公共交通座位显示到站系统 1.需求背景 我们在搭乘公共交通工具（如公交车和地铁）出行时，尤其在上下班的高峰期， 经常会遇到这种情况：车上的人非常多，没有空余的座位，于是我们只能随机地 站在一位有座位的乘客旁边，运气好的时候，可能碰巧那位乘客下车早，我们能 够坐下，但是运气不好时，可能等到自己下车了都没有座位。那么，如果我们能 知道每一位坐着的乘客会在哪一站下车，我们便可以有依据地选择等候的位子， 也能够尽早坐下了。 基于这个需求，我们小组提出的一个解决方案是设计一套系统，能够接收乘 客输入的信息，然后显示该座位上的乘客会在几站之后下车，那么站着的乘客便 可以轻而易举地通过显示屏上数字的大小来选择等候的座位了。 有了这样的设计，对于无座位的乘客，可以依据站数显示屏上提供的信息来 选择等候在哪位有座的乘客旁边，以使自己更快地找到座位：对于有座位的乘客， 由于有站数显示屏的记录，身旁等座位的乘客可以提醒他到站下车，以避免出现 坐过站的情况发生：对于实行梯形票价的车辆，这样方便了售票员的工作 2.概念设计 2.1准备过程 首先，我们做了一次问卷调查，问卷如下： 公共交通到站数显示系统问卷调查 5、请给您乘坐公共交通工具时考虑的因素打分(5分表示十分看重，1分 表示完全不看重) 您好，我们是上海交通大学的学生，正在对一项新研发的公 便捷性 价格 舒适度 速度 共交通到站数显示系统进行调查，请您协助我们填写问卷，谢谢。 6、假如公文车上安装了这样一个系统，在每个座位上方可显示这个座位上 1、请问您的性别是 的人下车的剩余站数，以方便您寻找等待位置，会使您更愿意兼坐公交车 口男 吗？ 口女 口会 2、清问您正在读 口不会 ☐本科 7、您愿意为上述系统付车费以外的却吗？（非常少，车费的5左右，附 口研究生 加在车费或是税收中) 口博士生 口愿意 3、您在市内出行会优先选择什么交通工具？ 口不原意 口公共交通（地铁和公交车） 口出租车 感谢您的支持与配合，祝您身体健康！ 口自行车 ☐其他 4、当悠出门时如果不选公共交时，主要是什么原因？（最多可选3项） ☐怕小偷 口公共交通比较拥挤 口等待时间长 口绕路和停站时间长 口没位置坐 口事故概率高
公共交通座位显示到站系统 1.需求背景 我们在搭乘公共交通工具(如公交车和地铁)出行时，尤其在上下班的高峰期， 经常会遇到这种情况：车上的人非常多，没有空余的座位，于是我们只能随机地 站在一位有座位的乘客旁边，运气好的时候，可能碰巧那位乘客下车早，我们能 够坐下,但是运气不好时，可能等到自己下车了都没有座位。那么，如果我们能 知道每一位坐着的乘客会在哪一站下车，我们便可以有依据地选择等候的位子， 也能够尽早坐下了。 基于这个需求,我们小组提出的一个解决方案是设计一套系统,能够接收乘 客输入的信息，然后显示该座位上的乘客会在几站之后下车，那么站着的乘客便 可以轻而易举地通过显示屏上数字的大小来选择等候的座位了。 有了这样的设计，对于无座位的乘客，可以依据站数显示屏上提供的信息来 选择等候在哪位有座的乘客旁边，以使自己更快地找到座位；对于有座位的乘客， 由于有站数显示屏的记录，身旁等座位的乘客可以提醒他到站下车，以避免出现 坐过站的情况发生；对于实行梯形票价的车辆，这样方便了售票员的工作 2.概念设计 2.1 准备过程 首先，我们做了一次问卷调查，问卷如下：
调查结果统计如下： 题号\选项 A B C D E F 1 62.1 37.9 0 0 0 0 2 71.4 27.5 1.1 0 0 0 3 91.2 5 3.8 0 0 0 4 60.2 91.4 92 89.3 62 23 5 3.7 3.2 2.7 3.5 0 0 6 69 31 0 0 0 0 7 81 19 0 0 0 0 由结果可以看出大多数的人出行都是选择的公共交通，而大家对于公共交通 不满意的主要一点就是拥挤、等待时间长、没有座位。且大家对于我们所设计的 系统持肯定态度，甚至愿意为此套系统而多支出部分车费。说明我们所设计的这 套系统是有价值，满足大家需求的。 2.2设计过程 接下来是我们对于“公共交通座位显示到站系统”的设计。 流程图如图1所示。 公交车报站系统工作流程图 乘客输入自己到 程序将目的地转变 数字减为0时 达的目的地 为数字代码储存在 每过一站数字自 动减一 数字变为红 芯片内 色，顾客下车 图1公交车报站系统流程图 该系统主要由三部分构成：显示屏、控制板、触发开关。 显示屏和控制板如图2、3所示。 回 ①输入区 与三示手迷浅 ③确认键 图2显示屏效果 图3控制板效果 1、显示屏 显示屏由LED构成，无需特殊的功能。悬于车顶，便于观看
