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第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

随着城市的不断发展与扩张，地铁成为了人们日常出行中极为重要的公共交通工具，其客流量日益庞大。在这样的背景下，传统的地铁售票方式面临着诸多挑战，例如人工售票窗口排队时间长、效率较低，且容易出现人为操作失误等情况；而部分自助售票机在操作便捷性、支付方式多样性等方面也存在一定的局限，难以完全满足乘客快速、高效购票的需求。

基于STM32的地铁售票系统设计应运而生，有着重要的意义。首先，它能极大地提高售票效率。乘客通过按键即可自主选择票种，系统快速响应并显示相应信息，无需长时间等待人工处理，大大缩短了购票时间，尤其在客流高峰期能有效缓解排队压力。其次，丰富的支付方式增强了便捷性。支持RFID卡支付和扫码支付，覆盖了当下主流的支付手段，无论是习惯使用实体卡的乘客还是偏好移动支付的人群都能轻松购票，让支付过程更加顺畅。再者，卡的相关操作功能如添加卡、删除卡、充值卡等，进一步方便了乘客对乘车支付卡的管理，提升了使用体验。

从整体来看，该地铁售票系统的设计契合现代城市快节奏生活的需求，有助于提升地铁运营服务质量，优化乘客出行体验，推动城市公共交通朝着更加智能化、高效化的方向发展，对于打造便捷、舒适的城市交通环境有着积极且深远的影响。

1.2 国内外研究现状

在当今全球范围内，地铁售票系统的智能化发展一直备受关注，国内外都在积极开展相关研究与实践探索，旨在提升地铁运营效率以及乘客的购票体验。

国外方面，许多发达国家的大城市在地铁售票系统智能化建设上起步较早且成果显著。例如，一些欧洲国家的城市运用先进的信息技术，实现了售票系统与城市交通卡系统的深度融合，乘客凭借一张交通卡就能便捷地搭乘地铁、公交等多种公共交通工具，并且可以通过线上平台或者自助终端轻松完成充值、查询等操作，支付方式也涵盖了多种电子支付手段以及近距离无线通信技术（NFC）等，整个购票、支付流程十分高效流畅。同时，部分美国城市的地铁售票系统在人机交互设计上较为考究，利用大尺寸触摸显示屏，配合简洁直观的操作界面，让乘客能快速完成票种选择、购票等流程，甚至可以通过智能语音助手为乘客提供引导，进一步提升了使用的便捷性。

在国内，随着城市化进程的加速以及科技水平的飞速提升，地铁售票系统也在不断迭代升级。各大城市的地铁网络广泛应用了自助售票机，这些售票机在功能上日益完善，不仅支持现金、扫码支付，还逐步兼容更多种类的电子支付方式以及各类城市一卡通等。而且，不少城市积极探索与互联网技术的结合，开发出相应的手机应用程序，乘客可以提前在手机上购票、选座，到站后直接扫码进站，实现了“无接触式”购票乘车，有效减少了乘客在地铁站内的停留时间。此外，一些科研团队也在致力于研究如何利用人工智能技术，对售票系统进行优化，比如通过智能分析客流情况，动态调整售票机的功能布局以及票种推荐顺序等，更好地服务乘客。

总体而言，国内外对于地铁售票系统的研究都聚焦于提升便捷性、智能化程度以及支付的多元化等方面，都在持续推动地铁售票系统朝着更高效、更人性化的方向迈进，不过也都依然面临着如系统兼容性、数据安全等诸多挑战，有待进一步深入研究与解决。

1.3 研究内容与方法

本研究围绕基于单片机的地铁售票系统展开，核心在于实现票种选择、信息显示、多元支付及卡管理等功能的整合与优化。研究内容包括系统硬件架构设计，需合理搭建单片机与按键、显示屏、支付识别模组及蜂鸣器的连接电路，确保各模块稳定通信；软件程序开发方面，重点编写票种选择逻辑、支付验证流程、卡管理功能及信息显示控制等代码，实现各功能模块的协同工作。研究方式将采用硬件调试与软件编程相结合，通过搭建实验原型，逐步测试各模块功能的有效性，对按键响应、支付识别准确性、信息显示清晰度等进行反复调试优化，同时结合实际使用场景验证系统的稳定性与便捷性，最终形成一套功能完整、运行可靠的地铁售票系统方案。