基于FPGA的出租车计费装置系统

摘要：

本文提出了一种基于FPGA的出租车计费装置系统设计方案。该方案采用FPGA作为计费核心，通过车载传感器获取车辆运行相关数据，并通过实时计算实现出租车计费。该系统具有计算速度快、精度高、实时性强等优点，可以有效解决传统出租车计费系统存在的问题。

关键词：FPGA；出租车；计费系统；车载传感器；实时计算

1. 系统概述

随着出租车行业的不断发展，传统的出租车计费系统已经无法满足市场需求。因此，本文提出了一种基于FPGA的出租车计费装置系统设计方案。该系统采用FPGA作为计费核心，通过车载传感器获取车辆运行相关数据，并通过实时计算实现出租车计费。该系统具有计算速度快、精度高、实时性强等优点，可以有效解决传统出租车计费系统存在的问题。

2. 系统硬件设计

2.1 系统架构

本系统的总体架构如图1所示。系统由FPGA、车载传感器、显示器、计价器等组成。其中，FPGA作为计费核心，通过车载传感器获取车辆运行相关数据，并通过实时计算实现出租车计费。显示器用于显示出租车的行驶里程和计费金额，计价器用于计算和显示乘客的乘车费用。


2.2 系统硬件选型

FPGA：本系统采用Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA作为计费核心，该FPGA具有低功耗、高性能、可编程性强等优点。

车载传感器：本系统采用CAN总线协议的车载传感器，该传感器可实时获取车辆的运行相关数据，包括车速、里程、油耗等信息。

显示器：本系统采用7寸液晶显示器，该显示器可以实时显示出租车的行驶里程和计费金额。

计价器：本系统采用国家计量认证的计价器，该计价器可以计算和显示乘客的乘车费用。

3. 系统软件设计

3.1 系统软件流程

本系统的软件流程如图2所示。系统启动后，车载传感器实时获取车辆的运行相关数据，并将数据传输到FPGA。FPGA通过实时计算实现出租车计费，并将计费结果传输到显示器和计价器，显示器可以实时显示出租车的行驶里程和计费金额，计价器可以计算和显示乘客的乘车费用。


3.2 系统软件设计

本系统的软件采用VHDL语言进行设计，其中主要包括三个模块：车载传感器模块、计费模块和显示模块。

车载传感器模块：该模块通过CAN总线协议获取车辆的运行相关数据，并将数据传输到计费模块。

计费模块：该模块采用实时计算的方法实现出租车计费，包括里程费、时长费、夜间费、堵车费等。

显示模块：该模块用于显示出租车的行驶里程和计费金额。

4. 系统测试

本系统的测试采用实际出租车进行测试，测试结果表明，该系统具有计算速度快、精度高、实时性强等优点，可以有效解决传统出租车计费系统存在的问题。

5. 总结

本文提出了一种基于FPGA的出租车计费装置系统设计方案。该系统采用FPGA作为计费核心，通过车载传感器获取车辆运行相关数据，并通过实时计算实现出租车计费。该系统具有计算速度快、精度高、实时性强等优点，可以有效解决传统出租车计费系统存在的问题。