调查结果统计如下： 题号\选项 A B C D E F 1 62.1 37.9 0 0 0 0 2 71.4 27.5 1.1 0 0 0 3 91.2 5 3.8 0 0 0 4 60.2 91.4 92 89.3 62 23 5 3.7 3.2 2.7 3.5 0 0 6 69 31 0 0 0 0 7 81 19 0 0 0 0 由结果可以看出大多数的人出行都是选择的公共交通，而大家对于公共交通 不满意的主要一点就是拥挤、等待时间长、没有座位。且大家对于我们所设计的 系统持肯定态度，甚至愿意为此套系统而多支出部分车费。说明我们所设计的这 套系统是有价值，满足大家需求的。 2.2 设计过程 接下来是我们对于“公共交通座位显示到站系统”的设计。 流程图如图 1 所示。 图 1 公交车报站系统流程图 该系统主要由三部分构成：显示屏、控制板、触发开关。 显示屏和控制板如图 2、3 所示。 图 2 显示屏效果 图 3 控制板效果 1、显示屏 显示屏由 LED 构成，无需特殊的功能。悬于车顶，便于观看
显示屏的功能是显示该座位上的乘客还有几站下车，只需数字即可，简单明 了。为了方便乘客读取数字和突出，我们将2及以上的数字设为绿色显示，1为 橙色显示，0为红色显示。 考虑到安装成本问题，我们认为可以不需要一直显示数字，可以在车辆行驶 过程中适当地插播流动广告，那么可以通过广告收入降低成本，或直接由宣传公 司安装此屏。 另外，由于我们技术水平有限，所以在此次设计中，仅采用2个七段数码管 显示，较易由编程实现。 2、控制板 控制板的设计方案有两个： 方案一：输入区采取全键盘模式，可输入站名的每个字的首字母，通过旁边 小的信息确认屏来核对到站信息是否正确，按“确认键”即将信息反馈到显示屏， 按“返回键”则重新输入。如图2所示。 优点：可以适应不同的公交线路，无需改变内部设计。 缺点：有些站名长而复杂，乘客不一定能记全，则无法正确录入：对于不会 普通话或拼音不标准的人群，也难以完成信息录入。 方案二：输入区为每一路公交车订制。即：该线路有几站就有几个按钮，每 个按钮上贴有站名，直接按下即可。 优点：方便，使用简单明了。 缺点：不能通用，一旦线路改动就需要重新安装按钮，重设电路。 我们此次采用的是方案二，因为我们是以闵行区的一路公交作为设计对象， 鉴于闵行区老年人偏多，加上线路不长，方案二较为容易实现，效果也应该较好。 我们认为可把控制板安装于前排座椅的背面，便于操作。 3、触发开关 触发开关的作用是在按一下之后，车内所有站数显示屏上的数字减1，即说 明离目的站又接近了一站。 我们了解到目前公交车的（语音）报站系统，大致有两种，一种是快要到站 时，由司机手动按下按钮，开启报站；另一种是利用无线通信技术，当公交车行 驶到车站的一定范围内时，会触发车内的相应设备报站。 考虑到现在使用第一种方法的车辆占绝大多数，因此，我们想，可以把触发 和语音报站按钮整合在一起，这样，可以降低司机忘记按触发开关这种情况出现 的可能性了。 鉴于现在仍有报错站的情况出现，所以在无线报站技术成熟后，可以再将其 与该系统整合，可提高报站精度和控制精度。 3.实现过程及结果 3.1电路图设计
显示屏的功能是显示该座位上的乘客还有几站下车，只需数字即可，简单明 了。为了方便乘客读取数字和突出，我们将 2 及以上的数字设为绿色显示，1 为 橙色显示，0 为红色显示。 考虑到安装成本问题，我们认为可以不需要一直显示数字，可以在车辆行驶 过程中适当地插播流动广告，那么可以通过广告收入降低成本，或直接由宣传公 司安装此屏。 另外，由于我们技术水平有限，所以在此次设计中，仅采用 2 个七段数码管 显示，较易由编程实现。 2、控制板 控制板的设计方案有两个： 方案一：输入区采取全键盘模式，可输入站名的每个字的首字母，通过旁边 小的信息确认屏来核对到站信息是否正确，按“确认键”即将信息反馈到显示屏， 按“返回键”则重新输入。如图 2 所示。 优点：可以适应不同的公交线路，无需改变内部设计。 缺点：有些站名长而复杂，乘客不一定能记全，则无法正确录入；对于不会 普通话或拼音不标准的人群，也难以完成信息录入。 方案二：输入区为每一路公交车订制。即：该线路有几站就有几个按钮，每 个按钮上贴有站名，直接按下即可。 优点：方便，使用简单明了。 缺点：不能通用，一旦线路改动就需要重新安装按钮，重设电路。 我们此次采用的是方案二，因为我们是以闵行区的一路公交作为设计对象， 鉴于闵行区老年人偏多，加上线路不长，方案二较为容易实现，效果也应该较好。 我们认为可把控制板安装于前排座椅的背面，便于操作。 3、触发开关 触发开关的作用是在按一下之后，车内所有站数显示屏上的数字减 1，即说 明离目的站又接近了一站。 我们了解到目前公交车的（语音）报站系统，大致有两种，一种是快要到站 时，由司机手动按下按钮，开启报站；另一种是利用无线通信技术，当公交车行 驶到车站的一定范围内时，会触发车内的相应设备报站。 考虑到现在使用第一种方法的车辆占绝大多数，因此，我们想，可以把触发 和语音报站按钮整合在一起，这样，可以降低司机忘记按触发开关这种情况出现 的可能性了。 鉴于现在仍有报错站的情况出现，所以在无线报站技术成熟后，可以再将其 与该系统整合，可提高报站精度和控制精度。 3．实现过程及结果 3.1 电路图设计
