CN201126594Y - 客运车站补票一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集嵌入式Linux的工控计算机和热转印打印机于一体的票据打印机。主控模块核心采用ARM920T的AT91RM9200微处理器，通过总线外扩FLASH和RAM，安装裁减的Linux。在CPU外围扩展RJ－45、RS－232、Modem和USB接口，使其能够联网、接入其它外设，通过GPIO外扩液晶屏和专用键盘，实现人机交互。热转印打印机采用自ZT200z型制票机的核心部分，通过USART接口与主控板通讯。

Description

客运车站补票一体机

技术领域

本实用新型涉及客运车站补票打印机和电子计算机技术，特别是涉及一种集装有嵌入式Linux的电子计算机和热转印打印机于一体控制各项客运车站补票业务的应用技术。

背景技术

计算机和客票打印机是客运车站补票系统的关键部分。目前，铁路客运车站一般采用“普通PC机+Windows操作系统+针式打印机”的组成模式。进行补票作业时，补票人员使用Windows操作系统下面的专用软件生成票面信息，PC机将票面数据信息传输到针式打印机上，针式打印机将传输下来的数据打印出来。

这种传统的补票模式，打印出来的客票补票和杂费收据采用相同的票据，管理人员每天根据打印出来的存根单据和计算机内部的存根文件统计售票情况及收入情况，然后根据需要打印不同的报表。

这种传统的补票方式主要有以下几个缺点：

1)补票业务为单机运行，每天只能定时进行数据统计，中心管理人员不能实时掌握补票情况，特别是对于比较偏远的车站的数据统计的实时性更差；

2)采用普通的PC机和Windows操作系统，操作人员可以运行其它与补票业务无关的程序，对售票数据的安全产生直接影响；

3)补票业务中的客票补票单据和客运杂费收据为相同模式，不能区别开来。客票补票单据又与窗口售票单据不同，这样就造成了客票的不统一性，给检票人员造成了检票的困难；

4)整个售票系统组成部件多而且非专业化，成本高，硬件资源浪费较大，安装维护复杂，只能由专业人员进行安装。

发明内容

本实用新型的目的针对上述现状的不足，设计出一种新型的客运车站补票一体机，以安装裁减的Linux嵌入式ARM工控板为核心，通过GPIO与液晶屏和专用键盘相连，通过USART与热转印打印机控制板相连，打印机控制板通过起上面的接口与打印机的传感器、电机相连，控制整个打印机的运行，整个机器通过网络接口与后台进行数据交互。将PC机主机、显示器、键盘、客票打印机继承为一体，使用嵌入式Linux操作系统，安装维护方便，成本低，可靠性高。

该实用新型设计出客运车站补票一体机。其硬件由ARM控制板、单色液晶显示屏、16键专用键盘、热转印打印机组成，软件由嵌入式Linux和专业售票软件组成。其中核心部分为ARM控制板，由ARM920T系列处理器中的AT91RM9200、10M/100M自适应网络控制器、NORFLASH、NANDFLASH、RAM、RS-232串行接口、USB2.0接口、GPIO、RTC等组成；热转印打印机采用自主研发的ZT200z型制票机核心部分；液晶显示屏采用320×240蓝色背景小屏幕；按键为16键独立式键盘；液晶屏和键盘接口直接连接在AT91RM9200的GPIO上，由CPU直接控制其读写；另外ARM控制板还预留了PC104接口，以备外扩其它设备。

该设计中的热转印打印机打印旅客补票票据，与窗口售票使用相同的模式。串口可外接针式打印机，打印原始的客运杂费票据，这样将客票与杂费收据区别开来。票据打印完后将存根直接通过网络传输到中心服务器，服务器直接存储到数据库中。

