第一章自動(dòng)售票機(jī)的發(fā)展1.1發(fā)展自動(dòng)售票機(jī)的必要性1.1.1自動(dòng)售票機(jī)的出現(xiàn)動(dòng)售票機(jī)最早出現(xiàn)在60年代的歐美，到上世紀(jì)80年代，自動(dòng)售票機(jī)在美、日等發(fā)達(dá)國家迅速的普及和發(fā)展，其產(chǎn)品特點(diǎn)是集光、機(jī)、電、數(shù)字加密、智能軟件等技術(shù)于一體。24小時(shí)服務(wù)，無需專人盯守，省人工，省成本。1.1.2自動(dòng)售票機(jī)的概況隨著internet技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息的需求越來越大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的交互和查詢速度等性能的要求也越來越高。自動(dòng)售票機(jī)的發(fā)展能夠更快更好地完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化售檢票管理，智能卡等管理形式。而且隨著計(jì)算機(jī)的普及，信息處理量的不斷擴(kuò)大，手工處理方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了人們管理活動(dòng)的需要，各種工作都已經(jīng)從手工轉(zhuǎn)為自動(dòng)化，將使許多復(fù)雜、繁瑣、且需要很多人力的工作變得簡單。生活水平和工作環(huán)境促使人們更愿意選擇便捷快速的軌道交通作為出行首選，這樣就帶給軌道運(yùn)輸行業(yè)不小的壓力，運(yùn)營以外的壓力多體現(xiàn)在購票的人員配備上，為了便于人們出行和緩解軌道運(yùn)輸業(yè)人員分配上的壓力，自動(dòng)售票機(jī)成為了人工售票以外的最主要購票方式1.2自動(dòng)售票機(jī)的國內(nèi)發(fā)展2008年，京津城際鐵路建成，拉開了我國自動(dòng)售票系統(tǒng)的序幕。2011年，互聯(lián)網(wǎng)售票的出現(xiàn)，改變了旅客乘坐火車出行排隊(duì)購票的傳統(tǒng)方式。旅客僅需在互聯(lián)網(wǎng)上選擇支付欲購買的車次車票，就可使用自動(dòng)售票機(jī)、二代居民身份證輕松獲取已購車票。目前我國各條新建客運(yùn)專線均配備有自動(dòng)售檢票系統(tǒng)，這種趨勢也正向既有線車站發(fā)展，在不久的將來，更多的人會(huì)親自感受到自動(dòng)售票機(jī)給人們出行生活帶來的改變。目前我國對(duì)自動(dòng)售票機(jī)的研究取得了不小的成果，但仍然沒有形成完備的體系和產(chǎn)業(yè)，研究自動(dòng)售票機(jī)可進(jìn)一步帶動(dòng)我國售票機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)售票技術(shù)的研究可以相對(duì)應(yīng)的引進(jìn)最新的嵌入式技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)售票機(jī)的研制，提升機(jī)器的技術(shù)含量，對(duì)推動(dòng)我國自動(dòng)售票機(jī)行業(yè)的發(fā)展和提高我國自動(dòng)售票機(jī)的整體技術(shù)水平有著重要意義。1.3國外自動(dòng)售票機(jī)的發(fā)展自動(dòng)售票機(jī)最早出現(xiàn)在60年代的歐美，到上世紀(jì)80年代，自動(dòng)售票機(jī)在美、日等發(fā)達(dá)國家迅速的普及和發(fā)展，縱觀國外形勢，國外人力資源短缺，尤其是歐洲，發(fā)展自己工業(yè)人力資源不足的情況下，如果不采取便利的方式和方法解決人力資源不足的狀況，他們的發(fā)展將是怎樣一個(gè)情況？眾所周知，國外的科技水平相對(duì)較高，自動(dòng)售票機(jī)的發(fā)展也比較早，體系也相對(duì)成熟，而且國外的電子網(wǎng)絡(luò)和銀行網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是一種方便的消費(fèi)理財(cái)方式，自動(dòng)售票機(jī)制已經(jīng)成為今后購票方式的一個(gè)必然趨勢，但隨著外來人口和游客的日漸增多，國外自動(dòng)售票行業(yè)對(duì)多元化，國際化方向發(fā)展不足，是今后發(fā)展的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。第二章自動(dòng)售票機(jī)的用戶分析2.1乘客乘坐軌道交通運(yùn)輸線對(duì)于廣大市民來說，是出行的一個(gè)首選，既節(jié)省時(shí)間，又方便快捷。自動(dòng)售票機(jī)的出現(xiàn)使軌道交通運(yùn)輸業(yè)壓力大大減小，也漸漸的成了市民出行購票的一個(gè)主流方式。2.2工作人員2.2.1維護(hù)人員對(duì)自動(dòng)售票機(jī)的有維護(hù)權(quán)限的人員，在他們對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作之前需要對(duì)其身份進(jìn)行有效識(shí)別，該類工作人員對(duì)自動(dòng)售票機(jī)進(jìn)行故障檢查、產(chǎn)品說明、更換故障模塊動(dòng)作設(shè)置、電路維護(hù)、參數(shù)設(shè)置、恢復(fù)自動(dòng)售票機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)等操作。