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自动售票机中硬币单元的嵌入式设计与实现
| 论文题名： | 自动售票机中硬币单元的嵌入式设计与实现 |
| 关键词： | 硬币处理单元;硬件冗余;故障管理;层次式状态机 |
| 摘要： | 地铁系统的广泛应用在解决城市交通拥阻问题的同时，也对轨交配套设施的现代化程度提出了更高的要求。自动售票机是地铁自动售检票系统中一个重要的组成部分。其中的硬币处理单元，因为国内的设计经验有限，市售产品或多或少地存在有效工作时间不长、找零硬币数不准等可靠性问题。文中关于硬币处理单元的可靠性设计对此进行了解决。 文章首先从硬币处理单元与整个地铁自动售检票系统的关系入手，介绍了硬币单元的功能与结构；而后，结合它的可靠性问题，提出课题的任务；在分析硬币单元可能故障的基础上，提出提高硬币单元可靠性的设计方案，并在最后详细介绍了相应的软件实现。 硬币单元可靠性问题的解决方案及其软件实现是全文论述的重点。不同于同类设计单纯减少故障发生率的做法，通过引入容错思想，加入故障管理机制，笔者从有效应对设备故障的角度来解决设备的可靠性问题。在不额外增加硬件成本的情况下，提出了以下设计方案： 一、对硬币单元中功能相近的找零斗、补充斗等互为冗余处理； 二、实现硬币单元故障自检，通过运行前测试等措施保证故障部件的及时发现； 三、加入“试验”等判定机制，实现硬币单元的故障白判定，排除误报影响； 四、提供测试命令支持，方便维护人员对故障部件的在线查询。 设计的软件实现基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统和QP状态机技术，这在地铁配套设备中同样是全新的尝试。笔者完成了操作系统在S3C44BOX芯片上的移植，利用μC/OS-Ⅱ中提供的消息队列实现了QEP的事件驱动，并基于并发线程完成硬币单元的编码。 目前，硬币单元的软件设计已经基本完成，进入现场测试阶段。试验情况表明：新的设计在发生故障误报和某些部件故障时拥有不同已往的连续工作能力，并且可以在维护后更快的重新投入工作。这些都体现了笔者的设计方案在提升硬币单元可靠性方面所起的一定作用。 |
| 作者： | 俞晟杰 |
| 专业： | 检测技术与自动化装置 |
| 导师： | 张美凤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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