该实用新型设计具有以下优点：

1)硬件组成简单，整个补票窗口仅一台机器，代替了原来的PC机(主机、显示器、键盘、鼠标)，方便安装、维护，而且外接的连线比较少，占用空间小。

2)采用裁减后的嵌入式Linux系统，加上专用的补票软件，前台使用单任务进行，禁止使用其它软件，提高了系统的可靠性和稳定性；

3)补票终端与中心服务器通过网络连接，将客票存根和杂费存根分别记录在服务器的数据库中，保证了数据的实时性，便于统计、报表；

4)在终端的NANDFLASH中保存一份存根作为备份，防止网络故障时出现的错误，提高了系统的可靠性；

5)系统硬件资源根据需要量身定制，充分利用系统资源，不会造成资源浪费，降低了硬件成本。

附图说明

图1为本发明组成结构框图

图2为本发明主控模块结构框图

图3为本发明热转印打印机模块框图

图4为本发明主控程序流程图

图5为本发明热转印打印机控制主流程图

图6为本发明打印机串口中断流程图

图中1.RS-232接口，2.USART串口，3.GPIO，4.10M/100M自适应网络接口

具体实施方式

以下结合附图对实施方式对本发明做进一步描述：

图1为本发明组成结构框图。如图所示，本发明由主控制板、单色液晶显示屏、16键专用键盘、热转印打印机组成和外挂的一个针式打印机组成。主控板为整个发明的核心部分，控制每一部分的运转，监视着每一部分的状态，各个模块使用不同的接口与主控板有机的连接，其中液晶屏和按键通过GPIO(普通输入/输出端口)与主控板相连，热转印打印机通过UART(通用串行接口)与主控板相连，针式打印机为串行接口的针式打印机，通过RS-232串口与主控板相连。主控板还提供10/100M自适应网口与外界网络相连，这样可以连接地区中心服务器，从服务器读取基础数据、操作员信息、售票权限等，并将存根数据发回服务器保存。

该设备在每次开机时，在主控板的Linux运行起来后，会自动加载所有外设驱动，并检测各个外设状态，当发现外设状态不正确时，就会自动处理或报警提示人工干预，直到各个外设的状态能正常运转时，才进入补票流程；在补票过程中系统也会监视各个外设的状态，一旦出现异常就会报警提示，从而保证补票业务的正确进行。

图2为本发明的主控模块结构框图。如图所示，主控板主要由AT91RM9200(CPU)、RTC、16K SDRAM(32位)、4M NORFLASH、64M NANDFLASH、RJ-45接口、RS-232接口、Modem接口、USB2.0接口、GPIO(包括功能复用的UART)、PC104接口。

丰富的板载资源提供给不同的外设，满足不同的需要。RJ-45接口提供10/100M自适应网口，供一体机与以太网相连。USB2.0接口，可以使用U盘或移动硬盘复制文件，特别是可以将补票时记录的存根文件复制出来和中心服务器里面的存根比较，看是否由于偶然因素造成漏记存根，提高了系统的可靠性。RS-232接口和Modem接口可以连接一些串口设备，另外RS-232接口还有还提供超级调试功能，将计算机的RS-232接口与主控板的该接口相连，使用Windows下的超级终端即可连接主控板，控制系统的运行，检测系统的状态，这样不仅给开发人员能提供了开发调试环境，也给维护人员提供了维护观测窗口，判断系统内部的故障点。

板上核心部分CPU为ARM920T系列处理器中的AT91RM9200，总线开放，并提供丰富的外围接口(I2C、SPI、7个UART、USB)，从而简化了外围电路，提高抗干扰能力，提高了整个系统的可靠性。外围的RS-232接口通过MAX232直接连接在CPU的UART上，Modem口通过MAX3243连接在CPU的UART上，实现232电平和TTL电平的转换；USB2.0接口直接连接在CPU的USB接口上；RJ-45网络接口通过FC-518LSA和DM9161E与CPU相连，实现不同电平的转换。

由CPU的系统总线扩展出来的NORFLASH、NANDFLASH、SDRAM为嵌入式Linux和用户程序的运行提供硬件平台。嵌入式Linux是根据板上资源的需要，将内核版本为2.4.27的Linux裁减压缩以后，装入NORFLASH中，系统上电后，会自动解压NORFLASH里面的Linux，加载文件系统。系统的硬件驱动和补票应用程序也保存在NORFLASH中，当Linux运行起来以后，自动加载硬件驱动并运行补票程序，在非专业人士操作下，只能进入该补票界面，不能运行任何其它与系统无关的程序，以此保证该系统执行任务的唯一性，提高了系统的安全。

64M NANDFLASH为大容量数据存储区，采用NANDFLASH是由于NANDFLASH的外围接口与其容量无关，可以根据需要选取适当容量。目前，该区域存放客票需要的大量点阵字库和液晶屏显示需要的显示点阵字库，另外该存储区还存放存根文件。随着用途和业务的扩展，如果需要更大容量的存储，只需更换大容量的芯片和对程序进行局部的调整，无需更改电路板，便于升级，减少后续工作量。

图3为热转印打印机模块框图。如图所示，该部分使用的是由我们自主研发的ZT200z型制票机的核心部分，整个打印部分分为机械和电器两个部分，电器部分包括控制板、电机、传感器等，机械部分主要包括走纸机构、印票结构、切刀组成、碳带走行机构、机箱组成等，整个热转印打印机模块由CPU LPC2106控制其运转。

开机后，CPU会读取存放在24CL04中的参数，根据参数初始化制票机，自动定位票纸，并不断采集个路传感器的状态，根据状态判断制票机工作是否正常，一旦异常，就等待主控CPU AT91RM9200发来查询状态命令，将状态告知主CPU，此时，制票机只能执行状态查询命令，只有当状态正常后，才能执行制票等其它命令，达到实时监控，从而保证每张票的正确制出。