2.2.2操作人員即指的是對(duì)設(shè)備有操作權(quán)限的工作人員，主要進(jìn)行設(shè)備定期檢查、點(diǎn)檢處理、機(jī)器模塊維護(hù)等操作。2.2.3軟件開發(fā)人員即是指對(duì)自動(dòng)售票系統(tǒng)軟件更新、技術(shù)研發(fā)的工作人員，主要進(jìn)行對(duì)自動(dòng)售票機(jī)的軟件維護(hù)、技術(shù)研發(fā)等操作，是整個(gè)自動(dòng)售票系統(tǒng)的主干大腦組成。2.3系統(tǒng)業(yè)務(wù)層主要分為核心業(yè)務(wù)層和基礎(chǔ)業(yè)務(wù)層，核心業(yè)務(wù)層顧名思義是業(yè)務(wù)層的主干，主要組件包括：在TAM機(jī)上售出車票、更新車票、身份驗(yàn)證?；A(chǔ)業(yè)務(wù)層是業(yè)務(wù)層的根基，系統(tǒng)所有組件都依賴于基礎(chǔ)業(yè)務(wù)層，包括：接受和處理乘客購票款項(xiàng)、退換付款、車票讀寫、數(shù)據(jù)管理、狀態(tài)和模式管理、更新網(wǎng)絡(luò)操作日志以及為各組件提供定式服務(wù)等功能。2.4其他輔助單位系統(tǒng)的運(yùn)行少不了輔助單位的配合。2.4.1設(shè)備控制層即主要向系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備提供檢索、發(fā)送命令、更新狀態(tài)、反饋信息等功能，主要有TD（處理分發(fā)車票的內(nèi)部設(shè)備）、R/W（處理車票讀寫的內(nèi)部設(shè)備）以及打印機(jī)等設(shè)備。2.4.2數(shù)據(jù)鏈路與通信層該層主要完成對(duì)系統(tǒng)命令數(shù)據(jù)包的生成以及設(shè)備對(duì)命令執(zhí)行的狀態(tài)及時(shí)反饋給系統(tǒng)完成系統(tǒng)設(shè)備與售票機(jī)的消息傳送和文件傳輸。系統(tǒng)硬件模塊的主要功能和軟件的組成3.1硬件模塊部分3.1.1主控單元主要功能是運(yùn)行AFC系統(tǒng)的自動(dòng)售票業(yè)務(wù)軟件，調(diào)節(jié)TVM系統(tǒng)各個(gè)模塊間的工作以及系統(tǒng)與SC進(jìn)行交互。3.1.2顯示器與觸摸屏顯示器與觸摸屏即實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)TVM與乘客進(jìn)行可視化信息交互，考慮人體功能學(xué)，建議將乘客與顯示器的視角調(diào)節(jié)至垂直范圍±45°，水平范圍為±65°。3.1.3票卡讀卡器主要對(duì)旅客二代身份證進(jìn)行識(shí)別、對(duì)車票信息進(jìn)行核對(duì)以及產(chǎn)生各種交易數(shù)據(jù)的整合。3.1.4LED狀態(tài)顯示屏主要安裝在TVM頂部，以方便在后面排隊(duì)的乘客可及時(shí)查看票務(wù)信息，一般規(guī)定可視范圍為30M.3.1.5不間斷電源UPS(不間斷電源)的主要功能：將TVM供電與外間環(huán)境隔離，并且給系統(tǒng)各個(gè)模塊單獨(dú)提供電源。在外接電源斷開的情況下，依然源源不斷提供電源給系統(tǒng)，保證TVM還能正常工作一段時(shí)間，以保存數(shù)據(jù)，以免丟失。3.2軟件部分3.2.1軟件系統(tǒng)構(gòu)架從系統(tǒng)的開發(fā)、軟件維護(hù)、軟件更新等方面考慮，可將自動(dòng)售票機(jī)軟件系統(tǒng)劃分為6個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)模塊，即設(shè)備驅(qū)動(dòng)和串口管理模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、主控制模塊、終端監(jiān)控模塊、用戶界面顯示模塊、操作系統(tǒng)。3.2.2內(nèi)部元件整個(gè)電路的工作原理其實(shí)并不是很復(fù)雜，從下面的電路圖中可以分析出它的整個(gè)電路可以概括為以下幾部分：1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分2）信號(hào)反饋部分3）出票指令信號(hào)部分4）手動(dòng)出票部分首先我們來認(rèn)識(shí)一下每個(gè)部分的組成元件與及它是怎樣工作的。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分：三極管D1793是組成電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的主體元件，常態(tài)時(shí)指令信號(hào)端電壓為0伏，三極管基極因此時(shí)沒有電壓而處于截止?fàn)顟B(tài)，電機(jī)線圈中無法形成電流通路而電機(jī)不轉(zhuǎn)，當(dāng)出票指令信號(hào)到來時(shí)，高電平脈沖通過二極管4148經(jīng)過電阻R9輸入D1793的基極，三極管導(dǎo)通，電機(jī)線圈通電工作，LED2與R10組成指示電路，這個(gè)時(shí)候發(fā)光指示。出票指令信號(hào)部分：這部分就是一個(gè)二極管4148與電阻R11，當(dāng)指令信號(hào)為高電平脈沖時(shí)，二極管4148正向?qū)ǎ噶钚盘?hào)再通過R9進(jìn)入電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分，40106中的D、E、F三個(gè)反相器在這里是閑置沒用，不起作用的部分。

