[发明专利]一种基于无线传感器网络的智能公交系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能公交领域，特别是一种基于无线传感器网络的智能公交系统。

背景技术

无线传感器网络是由许多在空间上分布的自动装置组成的一种计算机网络，这些装置使用传感器协作地监控不同位置的物理或环境状况(比如温度、声音、振动、压力、运动或污染物)。传感器网络的每个节点除配备了一个或多个传感器之外，还装备了一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源(通常为电池)。单个传感器节点的尺寸大到一个鞋盒，小到一粒尘埃。无线传感器网络的优点是成本低、配置方便、抗干扰能力强。无线传感器网络的发展最初起源于战场监测等军事应用。而现今无线传感器网络被应用于很多民用领域，如环境与生态监测、健康监护、家庭自动化、以及交通控制等。

智能公共交通系统是指利用通讯和计算机技术对公交车辆、线路管理和服务进行实时监控和智能化调度指挥。同时，智能交通系统还可以与城市交通信号与管理系统、道路网络实时监控系统等衔接，将道路状况、乘车资讯和服务信息通过智能公交亭、公交车上的电子显示屏进行实时发布，供乘客参考。目前的智能公交技术主要有两种，一种是GPS(卫星定位技术)结合GPRS(通用无线分组业务)技术，这种技术在公交车上安装GPS系统，然后将接受到的GPS信号通过GPRS技术发送到指挥中心，这样公交车的位置信息就可以被指挥中心获知，指挥中心可以通过公交车的目前位置计算公交车到站时间等信息，最后这些信息通过GPRS发送到公交亭，在屏幕上显示出来，供等车乘客参考。另外一种是使用专用无线短程通信技术(DSRC)，使用这种技术的公交车辆在驶入公交站时，车载设备通过专用的无线通信频段与智能数字公交亭进行双向的数据通信。然后，智能数字公交站亭将实时采集到的公交车辆的到站信息通过GPRS传送到指挥中心，指挥中心再通过公交车的目前位置计算公交车到站时间等信息，最后这些信息通过GPRS发送到公交亭，在屏幕上显示出来，供等车乘客参考。

目前的这两种系统存在的问题包括：1.GPS的信号受到城市障碍物的影响，不很稳定，这个问题在中大城市尤其明显。2.GPRS业务属于收费业务，因此智能公交系统的运营成本比较高。3.DSRC设备属于专属设备，因此价格较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安装成本和运营成本都比较低的智能交通系统，特别是一种基于无线传感器网络技术的智能公交系统。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：一种基于无线传感器网络的智能公交系统，该系统的核心包括车载无线节点和公交亭无线节点。

1)车载无线节点

车载无线节点主要包括微处理器、一个无线发射模块(BT)、一个无线接收模块(BR)、存储器、电池以及车载电源接口。无线发射模块和无线接收模块分别采用两个不同的工作频率CH1和CH2。无线发射模块将刚刚经过的车站名称发送到公交亭无线节点上。无线接收模块在公交运行过程中负责接收公交亭节点发送的车站信息，并将该信息转到无线发射模块，在调试过程中负责接收各种调试命令以及最新的各个公交线路的车站列表。

2)公交亭无线节点

公交亭无线节点的组成包括微处理器、一个无线发射模块(ST)、一个无线接收模块(SR)、一个无线收发模块(STR)、存储器、电源接口以及与显示装置连接的接口。无线发射模块ST使用工作频率CH2，用于告知车载节点当前的车站。无线接收模块STR使用工作频率CH1，用于接收车载模块发送的信息和接受调试命令以及更新的车站列表，最后一个无线收发模块STR使用频率CH3，用该频率与其他公交亭节点组成无线网络，将本公交亭的信息传送到其他公交亭。

在系统运行前，需要将公交线路的站点信息存贮到车载无线节点和公交亭无线节点上，公交线路发生变化时，需要及时更新车载和公交亭节点的信息。这些信息通过无线的方式进行更新，通过使用频率CH2向车载无线节点发送数据，使用频率CH1向公交亭节点发送数据。

车载无线节点在公交车运行过程中不断使用模块BT通过频率CH1向沿途的公交亭广播发送信号，这个信号包括公交车的车号、车次、刚才经过的最近的公交车站的编号。

公交车亭的无线节点的无线接收模块SR接收到公交车发送的信号后，首先判断是否是本公交亭经停的车辆，如果是的话，通过比较公交车刚经过的车站和公交亭所在的车站判断该公交车是不是本公交亭的方向。如果都符合的话，通过接收信号的强度判断公交车距离公交亭的大概距离，并转化为时间，最后将时间显示到显示屏上。