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近年來城市軌道交通行業發展迅猛，乘客對列車舒適性有了更高的要求。目前城市軌道交通運營車輛提供給旅客的站點信息主要采用廣播、簡單的LED顯示燈和靜態站點線路圖三種形式。這三種形式不能清楚明了地為乘客提供站點信息，而且出錯率高，效率低下，存在資源浪費，提供信息單一等缺點。而基于單片機的車內動態站點信息顯示器是一種低功耗、信息容量大、低成本的新型裝置。這種新型裝置提高了列車信息實時的能力，減少了車內其他裝置使用率，避免乘客對列車運營信息的誤判，使整個運營更加靈活有效，增添乘客的舒適度，而且還能節省運營成本，提高經濟效益，減少工作人員的勞動強度等。

一、概述

（一）軌道交通車內電子動態站點顯示器概述

城市軌道交通車內電子動態站點顯示器是對現有指示裝置進行一種改進與創新。軌道交通車內電子動態站點顯示器的創新點：

（1）實現一種圖形豐富、色彩分明、直觀易懂的地鐵列車運行站點信息的電子顯示屏。

（2）本項目中將模擬預留與列車通信的接口和功能，基于單片機平臺實現一種較為通用的電子顯示屏控制方案。本裝置控制采用以單片機為控制中心，計算機為輔助單元，計算機發送模擬的列車運營信息到信號接收器，由單片機進行信號處理，從而實現LED顯示屏的順利顯示。

（二）軌道交通車內電子動態站點顯示器的實現意義

由于地鐵站與站之間的距離長短不一，運行的時間自然也有一定程度的差別，可能會讓乘客無法精確計劃自己的日程計劃以及生活安排，這也給很多每天按時上班的乘客帶來一定困擾。外來人員乘坐地鐵，需要及時了解情況，因此，需要研究一種能讓旅客一目了然的指示乘車信息的顯示器，可方便乘客出行，更加有利于乘車秩序的優化。該項目不僅可以為乘客提供簡單而有效的乘車信息，也增添了車內空間的利用率，同時美化了車廂，給乘客以舒適感。同時也減少了地鐵的維修成本，使運營更加高效。

二、系統設計

（一）硬件設計結構與原理

硬件部分由電源、USB轉232、LED顯示和MCU控制4部分組成。硬件部分通過不斷接收PC發來的數據，來控制LED燈的顯示。結構方面：通常完成串口通信，有兩種方法，其一是用MAX232芯片，以9針串口輸出；另外一種是用PL2303芯片，用USB口輸出這里筆者使用pl2303作為串口轉232的主要芯片。這部分是硬件部分的主要部分，其中筆者未使用較為常用的MAX232作為電平轉換芯片，其主要原因是9針串口接口現在只有在少部分臺式機上才有，而幾乎所有的筆記本電腦都沒有配置9針串口接口，如果使用MAX232，雖然電路簡單了，成本降低了，但是使得設備的兼容性不強。反觀PL2303芯片，雖然只是在MAX232上多加了不到5元的成本，卻可以不僅完成串口通信，而且可以兼容各種具有USB接口的臺式機和筆記本，使設備兼容性變強。故筆者在設計這部分時，經過再三決策，最后選擇了如上做法。為了顯示系統的正常工作，筆者在設備中設置了上電Led提示。本項目使用的是紅綠雙色LED，LED選用高亮共陽，其中綠色接P0口，紅色接P2口，MCU通過對P0、P2的控制來控制LED的亮色。本部分使用共陽極LED主要是考慮到MCU的P0口對于高電平輸出功率較小，可能無法滿足8個LED同時點亮的功率，所以設計成MCU低電平有效。為使得動態效果更為明顯，筆者使用雙色LED等，使得未通過的車站為綠燈，已通過的車站顯示紅燈，讓乘客理解更為方便。

（二）軟件部分工作原理介紹

軟件部分是本項目第二個主要部分，這部分主要用來顯示視頻，通過接受列車控制系統傳來的列車運行時間和到達時間來發送相應數據，并控制硬件部分的工作。軟件主要分為兩個部分：第一部分：視頻部分此部分播放一段在電腦上模擬的視頻，在實際應用中可能以電視信號代替。第二部分：此部分為軟件部分中的重點部分，主要是實現列車模擬運營（具體實現如下圖）。從“松江大學城”至“七寶”站，列車到達時間為計時01:00(分鐘（)設計者模擬，后同），數字以秒滾動顯示（后同），計時開始時，計算機向串口（com3）發送字符''''0''''，即ASCⅡ碼值''''48（''''十進制）；20秒后發送字符''''1''''；再20秒后發送字符''''2''''，計時結束時發送字符''''3''''，并在屏幕中顯示，下一站：徐家匯；依次循環直到列車到達終點站：楊高中路，結束演示。列車狀態動態顯示，其中小紅點會隨著列車的行進不斷行進。使得動態效果更為明顯。

（三）軟件方面相關技術體現

軟件部分筆者使用VB來完成程序設計，選用VB的主要原因是在工業控制中，VB對于串口通信兼容性較好，同時，使用控制控件較為方便。VB也大量地在工業控制的上位機中使用作為主要的編程語言，所以，最后筆者使用Vb語言來進行編程。主要程序包括：1.打開視頻文件；2.打開圖片；3.時鐘初始化靜止（程序略）；4.串口初始化；5.判斷串口是否連接；6.定義計時器1初始化程序。控件部分：1.繼續播放控件PrivateSubCommand1_Click()；Timer1.Enabled=False；MediaPlayer1.Rate=1''''播放視頻；MediaPlayer1.play；EndSub2.暫停播放控件PrivateSubCommand2_Click()；MediaPlayer1.Stop''''停止播放；EndSub3.運行控件（程序略）；4.停止控件（程序略）；5.退出控件；PrivateSubCommand5_Click()；End本項目軟件部分，主要利用了7個定時器，來控制各階段的計時及數據的輸出，完成了上位機控制的功能。

三、通信部分結構與工作原理介紹

串口通信盡管比按字節（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發送數據的同時用另一根線接收數據。它很簡單并且能夠實現遠距離通信。典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成：（1）地線；（2）發送；（3）接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發送數據的同時在另一根線上接收數據。串口通信最重要的參數是波特率、數據位、停止位和奇偶校驗。對于兩個進行通信的端口，這些參數必須匹配。四、結語本文設計的顯示器可實現多種信息方式的顯示，在單片機控制的方式下，顯示內容的多少根據需要進行增減，秩序進行編程即可實現。系統字符顯示穩定、清晰，具有一定的通用性，系統稍做擴展可廣泛應用戶內戶外廣告牌顯示。