信號(hào)反饋部分：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)之后，便通過機(jī)械傳動(dòng)的作用把彩票送出，當(dāng)彩票從光控開關(guān)中移過時(shí)，通過彩票上半圓缺口的作用，會(huì)在光控開關(guān)的輸出端產(chǎn)生斷續(xù)的脈沖電壓，這個(gè)電壓信號(hào)經(jīng)過反相器40106倒相后進(jìn)入三極管1815的基極，再經(jīng)倒相后從集電極輸出反饋信號(hào)，LED1、穩(wěn)壓管5V1與電阻R5組成反饋信號(hào)指示電路，當(dāng)正常出票時(shí)，LED1燈隨輸出信號(hào)閃爍，一個(gè)閃爍周期代表著輸出一個(gè)反饋信號(hào)脈沖。手動(dòng)出票部分：手動(dòng)出票是通過手動(dòng)出票按鍵直接輸入一個(gè)直流電壓給驅(qū)動(dòng)三極管的基極，使其導(dǎo)通工作，并且這個(gè)直流電壓還要分成另一路信號(hào)通過二極管4148到40106的1腳，去阻止光控管檢測到的出票信號(hào)，所以手動(dòng)出票時(shí)我們看到LED1燈是不會(huì)閃爍的，主機(jī)當(dāng)然也是不會(huì)計(jì)票數(shù)的。3.2.3內(nèi)部各電路設(shè)計(jì)引自豆丁網(wǎng)的自動(dòng)售票機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)總體電路圖3-1圖3-2自動(dòng)售票機(jī)的內(nèi)部電路采用軟硬件相結(jié)合的方法，主要有數(shù)據(jù)報(bào)警器、累加電路、十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、和4位串行加法器組成，判斷電路應(yīng)該由數(shù)字比較器組成，會(huì)出現(xiàn)三個(gè)輸出結(jié)果，當(dāng)輸入信息與掃描信息相比對(duì)有誤時(shí)，系統(tǒng)連接的報(bào)警器會(huì)自動(dòng)報(bào)警。當(dāng)輸入信息正確時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)連接內(nèi)部車票打印組件，及時(shí)出票。把交易金額信號(hào)連接在4位串行加法器的A端，同時(shí)把選票信號(hào)連接在B端，然后把4位輸出信號(hào)接在一個(gè)BCD-七段顯示譯碼器上，再把譯碼器的輸出端連接到數(shù)碼顯示器上，使用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，完成多所有交易金額的累加。本文所設(shè)計(jì)的晶體管圖示儀測量的原理與以往的基極加階梯電流再將集電極電壓和集電極電流通過放大器分別顯示在X軸偏轉(zhuǎn)板和Y軸偏轉(zhuǎn)板上。本文所設(shè)計(jì)的是在晶體管加階梯電壓，在集電極回路上也加上階梯電壓，與此同時(shí)采用A/D轉(zhuǎn)換器分別采集基極電阻與集電極電阻生成電壓，將采集到的信號(hào)通過串行電路回饋給PC機(jī)。在經(jīng)過信息處理后，生成晶體管的一條特性曲線。同時(shí)再通過DAC轉(zhuǎn)換器來控制基極回路階梯電壓的增長，以便于進(jìn)行下一階段的信號(hào)采集，即可顯示出完整的晶體管曲線。單片機(jī)的電路設(shè)計(jì)主要有復(fù)位電路和時(shí)鐘電路。A/D轉(zhuǎn)換部分及前向通道設(shè)計(jì)：A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備ADC0809主要工作原理主要有兩部分組成，第一部分為8通道多通路模擬開關(guān)，可進(jìn)行8通路信號(hào)的分時(shí)采集，并及時(shí)通過A/D進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。第二部分為一個(gè)住逐位逼近時(shí)A/D轉(zhuǎn)換器主要有三態(tài)輸出緩沖器、比較器、控制電路和逐位逼近式寄存器以及開關(guān)樹組成。D/A轉(zhuǎn)換部分和后向通道的設(shè)計(jì)主要由八位輸出寄存器、8位DAC寄存器、8位DAC轉(zhuǎn)換器組成。如圖3-3所示，在DAC轉(zhuǎn)換器上采用的為R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)，LE為寄存命令，當(dāng)LE=1的時(shí)候，寄存器的輸出隨著輸入信號(hào)變化，而不隨著數(shù)字變化。