图4、图5、图6为本发明主要控制程序流程图。图4为主控程序流程图，系统开机后，首先初始化系统寄存器，启动Linux操作系统，并加载基本外设的驱动，包括网口、USB口、NANDFLASH、串口等外设，这样操作系统就正常启动起来；与此同时，制票机的CPU也完成自身寄存器的初始化，检测个路传感器，看制票机各部分是否正常，并将票纸定位，然后进入查状态和主机通过串口传输下来的命令。

当主控制板操作系统部分启动以后，就初始化制票机，和制票机联机，一旦制票机返回错误信息，主控板就向液晶屏发送命令，显示当前状态信息，提示人工处理，直到制票机状态正常后再进入下一个流程。当制票机状态正常后，主控板在液晶屏提示输入工号、密码信息，输入工号后，即检查工号是否合法，如果不合法则自动清空工号输入区，重新输入；如果合法，则光标跳转到密码输入区，操作人员输入密码后核对密码是否正确，如果不正确，则自动清空工号和密码输入区，提示输入错误，重新输入，验证正确合法后才进入售票界面。通过这种方式保证操作人员的合法性，防止非法人员私自制票而造成的经济损失。而且在工作界面下，操作人员可以直接退出到工号密码输入界面，此时，只有输入正确的工号密码才能进入售票模式，这样，保证了在操作人员暂时离开时间系统的安全性。

该发明提供了系统票号与实际票号核对功能。操作人员进入售票界面之前，主控板向制票机控制板发送看票号命令，提示操作人员核对数据库中保存的当前窗口的票号(显示在液晶屏的左上角)和该设备内的票号是否一致，如果一致，则直接进入补票流程，否则在补票界面中进行作废票或补制空白票处理，保证使用的票号和后台的票号一致。

在补票业务中，该发明提供了补客票、补客运杂费、补站台票的业务，操作人员可以根据当前需要按照液晶屏上的提示选择进行何种补票业务，然后按照界面的提示依次输入补票需要的信息(补票事由、原票信息、始发站、终到站、张数等)，当输入完毕后，系统自动计算票价，当补票操作员收款确认后，即可输入制票确认键制票。主控板收到制票确认按键后立即向制票机控制板或针式打印机发送查状态命令，查询制票机状态，等待打印机返回状态。如果制票机返回错误状态(缺纸、缺碳带等)，主控板将通过液晶屏显示当前制票机的错误状态，并提示操作人员进行人工处理，处理后再次查询状态，如果仍然不正确，则继续提示错误并处理，如果状态正确，程序将进入下一流程，即生成票面，并打印票据。打印完毕，为了确认票据是否打印正确，主控板再次向制票机控制板或针式打印机发送查状态命令，查询制票机状态，等待打印机返回状态。若制票机返回错误状态，系统将不能自动判断该票据是否打印正确，因此主控板通过液晶屏显示错误状态，并询问当前票据打印状态，并提示操作人员对当前打印票据进行处理，若操作人员选择已正确制出，则系统向服务器发送打印正确信息，记录存根，否则就不记存根，票据处理完毕后，系统通过液晶屏显示制票机错误，提示处理方法，直到制票机状态正确。若制票机再制票完毕后查状态就返回正确信息，系统将直接记存根，并进入下一个补票流程。

在补票过程中，集成在系统内部的热转印打印机也起着至关重要的作用。由于两块通讯的控制板距离近，受干扰小，因此，二者之间采用了高速串口通讯，速率为961200BPS(一般串口通讯最高速度为115200BPS)，提高通讯速度，从而提高了制票速度。图5为该控制板的主流程，图6为串口中断控制流程。热转印制票机控制板控制整个制票机的运装，检测其状态，开机时先读取制票机参数，初始化制票机，将首张票定位，然后检测各路传感器状态，一旦状态不正确，制票机将只接收主控板发送的查状态命令，将系统的错误状态报告给主控板，以提示操作人员进行人工处理。当状态正确后，制票机将进入查状态和等待命令的轮询流程，当检查到状态错误时又等待查状态命令，当状态正确时，就可以接收任何命令，有命令时就执行相应的命令，没有命令时就查状态从而达到实时监控的目的。

为了在实时监控的同时又能接收主控板下达的命令，串口通讯采用中断方式，如图6所示，这样减少通讯上的时间开销，尽量利用制票的空闲时间，提高系统的实时性。中断服务程序与主程序之间共享一块内存，并通过参数来传递命令状态，当中断接收到命令并确认正确后，就将参数置位，通知主控程序执行命令，当主控程序执行完成并返回执行结果后，就将参数清除，通知中断服务程序可以接收下一个命令，从而保证在接收到命令后立即执行和系统的实时性。

Claims (1)

1. 一种客运车站补票一体机，其特征是：以安装裁减的Linux嵌入式ARM工控板为核心，通过GPIO与液晶屏和专用键盘相连，通过USART与热转印打印机控制板相连，打印机控制板通过起上面的接口与打印机的传感器、电机相连，控制整个打印机的运行，整个机器通过网络接口与后台进行数据交互。

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