一、控制板部分电路 如图4所示。LED数码管采用共阴极数码管。 PAD(ADO P1(I) D2 30 8 A) 9 AFR☒ A8部 02 39 图4控制板部分电路图 二、触发开关电路 集成计数器采用74LS192。“减1计数控制电路”采用一片数据分配器 74LS138。 如图5所示。当暂停按下去的时候，与非门4脚为低电平，与非门6脚为高 电平，则可以手动产生脉冲信号了。 (ala:sin R15 10 U15:B ■5 65 信号输出端 U15:A ■2 74LS00 ■1 U15:C U15:D 740S00 ■12 8 11 10 13 停按钮 74S00 74LS00 手动脉冲按钮 图5手动脉冲电路图 如图6所示，当开关接到低电平时，A=0,此时Y0输出脉冲信号，如果Y0 连接着74LS192的CPU端，此时计数器就能进行加法计数功能
一、控制板部分电路 如图 4 所示。LED 数码管采用共阴极数码管。 图 4 控制板部分电路图 二、触发开关电路 集成计数器采用 74LS192。“减 1 计数控制电路”采用一片数据分配器 74LS138。 如图 5 所示。当暂停按下去的时候，与非门 4 脚为低电平，与非门 6 脚为高 电平，则可以手动产生脉冲信号了。 图 5 手动脉冲电路图 如图 6 所示，当开关接到低电平时，A=0，此时 Y0 输出脉冲信号，如果 Y0 连接着 74LS192 的 CPU 端，此时计数器就能进行加法计数功能
U11 SW2 15 YO 1 14 A Y1 2 39 3 SW-SPDT. 1 . 1 06 ● 4 9 6 U11(E2 E2 4 A Y6 Y7 5 74LS138 图6减1计数控制电路 三、译码显示电路 由共阴极译码器74LS48和七段数码管LED组成。 选用型号为LG5011AH的数码管，LG5011AH的管脚功能图如图7所示， 2 15 a 3 c 6 d g es 6 g LG5011AH 图7LG5011AH的管脚图 74LS48和共阴数码管的连接图如图8所示
图 6 减 1 计数控制电路 三、译码显示电路 由共阴极译码器 74LS48 和七段数码管 LED 组成。 选用型号为 LG5011AH 的数码管，LG5011AH 的管脚功能图如图 7 所示， 图 7 LG5011AH 的管脚图 74LS48 和共阴数码管的连接图如图 8 所示
> QA 13 2 B 12 6 D 86 11 10 BI/RBO 9 5 RBI F 15 3 14 8 7448 图8译码显示电路图 四、清零电路 根据74LS192的功能表，可采用预置数法，先把D。.D.D2.D3接地（相当于0）， 通过给P瓦一个低电平，达到置零的目的，可用在发车前。如图9所示。 R1 U6 10k 15 DO Q0 1 2 10 6 9 5 P TCU 2 4 TCD 613 11 清零按钮 14 R 74LS192 图9清零电路图 3.2编程实现 代码如下： unit Unitl;
图 8 译码显示电路图 四、清零电路 根据 74LS192 的功能表，可采用预置数法，先把 D0、D1、D2、D3 接地(相当于 0)， 通过给 一个低电平，达到置零的目的，可用在发车前。如图 9 所示。 图 9 清零电路图 3．2 编程实现 代码如下： unit Unit1;
interface uses Windows,Messages, SysUtils,Variants,Classes,Graphics,Controls, Forms, Dialogs,StdCtrls; type TForml class(TForm) Editl:TEdit; Buttonl:TButton; Button2:TButton; Labell:TLabel; Label2:TLabel; Label3:TLabel; procedure FormCreate(Sender:TObject); procedure ButtonlClick(Sender:TObject); procedure Button2Click(Sender:TObject); private Private declarations public Public declarations end; var Forml:TForml; S,P:longint; implementation
