间和避免道路拥堵的优势。当然，它还有其他的优点。首先是地铁的运量大。地铁的运输能力是公交车的810倍，这点是其他交通工具不能比的。其次是地铁的速度快。地铁的速度可以达到每小时一百公里。
现在，国际上许多城市的客运任务都主要交于地铁承担。莫斯科、巴黎、东京和纽约这些都是利用地铁最具有代表性的城市。想象一下，要是地铁不存在，这些城市的交通会有多拥堵；要是地铁不存在，这些城市的发展将会被怎样限制。
自动验票系统是自动售检票系统以及地铁运行中不可或缺的一环。它的使用大大减轻了检票员的负担，提高了乘客进出车站的速度并且减少乘客停留在车站的时间。同时该系统也利于运营方制定里程计价表，对乘客的利益起到了维护效应，也使运营方的运营效率和效益得到了提高。目前自动验票系统应用已经很广泛，技术也比较成熟，但目前的验票系统大多不支持二维码验票。针对于现今快节奏的生活以及手机二维码的普及，设计出一款支持IC卡和二维码验票的系统具有十分重要的意义。
1.2自动验票系统发展趋势
近几年，大量资源被投入进地铁的规划和建设当中，地铁的建设也带动了自动售检票系统（简称AFC）产业的进步。目前，中国有很多从事AFC设备研发和生产的公司，但其产品质量水平并不理想，主要的问题体现于设备稳定性不佳，维护和后续服务不周全等方面。很多企业并不是专攻此类产品的，只是把从其他公司的直接采购来的零件加在一起，同时国家对于这方面的标准体系又不完善，导致产品质量很差。另外很多客户在产品选择上并没有考虑到自身使用的需求，只知道追求设备的先进性，许多厂商为了满足客户的需求，远离了产品设计本身的一些基本原则，产品质量差，产品系统性混乱。尽管目前自动售票机等AFC设备水平与发达国家之间还是有差距的，但经过对地铁自动售票机控制系统的研究与开发，我国企业在努力中也取得了不俗的成绩显示出了相当良好地发展势头。
（1）标准化
任何行业的发展都离不开与其相关的标准和规范。只有采用一定的标准，产品的质量才能得到有效地调控和保证。中国国家标准化管理委员会于2007年实施了首个AFC系统的国家标准《城市轨道交通自动售检票系统技术条件》，在此我国自动售检票系统的标准化终于迈出了第一步。同时，相关企业对自己的要求也严格了起来，制订了属于自己企业自己的标准，使产品的质量得到了提高，并减轻了公司管理上的负担。
（2）国产化
虽然我国的AFC设备在技术上暂时还不如外国，很多核心设备是直接从国外进口的，要想要摆脱这种束缚，必须走上核心技术国产化，运营企业想要降低建造维护成本就必须走国产化，企业才可以真正的发展起来。在这轨道交通蓬勃发展的时期，AFC设备有着巨大的需求量，政府早已感受到了城市轨道交通国产化的必要，因此AFC系统的建设也提出了国产化率达到60％70％。因为在我国AFC起步比较晚，且没有太多的实际经验，只能学习别国从中学习、创新，在实践中积累经验，不断进步。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2自动验票系统发展趋势 1
1.3课题研究的主要内容 2
第二章 系统总体设计 3
2.1系统功能需求分析 3
2.2微处理器选型分析 4
2.3系统硬件方案设计 4
2.4本章小结 5
第三章 系统硬件设计 6
3.1微控制器最小系统设计 6
3.1.1系统电源电路设计 6
3.1.2复位与晶振电路设计 7
3.2识别模块的设计与实现 8
3.2.1二维码采集的设计与实现 8
3.2.2读写器的设计与实现 9
3.3机芯控制模块的设计与实现 10
3.3.1机芯控制模块功能需求分析 10
3.3.2机芯控制模块硬件电路设计 11
3.4语音模块的设计与实现 12
3.4.1语音合成系统的设计 12
3.4.2语音合成模块的连接 13
3.5本章小结 13
第四章 系统软件设计 14
4.1开发环境简介 14
4.2控制程序架构 14
4.3子程序设计 16
4.3.1子程序初始化 16
4.3.2二维码 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
图像采集程序设计 17