當(dāng)LE=1，CS=WR=0時(shí)LE1=1，允許數(shù)據(jù)的輸入，當(dāng)WR1=1時(shí)，LE1=0數(shù)據(jù)被鎖存。當(dāng)WR2=XFER=0的時(shí)候，此時(shí)允許D/A的轉(zhuǎn)換，否則是當(dāng)LE2=0將停止D/A的轉(zhuǎn)換。圖3-3DAC0832輸出電流經(jīng)過放大器LM324N/1轉(zhuǎn)換為電壓，在經(jīng)過LM324N/2轉(zhuǎn)換為電壓，為1-5V的正極性電壓輸送到被測三極管的基極回路。DAC0832-2的輸出通過LM324N/3轉(zhuǎn)換為0-10V的正極電壓，提高三極管射隨器被測三極管集電極電流。如圖3-4.圖3-4根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該售票機(jī)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)串行通信的功能，在數(shù)據(jù)通信中，主要采用異步串行通信方式，可采用RS232串行通信接口來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信。自動(dòng)售票機(jī)以主控制器為核心，通過USB口與串口來控制各個(gè)外圍設(shè)備運(yùn)行，主控制器必須采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)，來控制各模塊間協(xié)調(diào)工作和故障的檢測。并與系統(tǒng)控制中心進(jìn)行通信。如圖3-5為自動(dòng)售票機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。圖3-5電源模塊為整個(gè)自動(dòng)售票機(jī)提供電源，其輸入220V,50HZ的交流電，輸出電壓為12V、24V的直流電，在各個(gè)輸出端口設(shè)有單獨(dú)的過壓過流保護(hù)器，從而保證當(dāng)某一路電源出現(xiàn)問題時(shí)不影響其他輸出端口工作，此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠輸出效率高和整機(jī)穩(wěn)壓精度高等優(yōu)點(diǎn)。第四章自動(dòng)售票機(jī)主要存在的問題及系統(tǒng)解決方案4.1主要存在的問題4.1.1界面問題現(xiàn)存的自動(dòng)售票機(jī)屏幕較小、信息量大、有圖標(biāo)的顯示較小，這些原因致使了用戶線路查找、票價(jià)的選擇和站點(diǎn)的定位不夠精確，主要操作圖標(biāo)的顯示不夠明確，這些導(dǎo)致了用戶時(shí)間的浪費(fèi)和購票的擁擠。圖4-14.1.2購票人群的全面性識(shí)別類型總?cè)藬?shù)（人）所占比例％熟練型12663偶然型5226生疏型2211圖4-2調(diào)查結(jié)果表明，購票用戶有相當(dāng)比例對(duì)于自動(dòng)售票機(jī)的操作不是很熟練，需要進(jìn)行指導(dǎo)才能更方便的購票。4.1.3取票問題位置低、無法看清，需要彎下腰進(jìn)行取票，而且多數(shù)乘客拖帶行李，需要單手操作，造成不便，根據(jù)調(diào)查分析女性乘客對(duì)產(chǎn)品使用的舒適度和快捷感明顯下降，造成擁擠和失誤率增加。身高/cm男性女性人數(shù)比例人數(shù)比例M<1500020150<m<16038434141160<m<1702693647057170<m<>18030300總計(jì)（人）1019833圖4-34.1.4自動(dòng)售票機(jī)整體問題不同站點(diǎn)的自動(dòng)售票機(jī)類型不同，且內(nèi)部模塊來自于不同的商家，造成了在操作上因差異而費(fèi)時(shí)費(fèi)力且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。4.2系統(tǒng)解決方案4.2.1人機(jī)因素的合理設(shè)計(jì)為了適應(yīng)乘客的身高差異，應(yīng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)上的一些改進(jìn)，調(diào)節(jié)產(chǎn)品的交互界面的硬件尺度和形態(tài)，調(diào)節(jié)出票口高度到85-105cm，同時(shí)可采用燈光和聲音提示，以方便取票。在操作角度上，應(yīng)選擇傾斜和俯視，方便使用。另外在操作界面上應(yīng)使圖標(biāo)簡單明了，來適用大多數(shù)乘客。