[发明专利]采用半波通信和WIFI的公交到站显示牌

说明书

(一)技术领域：

每个公交站均构成公交车到站信息查询系统，公交站与公交车之间采用串口WiFi模块传递信息，公交线路利用电力线半波通信实现各公交站之间信息交换,乘客可利用手机APP登陆计算机的网络端口获得各路公交车到站信息。

(二)背景技术：

随着公交事业的蓬勃发展，越来越多的人开始乘坐公交车出行，城市公交线路随着公交事业的发展迅猛增多，因此道路也越来越拥挤，乘客等候乘车的时间变得很不确定，造成有的公交车很拥挤有的公交车乘客却很少，由于拥挤的公交车上下车人数多时间长，每一站都需要停留更长时间，如果乘客能知道各线路公交车到站信息，避开拥堵线路就可以在一定程度上缓解公交线路拥堵情况，同时也方便乘客乘车。

现有基于GPS全球定位的智能公交站牌系统，通过该系统提供的扩展GPS功能，对公交车辆进行实时卫星定位，虽然可以实时掌握公交车辆目前的位置、行驶速度、方向等信息，但是基于GPS全球定位的系统架构复杂昂贵灵活性差，而且城市多高楼大厦，一些地区卫星信号不畅，因此影响普及，目前只有超大城市才有试用。

(三)发明内容：

本系统在公交终点站设置有公交站的主控制器，在各公交站设置有公交站控制器，主控制器与各公交站控制器通过电力线半波通信组网。每辆公交车安装有车载控制器用于与公交站控制器进行无线通信信息交换，系统架构简单造价低廉信号稳定性好。

主控制器和各公交站控制器的周波甄别电路，由二个采用滞回比较器的电压比较器组成，二个比较器分别设置在周波正半周下降段，峰值电压的60％至80％处作为甄别点1和30％至45％处作为甄别点2，周波正半周下降段接近通信中断INT1的断点处，甄别点设置在通信中断INT1的断点附近，滤去了大部分干扰，并使通信在周波负半波的位置更准确。每个电压比较器中均包含滤波电路，其电压比较器的基准电压由稳压电路提供，从电力网线经信号调理、电阻降压、分压、稳压后接比较器输入端。

如图1所示，在周波过零处，即甄别点0设置电压过零检测模块，它采用周波正半波信号经电阻分压、二极管进一步隔离负半周、信号调理后送入D触发器的时钟端CLK，D触发器的Q端接单片机外部中断口INT0，该外部中断口INT0设置成电平触发，D触发器的D端接地，S端接单片机I/O口，平时该I/O口置1。当周波正半波信号到来时，紧接其后的CLK信号上升沿使D触发器Q端为0，单片机外部中断口INT0低电平，从而产生中断，中断时间为T0，从T0处开始计时，经5MS延时，单片机扫描甄别点T1处电压比较器﹙V1﹚的输出电压，当周波电压达到﹙V1﹚的阈值电压时，输出电压产生跳变，扫描记录其跳变时的计时时间t1；同样扫描记录甄别点T2处电压比较器﹙V2﹚输出电压跳变的时间t2，将t1、t2分别与t1、t2相对应的跳变时间设定值Ts1、Ts2作比较；如果在允许误差范围内，则检测到的该周波信号为真，否则为假。为假时关中断INT1，执行中断返回，当为真时D触发器置0，执行指令：开中断INT1、所述I/O口置0、关中断INT0、所述I/O口置1。

同步时间采用对电网周波的累计计数值N与电网一个周波的平均时间T相乘的积，再加上计时时间点ti与电网周波整数值之间的计时值Ts得到同步时间TZ，其电网周波的平均时间是在电网周波计数过程将100个电网周波时间的测量值取其平均值得到。

系统是在约定的同步时间通信。在各站控制器和主控器的通信电路中各安装一个通信电子开关、开关驱动模块。通信电子开关的开关驱动模块是从电力网线经电阻降压、信号调理并反相后接D触发器A的CLK端，D触发器A的Q端接单片机的外部中断口INT1，该中断口设置为电平触发。D触发器A的D端接地，其S端与单片机的I/O口相接，初始状态S端置1。当CLK端的正方波信号到来时，其上升沿使D触发器置0中断口INT1低电平产生中断，在中断服务程序中先经0.5MS延时后接通通信电子开关，开始计时，并使S端置0，D触发器置1即Q端为1而关中断INT1，然后进行通信，通信电子开关依所采用通信方式接于单片机相应端口，并进行信号调理，计时9MS以内这一周波的通信结束，关断通信电子开关，S端置1使开中断等待下一周波的通信，如此周而复始实现半波通信。本次通信结束时主控器向各站控制器发送关断通信电子开关，关中断INT1的指令。