[發(fā)明專利]采用半波通信和WIFI的公交到站顯示牌

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710162558.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN107070503A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張金木
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州臺(tái)江區(qū)超人電子有限公司
• 主分類號(hào): H04B3/54
• 分類號(hào): H04B3/54;H04B3/56;G09F9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.采用半波通信和WIFI的公交到站顯示牌,其特征是公交終點(diǎn)站設(shè)置主控制器,各公交站設(shè)置公交站控制器,主控制器與各公交站控制器通過電力線半波通信,每輛公交車安裝車載控制器用于與公交站控制器進(jìn)行無線通信；

主控制器和各公交站控制器的周波甄別電路由二個(gè)電壓比較器組成,二個(gè)比較器分別設(shè)置在周波正半周下降段,峰值電壓的60％至80％處作為甄別點(diǎn)1和30％至45％處作為甄別點(diǎn)2,周波正半周下降段接近通信中斷的斷點(diǎn)處,甄別點(diǎn)設(shè)置在通信中斷的斷點(diǎn)附近,濾去了大部分干擾,使通信在周波負(fù)半波的位置更準(zhǔn)確；

在周波過零處,即甄別點(diǎn)0設(shè)置電壓過零檢測(cè)模塊,單片機(jī)掃描甄別點(diǎn)電壓比較器的輸出電壓,記錄其跳變時(shí)的計(jì)時(shí)時(shí)間如果在允許誤差范圍內(nèi),則檢測(cè)到的該周波信號(hào)為真；

同步時(shí)間采用對(duì)電網(wǎng)周波的累計(jì)計(jì)數(shù)值N與電網(wǎng)一個(gè)周波的平均時(shí)間T相乘的積,再加上計(jì)時(shí)時(shí)間點(diǎn)ti與電網(wǎng)周波整數(shù)值之間的計(jì)時(shí)值Ts得到同步時(shí)間TZ,其電網(wǎng)周波的平均時(shí)間是在電網(wǎng)周波計(jì)數(shù)過程將100個(gè)電網(wǎng)周波時(shí)間的測(cè)量值取其平均值得到；

系統(tǒng)在約定的同步時(shí)間通信,各站控制器和主控器的通信電路中各安裝一個(gè)通信電子開關(guān)、開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊,電網(wǎng)周波的負(fù)半波反相后方波信號(hào)到來時(shí)經(jīng)0.5MS延時(shí)后接通通信電子開關(guān),接通后計(jì)時(shí)9MS以內(nèi)這一周波的通信結(jié)束,關(guān)斷通信電子開關(guān)等待下一周波的通信,如此周而復(fù)始實(shí)現(xiàn)半波通信,通信結(jié)束時(shí)主控器向各站控制器發(fā)送關(guān)斷通信電子開關(guān)的指令；

公交車行駛里程的信號(hào)源為安裝在變速器或車輪輪轂上的里程表傳感器,里程表傳感器輸出信號(hào)經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路、低通濾波電路抗干擾后送入微控制器端口,公交車的車載控制器均預(yù)置各站間里程數(shù)據(jù),以獲得行駛中位置；公交車與公交站通信時(shí),如果在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)沒有公交車到站,之后與到站的第一輛公交車通信時(shí),另外發(fā)送標(biāo)記信號(hào)M,公交車的車載控制器將標(biāo)有M的到站實(shí)際測(cè)量里程與設(shè)定里程比較計(jì)算到站里程誤差,取5次以上的到站里程誤差值,按設(shè)定比例次數(shù)刪去數(shù)次最大到站誤差,其余取平均值作為補(bǔ)償值,用于糾正測(cè)量里程；所述設(shè)定的時(shí)間間隔需保證同時(shí)到站的公交車全部離開,使下一輛到站公交車在到站位置停靠；有的車輛其車速與里程信號(hào)采用總線信號(hào)輸出,則由其車速里程數(shù)據(jù)發(fā)送單元獲取車速、里程數(shù)據(jù)；

