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优化地铁PIS存储:USB与FAT32提升上海地铁存储效率
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更新于2024-08-31
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地铁列车乘客信息系统(PIS)是现代地铁中的关键组成部分,它为乘客提供实时的站点信息、提示和紧急通知。然而,现有的存储模块存在一些问题,如容量有限、转存过程复杂,特别是在上海地铁的部分线路中。针对这些问题,本文着重讨论了地铁列车PIS存储模块的设计优化。 首先,传统的存储方案可能采用闪存,但其容量小且文件管理复杂,例如音频文件编辑和传输过程中可能出现速度慢、性能不稳定的问题。为解决这一难题,作者提出采用USB作为通信方式,这样可以提高数据传输的便捷性和效率。USB接口使得文件可以直接从电脑上传到存储模块,支持FAT32文件系统,这有助于简化文件管理和提升存储空间利用率。 存储模块的硬件设计包括MCU(微控制器单元),它负责解析上位机的指令,执行读取和播放任务。通信模块则确保与上位机的有效通信,接收指令并反馈系统状态。USB接口模块则是硬件与外部设备交互的关键,支持数据的双向传输。 在软件设计方面,文章提到了存储模块的管理系统,包括文件的存储、检索、删除等操作,以及音频播放模块和屏幕显示模块对音视频文件的解码和实时播放。FAT32文件系统提供了用户友好的界面,使得文件管理更加直观和高效。 设计目标是提高存储模块的存储容量,简化操作流程,确保数据传输的稳定性和可靠性,从而提升地铁列车PIS的整体性能和用户体验。通过引入USB通信和FAT32文件系统,不仅解决了容量不足的问题,还提升了系统的灵活性和易用性。 总结来说,本文对地铁列车PIS存储模块的设计进行了深入探讨,旨在通过改进通信方式和优化存储策略,解决容量和操作便利性的问题,以适应现代地铁运营需求,提升乘客服务体验。
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地铁列车地铁列车PIS存储模块的设计存储模块的设计
简要介绍了地铁列车乘客信息系统的结构和功能,针对上海地铁部分线路的存储模块中存在的容量小和转存方
式复杂等问题,提出了以USB作为通信方式的存储模块,用FAT32文件系统作为存储方式。同时对存储的过程
进行了分析,介绍了存储模块的硬件和软件设计。
摘 摘 要要: 简要介绍了地铁列车乘客信息系统的结构和功能,针对上海地铁部分线路的
关键词关键词:
0 引言引言
地铁是现代城市公共交通中的一种重要的运输工具,具有方便快捷、节约能源和环境污染小等优点,是重要的城市交通工
具。地铁列车乘客信息系统(Passenger Information System,PIS)为乘客提供站点信息、提示信息和突发信息等,是乘客
获取信息的重要途径[1]。随着电子技术的发展,地铁列车通信设备不断更新换代,一些早期的列车通信设备已经不能满足地
铁列车运行的需求。在现有的一些地铁线路中,PIS的音频文件存储在闪存里,现有产品的闪存存储容量较小,编辑对应的音
频文件的过程较为繁琐;在从电脑传输文件到存储器的过程中,存取速度较慢,读取过程中性能不稳定,易出现中断和误读等
现象[2]。本文旨在对上述问题进行改进,设计方便稳定的解决方案。
1 地铁列车地铁列车PIS
地铁列车PIS由音频系统、LED显示系统和人工播报系统等组成。地铁列车PIS接收上位机发出的信号并对该信号进行分
析处理,读取存储器中对应的数据,将读出的数据进行音频播报、LED显示等。系统控制模块负责对接收的上位机信号进行处
理并控制音视频信息的播放,系统控制模块控制MCU各个子模块。通信模块负责与上位机进行通信,接收上位机发出的信
号,并将系统控制模块的处理结果反馈给上位机。USB接口模块进行电脑端与地铁列车PIS的数据传输,电脑端通过该模块直
接对地铁列车PIS传输音视频文件和文本文件等,将文件存放在存储模块中并可对存储模块进行读取以及删除等操作。音频播
放模块和屏幕显示模块接收并处理MCU模块发送的音视频文件,对音视频文件解码后进行播放[3]。系统组成如图1所示。
2 地铁列车地铁列车PIS存储模块存储模块
2.1 设计方案设计方案
地铁列车PIS存储模块主要对列车播报的语音信息、视频信息和文本文件等进行存储,一般需要较大的存储容量。MCU对
接收到的上位机命令进行分析处理,根据分析的结果读取存储模块对应的文件并进行播报。由于地铁线路的延伸和站点的维护
等原因,存储模块的文件需要做及时更新。以上因素对存储模块的稳定性、精确性和容量等方面都提出了较高的要求。
USB存储系统具有存储速度快、容量大和系统稳定等特点,能够满足地铁列车PIS对存储模块的要求。本设计采用USB存
储系统作为地铁列车存储模块的设计方案,以AT90USB1287[4]作为处理芯片,该芯片是8位微处理器,具有USB接口、128
KB的可编程Flash和4 KB的EEPROM;采用K9F4G08U0B作为NAND Flash存储芯片,该芯片具有512 MB的容量,能够满足
系统存储的需要。
2.2 硬件设计
硬件设计以电脑为主机,存储模块为从机,实现USB接入主机后,主机与设备之间互相通信。AT90USB1287的USB端口
既可作为主机又可作为从机,本设计将其作为从机使用。AT90USB1287包括一个64 B的控制端口、一个256 B的数据端口和5
个64 B的数据端口。K9F4G08U0B的地址与数据共用同一端口,进行分时复用。在设计中,将AT90USB1287的PF端口与
K9F4G08U0B的I/O端口连接,将AT90USB1287的PB端口控制K9F4G08U0B的读写等命令引脚。供电模块电压设计为3.3
V,硬件连接如图2所示。
3 软件设计软件设计
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