4.3.3读写器接口设计 18
4.3.4串口发送子程序设计 20
4.4本章小结 20
第五章 系统的调试与测试 21
5.1系统整体功能测试 21
5.2系统压力测试 22
5.3本章小结 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
附录 26
第一章 绪论
1.1课题研究的背景和意义
众所周知，我国人口非常庞大。到2015年底，我国的人口已经达到了14亿。面对不断提升的国民经济水平以及不断加快的城镇化水平，城市的交通问题越来越加剧。根据2015年的统计，我国城镇化率与城镇常住人口分别达到了56%与7.7亿，照这个速度下去，到2020年我国的城镇化率将会突破60%。一系列的问题随着大量人口的涌入已经出现在了城镇中，其中交通问题是最应该关注的。建造天桥、架设立交桥、加修城市道路、实时私家车限号、发展地铁，这些都是政府为了解决交通问题采取的手段。不得不说发展轨道交通是最为有效的手段，截至2015年我国已经有37座城市拥有了地铁。
与其他城市交通工具相比，地铁具有充分利用空间和避免道路拥堵的优势。当然，它还有其他的优点。首先是地铁的运量大。地铁的运输能力是公交车的810倍，这点是其他交通工具不能比的。其次是地铁的速度快。地铁的速度可以达到每小时一百公里。
现在，国际上许多城市的客运任务都主要交于地铁承担。莫斯科、巴黎、东京和纽约这些都是利用地铁最具有代表性的城市。想象一下，要是地铁不存在，这些城市的交通会有多拥堵；要是地铁不存在，这些城市的发展将会被怎样限制。
自动验票系统是自动售检票系统以及地铁运行中不可或缺的一环。它的使用大大减轻了检票员的负担，提高了乘客进出车站的速度并且减少乘客停留在车站的时间。同时该系统也利于运营方制定里程计价表，对乘客的利益起到了维护效应，也使运营方的运营效率和效益得到了提高。目前自动验票系统应用已经很广泛，技术也比较成熟，但目前的验票系统大多不支持二维码验票。针对于现今快节奏的生活以及手机二维码的普及，设计出一款支持IC卡和二维码验票的系统具有十分重要的意义。
1.2自动验票系统发展趋势
近几年，大量资源被投入进地铁的规划和建设当中，地铁的建设也带动了自动售检票系统（简称AFC）产业的进步。目前，中国有很多从事AFC设备研发和生产的公司，但其产品质量水平并不理想，主要的问题体现于设备稳定性不佳，维护和后续服务不周全等方面。很多企业并不是专攻此类产品的，只是把从其他公司的直接采购来的零件加在一起，同时国家对于这方面的标准体系又不完善，导致产品质量很差。另外很多客户在产品选择上并没有考虑到自身使用的需求，只知道追求设备的先进性，许多厂商为了满足客户的需求，远离了产品设计本身的一些基本原则，产品质量差，产品系统性混乱。尽管目前自动售票机等AFC设备水平与发达国家之间还是有差距的，但经过对地铁自动售票机控制系统的研究与开发，我国企业在努力中也取得了不俗的成绩显示出了相当良好地发展势头。
（1）标准化
任何行业的发展都离不开与其相关的标准和规范。只有采用一定的标准，产品的质量才能得到有效地调控和保证。中国国家标准化管理委员会于2007年实施了首个AFC系统的国家标准《城市轨道交通自动售检票系统技术条件》，在此我国自动售检票系统的标准化终于迈出了第一步。同时，相关企业对自己的要求也严格了起来，制订了属于自己企业自己的标准，使产品的质量得到了提高，并减轻了公司管理上的负担。
（2）国产化
虽然我国的AFC设备在技术上暂时还不如外国，很多核心设备是直接从国外进口的，要想要摆脱这种束缚，必须走上核心技术国产化，运营企业想要降低建造维护成本就必须走国产化，企业才可以真正的发展起来。在这轨道交通蓬勃发展的时期，AFC设备有着巨大的需求量，政府早已感受到了城市轨道交通国产化的必要，因此AFC系统的建设也提出了国产化率达到60％70％。因为在我国AFC起步比较晚，且没有太多的实际经验，只能学习别国从中学习、创新，在实践中积累经验，不断进步。
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