技术与方法 ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ １ ８卷第１ ２删 Ｖ０Ｉ．１８ ＮＯ．１２ 殳啦编 ：１００５．８４５１（２００９）１２－００５０－０３ 自动售检票设备液晶显示屏定时开关控制的开发与应用 曾震宇，汤 健 （广州市地下铁道总公司 运营事业总部，广州 ５１０３１０） 摘 要：根据液晶显示屏的原理和控制方法，编制一个定时控制液晶显示器关闭／开启的控制软件，应 用在广州地铁的ＡＦＣ系统设备上，以此达到延长液晶显示屏的使用寿命，节能降耗的效果。 父键Ｍ：城市轨道交通；自动售检票系统设备；液晶显示（ＬＣＤ）屏；定时控制开／关 ＩＩＩ｝弩１分类 ：ＴＵ３Ｉ１．２ 爻献标ｉ５；仔 ：Ａ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＬＣＤ ｓｃｒｅｅｎ’Ｓ ｓｗｉｔｃｈ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ＡＦＣ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＺＥＮＧ Ｚｈｅｎ．ｙｕ．１１ＡＮＧ Ｊｉａｎ （Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｔｒｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０３ １０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ＬＣＤ ｓｃｒｅｅｎ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ．ｉｔ ｗａｓ ａｉｍｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ＬＣＤ ｓｃｒｅｅｎ’Ｓ ｔｉｍｅ ｔｕｍｉｎｇ ｏｎ ａｎｄ ｏｆｆ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ＡＦＣ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆＧｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｔｒｏ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｌｏｎｇ ｔｈｅ ＬＣＤ ｓｃｒｅｅｎ’Ｓ ｌｉｆｅ ｓｐａｎ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｗａｓｔａｇｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｒｃｉｔｙ ｒａｉｌ ｔｒａｎｓｉｔ；ＡＦＣ；ＬＣＤ：ｔｉｍｅ ｔｕｒｎｉｎｇ ｏｎ ａｎｄ ｏｆｆ 自动售检票系统（简称ＡＦＣ）主要分为中央 计算机组成，直接面向乘客的一套服务设备。液晶 系统和站级系统。中央系统主要是由中央计算机 显示屏已经在ＡＦＣ系统中广泛应用，是设备与乘 组成，实现数据的采集、监控和统计管理等，是自 客“交流”的渠道，其服务质量直接影响设备对乘 动售检票系统的核心系统。站级系统主要由自动 客的服务水平。 售票机、闸机、自动验票机、半自动售票机和车站 １ 地铁ＡＦＣ设箭液 ！ＩＩ！，Ｊ ＪＪ 的运行情况分析 收稿日期：２００９—０９—２８ 作者简介：曾震字，工程师；汤健，助理工程师。 （１）目前地铁ＡＦＣ设备是连续２４ ｈ和不断电 主从ＣＰＵ通过虚拟的写令牌传送协议通信。神经 关均使用了该方案开发Ｌｏｎ一２３２网关的产品，经 元的并行模式由芯片内部固件程序实现，程序代 过实际测试其数据传输速率和其稳定性完全能满 码较为简单。而单片机部分的程序则相对复杂，要 足列车通讯网络的要求。