4.2.2提高界面設(shè)計(jì)的針對(duì)性乘客對(duì)自動(dòng)售票機(jī)的使用目的十分明確，所以我們應(yīng)在操作界面上改進(jìn)圖標(biāo)，可放大和明顯畫圖標(biāo)，界面搜索必須與需求相適應(yīng)。4.2.3統(tǒng)一操作界面和應(yīng)用模塊不同機(jī)器的操作界面不盡相同，我們應(yīng)使各個(gè)站點(diǎn)的自動(dòng)售票機(jī)在操作界面上相統(tǒng)一，采用統(tǒng)一的形狀、標(biāo)示、色彩以及說明圖例，這樣既給乘客帶來便利，也可利于城市的形象建設(shè)。4.2.4增加交互的功能與方式采用燈光、聲音來強(qiáng)調(diào)信息的重要性，可采用簡化操作的方式，強(qiáng)化信息的重要性，和改進(jìn)操作鍵的方法來適用單手操作的乘客，第5章結(jié)束語隨著客運(yùn)服務(wù)量的不斷提高和人們外出出行的方式趨向軌道交通發(fā)展的現(xiàn)狀，自動(dòng)售票機(jī)在車站售票系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛普及。作為售檢票的重要組成部分，自動(dòng)售票機(jī)發(fā)揮的作用會(huì)越來越大，有利于提升車站的整體形象和減輕車站工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。由此可見設(shè)計(jì)出一款大眾化、便捷式、智能型高、可靠性高的自動(dòng)售票機(jī)，將會(huì)大大提升我國鐵路的服務(wù)水平，為我國鐵路事業(yè)的發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。社會(huì)趨于網(wǎng)絡(luò)化，由此，無人值守的小型化自動(dòng)售票機(jī)將在不久的將來成為軌道運(yùn)輸售票行業(yè)的主流。附錄A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809是逐次式逼近A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為100usD/A轉(zhuǎn)換器DAC0832是由美國半導(dǎo)體公司研制。LE寄存命令不隨數(shù)據(jù)變化的表達(dá)式為LE1=LE.CS.WR1（3）自動(dòng)售票機(jī)使用圖解參考文獻(xiàn)[1]魯放,韓寶明.

2011年中國城市軌道交通運(yùn)營線路統(tǒng)計(jì)與分析[J].都市快軌交通.2012(01)[2]彭慶艷.

引導(dǎo)城市發(fā)展的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃方法[J].城市軌道交通研究.2009(08)[3]陳鵬輝.

城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].城市軌道交通研究.2009(05)[4]游志宇,杜楊,張洪,董秀成.

基于場效應(yīng)管的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)[J].國外電子元器件.2008(02[5]

歐姆龍D4V/HL型限位開關(guān)[J].紡織機(jī)械.2007(05)[6]許立新,陸斌.

“城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)”國家標(biāo)準(zhǔn)解讀[J].通信與廣播電視.2006(01)[7]鄧先平,陳鳳敏.

我國城市軌道交通AFC系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].都市快軌交通.2005(03)[8]石慧麟.

城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].城市軌道交通研究.2001(02)[9]趙強(qiáng).

自動(dòng)售票機(jī)系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn)[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)2010[10]葉皚.

自動(dòng)售檢票測試方法及其工具應(yīng)用研究[D].東華大學(xué)2010[11]周明星.

自動(dòng)售票機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)的有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)