interface uses Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls; type TForm1 = class(TForm) Edit1: TEdit; Button1: TButton; Button2: TButton; Label1: TLabel; Label2: TLabel; Label3: TLabel; procedure FormCreate(Sender: TObject); procedure Button1Click(Sender: TObject); procedure Button2Click(Sender: TObject); private { Private declarations } public { Public declarations } end; var Form1: TForm1; S,P:longint; implementation
{$R米.dfm} procedure TForml.FormCreate(Sender:TObject); begin S:=0; P:=0; end; procedure TForml.ButtonlClick(Sender:TObject); begin S:=strtoint(Forml.Editl.Text); Forml.Label2.Color:=clred; showmessage('读入成功')； end; procedure TForml.Button2Click(Sender:TObject); begin P:=P+1; forml..button2.Caption:='第'+inttostr(P)+'站'； if(P=S)then begin Forml.Label2.Color:=clcream; Forml.Label3.Color:=clgreen; showmessage('到站')； end;
{$R *.dfm} procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); begin S:=0; P:=0; end; procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); begin S:=strtoint(Form1.Edit1.Text); Form1.Label2.Color:=clred; showmessage('读入成功'); end; procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject); begin P:=P+1; form1.button2.Caption:='第'+inttostr(P)+'站'; if(P=S) then begin Form1.Label2.Color:=clcream; Form1.Label3.Color:=clgreen; showmessage('到站'); end;
end; end. 3.3电脑建模和实体模型 08 08 08 08 02 00 图10显示屏建模渲染图 东川路永 源路东 东川路永平路 沧源路东川路 沧源路宏德路 川路沪问路 沪路江川路 华坪路沪问路 兰坪路科技馆 兰坪路江川路 鹤庆路兰坪路 鹤庆路少年宫 碧江路鹤庆路 碧江路东川路 图11控制板建模渲染图 06 06 丽
end; end. 3.3 电脑建模和实体模型 图 10 显示屏建模渲染图 图 11 控制板建模渲染图
06 图12实际模型图 4.人员分工 雷萌：提出需求，参与整体方案的设计与讨论，完成各部分电路图，撰写小 组报告。 郑一媛：讨论公共交通座位显示到站系统的具体细节设计，讨论并设计问卷， 发放问卷并统计调查结果，制作小组报告展示的PPT。 古祁琦：编写需求的调查问卷，负责产品外观的设计，通过电脑建模和制作 实体模型的方式表现，并在现实场景中观察其效果。 魏旭勇：参与整体设计与讨论，系统报站程序的编写。 5.未解决的问题 1、当站着的乘客人数过多时，难以统计站着的乘客会在几站之后下车，导 致有可能一些乘客仅依据站数显示屏的数字选择等待对象时，未必会是最优的方 案。 2、由于控制屏需要安装在易于操作的地方，很容易被小孩等弄坏，那么对 于控制屏的维护会是难点
图 12 实际模型图 4.人员分工 雷萌：提出需求，参与整体方案的设计与讨论，完成各部分电路图，撰写小 组报告。 郑一媛：讨论公共交通座位显示到站系统的具体细节设计，讨论并设计问卷， 发放问卷并统计调查结果，制作小组报告展示的 PPT。 古祁琦：编写需求的调查问卷，负责产品外观的设计，通过电脑建模和制作 实体模型的方式表现，并在现实场景中观察其效果。 魏旭勇：参与整体设计与讨论，系统报站程序的编写。 5.未解决的问题 1、当站着的乘客人数过多时，难以统计站着的乘客会在几站之后下车，导 致有可能一些乘客仅依据站数显示屏的数字选择等待对象时，未必会是最优的方 案。 2、由于控制屏需要安装在易于操作的地方，很容易被小孩等弄坏，那么对 于控制屏的维护会是难点