在应用程序中模拟３１５０的写令牌传送协议。根据 参学爻献： ［１】凌志清．从神经元芯片到控制网络［Ｍ】．北京：北京航空航 天大学出版社，２００２． 神经元在Ｓｌａｖｅ Ａ模式的定义，单片机通信程序主 要完成４个工作：与３１５０同步；向３ｌ ５０写数据； 从３１５０读数据；传送空令牌给３１５０。此外，单片 机除了通过并口和３１ ５０通信外，还要通过串Ｉ：１和 ［２】薛立军．ＬｏｎＷｏｒｋｓ总线双应用ＣＰＵ智能节点设计【Ｊ］．电．Ｙ－ 技术，２００３（５）． 下位机通信，进行串口数据接收和数据处理。串ＦＩ 部分的数据接收主要通过串口中断程序完成。数 据接收完后，在主程序中进行数据处理。单片机主 程序的流程如图４。 ３ ［３］Ｎｅｕｒｏｎ Ｃ Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒ＇ｓ Ｇｕｉｄｅ［Ｍ］．Ｅｃｈｅｌｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ２００２． 【４】郝凤涛．基于ＡＴ８９Ｃ５２单片机ＬｏｎＷｏｒｋｓ—ＲＳ２３２协议网关 的设计与实现【Ｊ】．仪器仪表用户，２００８（１）． ［５］冯艳娜，基于Ｌｏｎｗｏｒｋｓ总线的网关工具的设计【Ｊ１．工矿自 动化，２００８（５）． ［６】罗 隆．基于ＡＴｍｅｇａ１２８的以太网与Ｌｏｎ总线的网关设计 在国产某型列车内的车厢代理网关以及主网 与实现【Ｊ］．可编程控制器与工厂自动化，２００６（１０）． ｌ ８巷 】２蚓 广１动 舱票设备液品显示『算定时开父控制的丌发 ＿ｊ Ｊ ｌＪ 技术与方法 运行的，除了关机维护作业或者其他特殊的情况， 通过电源管理控制ＬＣＤ屏的开关，在长时间 液晶显示屏都是长时间处在开启运行状态。液晶 无乘客使用的情况下，关闭液晶的显示，待检测到 显示器的寿命还取决于背光灯管的寿命，一般在 有乘客靠近或点击触摸屏时，则重新打开ＬＣＤ屏 ２０ ０００ ｈ～５０ ０００ ｈ，理论上计算ＡＦＣ设备上的 的显示。 液晶显示器可以使用２ ０００日，约５年半左右的寿 但此功能不适合在地铁ＡＦＣ系统使用，原因 命。虽然说一般的ＬＣＤ屏使用寿命可在几万小时 是Ｗｉｎｄｏｗｓ系统电源管理功能只能设置计算机在 以上，但液晶厂家都会给出规定的连续使用时间， 无用户使用若干时间后关闭显示屏，当用户使用 以确保ＬＣＤ屏的使用寿命。按照目前长期不问断 地运作，必定会加快液晶屏和液晶背光灯的老化； （２）根据目前使用的情况观察，设备上的 ＬＣＤ屏已出现烧屏的问题，烧屏是指当ＬＣＤ屏长 时间显示静止图像后会永久地显示某图像的影像 残影，造成永久的印迹。ＡＦＣ系统设备ＬＣＤ屏显 示的乘客界面和内容基本统一，其大部份时间显 示的内容都是同一画面。长时间显示固定画面，会 使图像滞留现象加大，ＬＣＤ屏的亮度下降、容易 出现烧屏的现象。目前已有部分自动售票机在退 出应用程序后显示其它图像时，会留有原服务界 面的一些残影痕迹。这说明ＬＣＤ屏有残影部分的 像素点已经老化，如果不加以保养，将会形成暗点 （液晶管断路）或高亮点（液晶管短路）； （３）地铁每天都有一段时间停止对外运营， 此时ＡＦＣ设备已退出正常运营服务，设备上的 ＬＣＤ屏仍处于正常运行状态，也浪费不少电能。 综上所述，设计并实现ＡＦＣ设备ＬＣＤ屏定时 控制开启、关闭功能，一方面能让ＬＣＤ屏有一定 的“休息”时间，降低故障率，延长其使用寿命， 还能达到节能降耗的效果。 ２ ＡＦＣ没备ＬＣＤ 定时控制实现 式的分析 ２．１使川外接的定Ｉ时控制器控制 外接的定时控制器可以通过定时器在设定时 间内切断显示器的供电，彻底让显示器可以休息。 但使用外接的定时控制器控制，需增加硬件 的投入成本，同时较难解决以下几个问题： （１）定时器与ＡＦＣ系统的时钟同步问题； （２）每一台定时器独立运作，修改整个系统 的定时参数不方便； （３）在定时器设定的断电期间，如需使用屏 ４液 幕时，操作不方便。 ２．