[發明專利]公交線路半波通信與信息顯示系統

在審

• 申請號: 201710162560.0
• 申請日: 2017-03-18
• 公開（公告）號: CN106781613A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張金木
• 申請（專利權）人: 福州臺江區超人電子有限公司
• 主分類號: G08G1/123
• 分類號: G08G1/123;H04B3/54;H04B10/114;H04W4/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.公交線路半波通信與信息顯示系統,其特征是公交終點站設置主控制器,各公交站設置公交站控制器,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電壓比較器組成,二個比較器分別設置在周波正半周下降段,峰值電壓的60％至80％處作為甄別點1和30％至45％處作為甄別點2,周波正半周下降段接近通信中斷的斷點處,甄別點設置在通信中斷的斷點附近,濾去了大部分干擾,使通信在周波負半波的位置更準確；

在周波過零處,即甄別點0設置電壓過零檢測模塊,單片機掃描甄別點電壓比較器的輸出電壓,記錄其跳變時的計時時間如果在允許誤差范圍內,則檢測到的該周波信號為真；

同步時間采用對電網周波的累計計數值N與電網一個周波的平均時間T相乘的積,再加上計時時間點ti與電網周波整數值之間的計時值Ts得到同步時間TZ,其電網周波的平均時間是在電網周波計數過程將100個電網周波時間的測量值取其平均值得到；

系統在約定的同步時間通信,各站控制器和主控器的通信電路中各安裝一個通信電子開關、開關驅動模塊,電網周波的負半波反相后方波信號到來時經0.5MS延時后接通通信電子開關,接通后計時9MS以內這一周波的通信結束,關斷通信電子開關等待下一周波的通信,如此周而復始實現半波通信,通信結束時主控器向各站控制器發送關斷通信電子開關的指令；

公交車行駛里程的信號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經電平轉換電路、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置各站間里程數據,以獲得行駛中位置；公交車與公交站通信時,如果在設定的時間間隔內沒有公交車到站,之后與到站的第一輛公交車通信時,發送標記信號M,公交車的車載控制器將標有M的到站時實際測量到站里程與設定到站里程計算到站里程誤差,取5次以上的到站里程誤差值,按設定比例次數刪去數次最大到站誤差,其余取平均值作為補償值用于糾正測量里程,所述設定的時間間隔需保證同時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；

公交車與公交站之間采用紅外通信,公交站在公交車可能停靠位置安裝數個紅外發射裝置和紅外接收裝置,各紅外發射二極管采用輪詢方式實現對停靠在不同位置的公交車發送偵測信號,公交車的車載控制器中裝有紅外發射裝置和紅外接收裝置和微控制器；微控制器選用89C4051芯片,公交車里程輸出信號接于89C4051的I/O口,由89C4051讀取后保存在非易失存儲器中,公交車行駛中89C4051計算行駛路程,到達公交站與公交站控制器通信時紅外發射器發出包含公交線路信息的到站編碼信號,供公交站控制器紅外接收電路解碼讀出到站信號；

每個公交站均構成公交車到站信息查詢系統,各公交站控制器依據該站公交車的線路地址循環發送偵測信號,到站停車的公交車的車載控制器應答后與公交站實現信息交換,同線路多輛公交車同時到站向信道發送應答信號時,公交站控制器將會連續收到數個錯誤數據包或監聽到頻道信號疊加后的強度超限,說明當前信道受到干擾,這時,各公交車按其停車位置與站點位置之間距離S,按公交車行駛方向,從向前超過站點位置6米開始,自動依每隔6米范圍遞增編號往后至離站點18—60米,按S值落入所述的編號范圍來編號,公交站控制器對到站公交車干擾線路依所述編號順序再發送偵測信號,如再產生干擾則對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編號,重復上述過程至不產生干擾,其編號到下一站時失效；

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；當兩站之間距離超過700米的公交站,公交站安裝手機短信收發裝置,采用收發手機短信方式通信,在公交車行駛方向,位于后方的公交站定時將公交到站信息以短信方式傳遞給前方公交站；手機短信收發裝置包括GSM模塊、SIM卡、微處理器和EEPROM存儲器,利用微處理器對GSM模塊進行控制,以SMS短信方式實現數據遠程無線傳輸。

2.根據權利要求1所述的公交線路半波通信與信息顯示系統,其特征在于包含:

主控制器(1)、公交車的車載控制器(2)、公交站間控制器(3)、手機短信收發裝置(4)、公交站控制器(5)；其中車載控制器(2)由紅外發射器、紅外接收器、微控制器、非易失存儲器和里程表傳感器構成,微控制器選用89C4051非易失存儲器選用AT24C32,里程表傳感器輸出信號接89C4051的I/O口；

主控制器(1)、公交站間控制器(3)和公交站控制器(5)均由紅外發射器、紅外接收器、單片機、非易失存儲器、周波甄別電路、通信電子開關、開關驅動模塊和LCD顯示器構成,單片機選用89C55,非易失存儲器選用AT24C64,其中LCD顯示器與89C55的I/O口相連,公交車的到站信息保存在非易失存儲器AT24C64中；

周波甄別電路由輸入電路、電壓過零檢測模塊和電壓比較器構成；輸入電路用于將電力網交流電壓通過電阻和二極管的分壓,轉換為電壓比較器合適的穩定的輸入電壓；電壓過零檢測模塊用D觸發器,電壓比較器均選用LM393,其基準電壓采用穩壓電路穩定電壓比較器的閾值電壓；

通信電子開關采用可控硅開關,開關驅動模塊包含輸入電路和D觸發器,所述主控制器(1)、公交站間控制器(3)和公交站控制器(5)中的單片機還用于控制通信電子開關、開關驅動模塊和周波甄別電路；

手機短信收發裝置(4)由GSM模塊、SIM卡、微處理器、EEPROM存儲器構成,其中GSM模塊選用芯片TC35i、微處理器選用89C51、EEPROM存儲器選用AT24C32；89C51通過擴展I2C總線與所屬公交站控制器連接進行數據交換,89C51通過串行接口集成電路和電平轉換電路芯片MAX232與TC35i連接。