FPGA技术实现的出租车计费系统设计

"基于FPGA出租车计费器的设计" 这篇毕业设计论文主要探讨了一种使用FPGA（Field-Programmable Gate Array）芯片设计出租车计费器的方法。设计者张建波在指导教师万军华的指导下，针对2011届信息与通信工程学院自动化专业的毕业设计进行了这项工作。 设计中，计费器由四个核心模块构成：速度模块、计程模块、计时模块以及计费模块。速度模块负责检测并计算出租车的行驶速度，这通常通过感应器和信号处理来实现。计程模块根据车辆行驶的距离来累加费用，可能利用GPS或其他定位系统的数据。计时模块则记录乘车时间，当车辆暂停或等待时，能够准确计时。最后，计费模块整合速度和时间信息，按照预设的计费规则计算出乘客应支付的费用。 为了验证设计的正确性和效率，论文详细阐述了各模块的设计过程，并提供了仿真波形图。通过QuartusII——一种常用的FPGA开发工具，作者进行了硬件描述语言VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）编程，实现了计费器的功能。VHDL是一种用于数字电路设计的编程语言，能精确描述硬件的行为和结构。 设计的目标不仅是让计费器能够自动根据行驶里程收费，还考虑到了低功耗的需求，从而提高了设备的能源效率。此外，该计费器还具备模拟汽车不同状态的能力，如启动、停止和暂时的停车，这使得它更具通用性和适应性。 出租车计费器的总体设计包括对标准计费规则的理解和整体框架的规划。在标准部分，设计者需要理解当地交通法规对于出租车费用的规定，例如起步价、每公里费用、等待时间费用等。框架设计则涵盖了各个模块的连接方式以及信息传递的流程。 论文的详细内容还包括了各个模块的具体实现，例如速度模块如何从输入信号中提取速度信息，计程模块如何通过累积距离来计费，以及计时模块如何在不同的运行条件下准确计时。这些设计都充分考虑了实际应用中的各种情况，确保了计费器的可靠性和准确性。 这篇论文提供了一个创新且实用的基于FPGA的出租车计费器设计方案，不仅解决了低功耗问题，还提升了计费系统的性能和适应性，对于现代城市交通系统的智能化有着积极的意义。