[发明专利]基于ZigBee和GSM的公交站信息显示系统

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,每条公交线路每隔2至3站设置手机短信收发装置,利用GSM网络实现公交线路到站信息交换。公交车之间和公交站与公交车之间,均采用CC2530通信模块将信息传递到前方公交站,乘客可利用手机APP通过GSM网,获得公交到站信息短信,或登陆该计算机的网络端口获得监控软件中各路公交车到站信息里的数据。

(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:

由于公交车经过各站时的上下车乘客人数不同,到站时的停留时间不同,通过红绿灯控制的十字路口时,前方排队等候通过十字路口的车辆数量不同,造成等候红绿灯变换次数不同,等候时间不同,以及公交车行驶中路况不同、车速不同、驾驶员使用的技巧不同、影响行驶的各种机遇不同,从而造成同时出站的同线路或不同线路的公交车逐渐拉开不同的距离形成了信息传递通道,采用行驶中公交车之间通信,就可以将信息传递到前方公交站,无需通过GPS全球定位系统获得公交车到站信息,使系统结构简单运用灵活,大大降低成本。

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,对里程表传感器输出脉冲信号计数就可反映车轮转数,获取车速与行驶里程信息,该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使输出信号可由微处理器端口准确捕捉识别,再送入微处理器端口。各线路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,当公交车的车载控制器计算设定到站时两站间里程减去实际测量到站时两站间里程的误差值在+8米与-5米之间时,表示前面没有停靠的公交车,该公交车为到站位置停靠,则所述误差值作标记M,公交车的车载控制器将标有M的各次到站里程误差值,取5次以上按设定比例次数删去数次最大到站里程误差值,其余取平均值作为补偿值,用于纠正测量里程。

公交车之间及公交车与公交站之间采用射频通信,射频通信采用CC2530模块,也可以采用其它微处理器的Zigbee模块。CC2530是TI公司生产的一款基于SOC(片上系统),支持IEEE802.15.4、ZigBee、ZigBee PRO标准,芯片集成了2.4GHZ直接序列扩频RF收发器、工业级增强型8051微处理器,ZigBee是低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,ZigBee协议栈的绝大部分代码都是公用的,这样就大大增加了项目的可移植性,其应用层特征信息均被保存在ZigBee.def文件中,作为应用程序开发的一部分,要根据实际情况修改该文件设置。

ZigBee工作频率为2.380GHz～2.500Ghz,共26个信道,支持跳频扩频,可有效的避免自身的频段干扰,也可用其扩展频段避开WIFI的干扰,并支持冲突避免的载波多路侦听技术(CSMA-CA)当应用程序需要将数据包发送给网络上的一组设备时,可以使用组寻址方式还可以对模块进行发射功率、信道等网络拓扑参数的配置。通信时根据需要设置信道,并设置成发送器模式或接收器模式,系统采用TI公司设计的2.4GHz倒F型天线以增加通信距离。

在Zigbee网络拓扑结构中,本系统设计成公交车与公交车通信、公交车与公交站通信形成网状拓扑结构,公交站控制器配置为协调器,进入本站至下一站间的公交车的车载控制器配置为路由器,公交车进入公交站完成通信即入网,构成公交站局域网。

车载控制器由CC2530模块构成,公交车里程输出信号接于CC2530模块中8051微处理器的I/O口,由8051微处理器直接读取后保存在CC2530模块芯片内的闪存中,车载控制器的通信数据也按闪存中数据的区块更新方式,保存在其CC2530芯片的闪存中。