公交車和公交站均安裝串口Wi-Fi模塊,公交車的車載控制器和公交站控制器中的串口Wi-Fi模塊,均選用RN171,它是內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議的Wi-Fi模塊,適用于電池供電的設(shè)備,或選用其它Wi-Fi模塊,各車載控制器與公交站控制器之間,通過串口Wi-Fi模塊進(jìn)行無線通信,公交站間控制器中的RN171通過UART接口直接與手機(jī)短信收發(fā)裝置中的微控制器相連；

每個(gè)公交站均構(gòu)成公交車到站信息查詢系統(tǒng),各公交站控制器依據(jù)該站公交車的線路地址循環(huán)發(fā)送偵測(cè)信號(hào),到站停車的公交車的車載控制器應(yīng)答后與公交站實(shí)現(xiàn)信息交換,同線路多輛公交車同時(shí)到站向信道發(fā)送應(yīng)答信號(hào)時(shí),公交站控制器將會(huì)連續(xù)收到數(shù)個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包或監(jiān)聽到頻道信號(hào)疊加后的強(qiáng)度超限,說明當(dāng)前信道受到干擾,這時(shí),各公交車按其停車位置與站點(diǎn)位置之間距離S,按公交車行駛方向,從向前超過站點(diǎn)位置6米開始,自動(dòng)依每隔6米范圍遞增編號(hào)往后至離站點(diǎn)18—60米,按S值落入所述的編號(hào)范圍來編號(hào),公交站控制器對(duì)到站公交車干擾線路依所述編號(hào)順序再發(fā)送偵測(cè)信號(hào),如再產(chǎn)生干擾則對(duì)未成功通信的公交車,減少所述每隔6米范圍的值重新不重復(fù)編號(hào),重復(fù)上述過程至不產(chǎn)生干擾,其編號(hào)到下一站時(shí)失效；

公交站與公交車通信也采用相鄰站的不同通信信道循環(huán)設(shè)置,上行線路與下行線路同名站點(diǎn)通信信道錯(cuò)開使用,防止發(fā)生同頻干擾；公交車到達(dá)終點(diǎn)站后自動(dòng)改變通信信道和站點(diǎn)順序設(shè)置,公交站控制器將到站信息處理后送顯示器顯示,便于乘客查看；

公交終點(diǎn)站設(shè)置的主控器通過與其相連的計(jì)算機(jī)與Internet網(wǎng)相聯(lián),乘客即可利用手機(jī)APP登陸該計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)端口獲得計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件中各路公交車到站信息里的數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用半波通信和WIFI的公交到站顯示牌,其特征在于包含:

主控制器(1)、公交站控制器(3)、公交車的車載控制器(4)；其中車載控制器(4)由串口WiFi模塊和里程表傳感器構(gòu)成,串口WiFi模塊采用RN-171模塊,里程表傳感器輸出信號(hào)經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路、低通濾波電路送入RN-171模塊中處理器的I/O端口；

主控制器(1)和公交站控制器(3)均由射頻通信的串口WiFi模塊、周波甄別電路、通信電子開關(guān)、開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊和LCD顯示器構(gòu)成,其中主控制器(1)通過與其相連的計(jì)算機(jī)聯(lián)接到Internet網(wǎng)(2)；串口WiFi模塊采用RN-171模塊,其中LCD顯示器與RN-171中微處理器的I/O口相連,LCD顯示器用于顯示公交車的到站信息；

周波甄別電路由輸入電路、單片機(jī)、非易失存儲(chǔ)器AT24C32、電壓過零檢測(cè)模塊和電壓比較器構(gòu)成；單片機(jī)采用89C52,該單片機(jī)89C52用于控制通信電子開關(guān)、開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊和周波甄別電路；輸入電路用于將電力網(wǎng)交流電壓通過電阻和二極管的分壓,轉(zhuǎn)換為電壓比較器合適的穩(wěn)定的輸入電壓；電壓過零檢測(cè)模塊用D觸發(fā)器,電壓比較器均采用LM393,其基準(zhǔn)電壓利用穩(wěn)壓電路穩(wěn)定電壓比較器的閾值電壓,通信電子開關(guān)采用可控硅開關(guān),開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊包含輸入電路和D觸發(fā)器。