２使川操作系统ｒＩ带的父闭：ｆＩ！ 器功能 键盘或鼠标类输入工具输入时或增加传感器感应， 屏幕会被重新激活开启。但ＡＦＣ设备的ＬＣＤ屏在 运营期间是必须开启的，如通过此法设定了显示屏 的等待关闭时间，会出现运营时间内显示屏待机的 情况，乘客以为设备故障，影响地铁服务质量。 ２－３实现定时控制开／火 ，Ｊ ：｛：｛ 在非营运时间，软件能根据设定时间自动将 液晶显示器进入休眠待机状态，关闭其背光灯。 而在运营时间，则会根据设定时间自动开启液晶 显示器，进入运营服务状态，并在运营期间持续 工作。 该方式不需增加硬件就能真正实现液晶显示 器定时开／关控制功能，时间设置操作简单，同时 解决了时间同步、批量设定开关时间等问题，也不 会对乘客服务造成影响。 根据以上分析，通过开发软件程序是实现 ＡＦＣ设备ＬＣＤ屏定时控制的较优办法。 ３液占＾：ｕ！示屏定时控制的软件ｊ殳汁Ｊｆ＝发 图１软件设计开发以Ｄｅｌｐｈｉ为平台，开发了 一个“定时开关显示器”程序如图ｌ，程序实现了 定时关显示、开显示屏的功能，并可以通过配置文 件方式设置关／开显示器的时间，方便根据各车站 的运营时间不同，进行时间的设置。程序在Ｗｉｎ— ｄｏｗｓ系统启动时自动在后台运行，不影响原ＡＦＣ 设备软件的使用（程序中控制显示屏开关的语句 见图２，配置文件见图３）。通过程序控制ＬＣＤ屏 关闭进入休眠模式后，如有用户通过键盘或鼠标 类输入、重启设备、点击触摸屏时，屏幕会被激活 开启，设备重新开启工作。 示Ｊ并定时控制软件的测试情况 （１）在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统的平台下，“定时开关显 圆２００９．Ｉ ２总 １ ５３期 技术与方法 图１ 定时开关显示器程序的主界面 图２ 定时开关显示器程序编程语句 文件 编辑哩）格式（旦ｊ查看 ）帮助进） 【Ｃｏｎｆｉｇ】 Ｃ１０５ｅｌｉｎｅ＝０１：３０：００ Ｃｌｏ５ｅＴｉｍｅ２＝０３：００：００ ０ｐｅｎＴｉｍｅ＝０５：２０：０ ｇＩ 图３ 定时开关显示器程序的时间配置文件 示器”软件经测试已实现基本功能，启动时在后台 自动运行，可以按设定时间关闭、开启显示器，可 以通过配置文件设定关闭和开启的时间，设有日 志跟踪软件的运行情况等功能。通过设备日志跟 踪、检查该软件在车站现场设备运作情况如图４， 一切运作正常，设备ＬＣＤ屏是按设定的时间关闭 与开启，设备重启后有记录，运行过程中无发现 任何影响设备其他功能的异常情况，现已全面推 广使用； （２）测试液晶显示屏的用电情况。根据显示 屏的出厂参数，一个ｌ７寸的ＬＣＤ屏，开着的时候 图４ ＡＦＣ设备日志文件 功率约为３０ Ｗ，待机功率＜１ ｗ。运用万用表测 量ＬＣＤ屏的电流值，分别测得开机状态和通过“定 时开关显示器”软件控制ＬＣＤ屏进入待机状态下 ｌ２ Ｖ模块和５ Ｖ模块的电流值见表１。测试证明通 过软件控制ＬＣＤ屏关闭后，显示屏进入休眠待机 状态，背光灯管关闭，能耗降低，达到一定的节能 效果。以一台自动售票机１７ ｉｎ的ＬＣＤ屏每天关闭 ４ ｈ计算，一台自动售票机一年节电约３６．８ ｋｗ・ ｈ，一台验票机或闸机可以节电约１７ ｋｗ・ｈ。 表１ 测量液晶显示屏的用电情况表 按目前地铁车站最低的设备配置，使用该控 制方法以后，估算一个车站一年节约用电量大约 ７００ ｋｗ・ｈ。目前该“定时开关显示器”软件已在 广州地铁４条线路６３个车站的全部自动售票机、验 票机、票房售票机、车站计算机和三号线１ ８个车 站的闸机全面推广使用，大约１ ５００台设备，预计 一年可节电约４万ｋｗ・ｈ。 ＡＦＣ设备液晶显示屏其性能直接影响乘客对 地铁的印象如何提升显示屏运行稳定性的重要性 不言而喻。通过对现场设备的分析和现场使用测 试，应用新开发的控制软件实现ＡＦＣ设备液晶显 示屏定时开／关控制是可行的，该方法成本低，可 操作性强，维护量低，能延长显示屏使用寿命，降 低设备故障率，又做到了节能降耗，可以在地铁的 ＡＦＣ设备中广泛推广。