[发明专利]公交线路半波通信与信息显示系统

权利要求书

1.公交线路半波通信与信息显示系统,其特征是公交终点站设置主控制器,各公交站设置公交站控制器,主控制器与各公交站控制器通过电力线半波通信,每辆公交车安装车载控制器用于与公交站控制器进行无线通信；

主控制器和各公交站控制器的周波甄别电路由二个电压比较器组成,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的断点处,甄别点设置在通信中断的断点附近,滤去了大部分干扰,使通信在周波负半波的位置更准确；

在周波过零处,即甄别点0设置电压过零检测模块,单片机扫描甄别点电压比较器的输出电压,记录其跳变时的计时时间如果在允许误差范围内,则检测到的该周波信号为真；

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；

系统在约定的同步时间通信,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,电网周波的负半波反相后方波信号到来时经0.5MS延时后接通通信电子开关,接通后计时9MS以内这一周波的通信结束,关断通信电子开关等待下一周波的通信,如此周而复始实现半波通信,通信结束时主控器向各站控制器发送关断通信电子开关的指令；

公交车行驶里程的信号源为安装在变速器或车轮轮毂上的里程表传感器,里程表传感器输出信号经电平转换电路、低通滤波电路抗干扰后送入微控制器端口,公交车的车载控制器均预置各站间里程数据,以获得行驶中位置；公交车与公交站通信时,如果在设定的时间间隔内没有公交车到站,之后与到站的第一辆公交车通信时,发送标记信号M,公交车的车载控制器将标有M的到站时实际测量到站里程与设定到站里程计算到站里程误差,取5次以上的到站里程误差值,按设定比例次数删去数次最大到站误差,其余取平均值作为补偿值用于纠正测量里程,所述设定的时间间隔需保证同时到站的公交车全部离开,使下一辆到站公交车在到站位置停靠；

公交车与公交站之间采用红外通信,公交站在公交车可能停靠位置安装数个红外发射装置和红外接收装置,各红外发射二极管采用轮询方式实现对停靠在不同位置的公交车发送侦测信号,公交车的车载控制器中装有红外发射装置和红外接收装置和微控制器；微控制器选用89C4051芯片,公交车里程输出信号接于89C4051的I/O口,由89C4051读取后保存在非易失存储器中,公交车行驶中89C4051计算行驶路程,到达公交站与公交站控制器通信时红外发射器发出包含公交线路信息的到站编码信号,供公交站控制器红外接收电路解码读出到站信号；

每个公交站均构成公交车到站信息查询系统,各公交站控制器依据该站公交车的线路地址循环发送侦测信号,到站停车的公交车的车载控制器应答后与公交站实现信息交换,同线路多辆公交车同时到站向信道发送应答信号时,公交站控制器将会连续收到数个错误数据包或监听到频道信号叠加后的强度超限,说明当前信道受到干扰,这时,各公交车按其停车位置与站点位置之间距离S,按公交车行驶方向,从向前超过站点位置6米开始,自动依每隔6米范围递增编号往后至离站点18—60米,按S值落入所述的编号范围来编号,公交站控制器对到站公交车干扰线路依所述编号顺序再发送侦测信号,如再产生干扰则对未成功通信的公交车,减少所述每隔6米范围的值重新不重复编号,重复上述过程至不产生干扰,其编号到下一站时失效；

公交站控制器将到站信息处理后送显示器显示,便于乘客查看；当两站之间距离超过700米的公交站,公交站安装手机短信收发装置,采用收发手机短信方式通信,在公交车行驶方向,位于后方的公交站定时将公交到站信息以短信方式传递给前方公交站；手机短信收发装置包括GSM模块、SIM卡、微处理器和EEPROM存储器,利用微处理器对GSM模块进行控制,以SMS短信方式实现数据远程无线传输。

2.根据权利要求1所述的公交线路半波通信与信息显示系统,其特征在于包含:

主控制器(1)、公交车的车载控制器(2)、公交站间控制器(3)、手机短信收发装置(4)、公交站控制器(5)；其中车载控制器(2)由红外发射器、红外接收器、微控制器、非易失存储器和里程表传感器构成,微控制器选用89C4051非易失存储器选用AT24C32,里程表传感器输出信号接89C4051的I/O口；

主控制器(1)、公交站间控制器(3)和公交站控制器(5)均由红外发射器、红外接收器、单片机、非易失存储器、周波甄别电路、通信电子开关、开关驱动模块和LCD显示器构成,单片机选用89C55,非易失存储器选用AT24C64,其中LCD显示器与89C55的I/O口相连,公交车的到站信息保存在非易失存储器AT24C64中；

周波甄别电路由输入电路、电压过零检测模块和电压比较器构成；输入电路用于将电力网交流电压通过电阻和二极管的分压,转换为电压比较器合适的稳定的输入电压；电压过零检测模块用D触发器,电压比较器均选用LM393,其基准电压采用稳压电路稳定电压比较器的阈值电压；

通信电子开关采用可控硅开关,开关驱动模块包含输入电路和D触发器,所述主控制器(1)、公交站间控制器(3)和公交站控制器(5)中的单片机还用于控制通信电子开关、开关驱动模块和周波甄别电路；

手机短信收发装置(4)由GSM模块、SIM卡、微处理器、EEPROM存储器构成,其中GSM模块选用芯片TC35i、微处理器选用89C51、EEPROM存储器选用AT24C32；89C51通过扩展I2C总线与所属公交站控制器连接进行数据交换,89C51通过串行接口集成电路和电平转换电路芯片MAX232与TC35i连接。