[發(fā)明專利]基于nRF905和WIFI的公交站信息顯示系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710162565.3
• 申請日: 2017-03-18
• 公開（公告）號: CN106846879A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張金木
• 申請（專利權(quán)）人: 福州臺江區(qū)超人電子有限公司
• 主分類號: G08G1/123
• 分類號: G08G1/123;H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于nRF905和WIFI的公交站信息顯示系統(tǒng),其特征是利用公交車經(jīng)過各站時的上下車乘客人數(shù)不同,到站時的停留時間不同,通過紅綠燈控制的十字路口時等候時間不同,行駛中路況不同,車速不同,駕駛員使用的技巧不同造成同時出站的同線路或不同線路的公交車逐漸拉開不同的距離形成了信息傳遞通道,利用行駛中公交車之間通信,將信息傳遞到前方公交站；

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(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,如果在設(shè)定的時間間隔內(nèi)沒有公交車到站,之后與到站的第一輛公交車通信時,發(fā)送標(biāo)記信號M,公交車的車載控制器將標(biāo)有M的到站時實際測量到站里程與設(shè)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(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償值用于糾正測量里程,所述設(shè)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；

公交車之間及公交車與公交站之間采用射頻通信,射頻通信由射頻模塊、微控制器和非易失存儲器構(gòu)成,微控制器選用C8051F330芯片,射頻模塊選用nRF905,微控制器C8051F330通過其SPI接口與nRF905通信,公交車?yán)锍梯敵鲂盘柦佑贑8051F330的I/O口,由C8051F330讀取后保存在非易失存儲器中,車載控制器的通信數(shù)據(jù)也保存在非易失存儲器中；

每個公交站均構(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)送偵測信號,到站停車的公交車的車載控制器應(yīng)答后與公交站實現(xiàn)信息交換,同線路多輛公交車同時到站向信道發(fā)送應(yīng)答信號時,公交站控制器將會連續(xù)收到數(shù)個錯誤數(shù)據(jù)包或監(jiān)聽到頻道信號疊加后的強度超限,說明當(dāng)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(fā)送偵測信號,如再產(chǎn)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(fù)編號,重復(fù)上述過程至不產(chǎn)生干擾,其編號到下一站時失效；

公交站控制器和到站停車的公交車的車載控制器通信時,交換各線路公交車包含該站和先前4-6站的公交車的到站信息,其到站信息由各公交站控制器產(chǎn)生,到站信息包含公交站地址、各線路公交車最后到站的線路地址及其到站時間和當(dāng)前時間,并按本站行駛方向至下一站所需行駛時間平均值的0.2-0.6作為時間段，來分配站間通信信道發(fā)送偵測信號的時間，所述時間段以本公交站控制器提供的當(dāng)前時鐘時間為基準(zhǔn)，所分配的時間段的時間不重疊，其時間段具體占用時間長短，由前一時間段中經(jīng)過本站至下一站的行駛車輛密度確定，密度大的取時間段短，然后選擇一輛經(jīng)過本站和下一站的公交車作為主通信公交車來分配一個所述時間段,在略早于該時間段的結(jié)束時間選擇下一輛主通信公交車，按此接續(xù)下去，公交站控制器向主通信公交車發(fā)送到站信息和車通信表,車通信表提供預(yù)置時間間隔內(nèi)經(jīng)過本站至下一站的各線路公交車的線路地址、所述公交車的編號、到達(dá)本站時間和所述時間段,該預(yù)置時間間隔由站間平均行駛時間確定，主通信公交車離開本站后,按到達(dá)本站時間從遠(yuǎn)到近順序?qū)囃ㄐ疟碇械母鞴卉嚢l(fā)送偵測信號,其應(yīng)答內(nèi)容包含公交車的編號和公交車離下一站的距離,主通信公交車的車載控制器收到各公交車應(yīng)答信號后,選擇離下一站最近的公交車向其發(fā)送到站信息和車通信表,該公交車的車載控制器收到到站信息和車通信表后更新到站信息,并被接力成為主通信公交車接續(xù)所述時間段中未用完的時間按上述方法通信,所述時間段結(jié)束，主通信公交車即轉(zhuǎn)為從通信公交車；

主通信公交車為動態(tài)分配,其余作為從通信公交車,在本站與下一站間使用約定的站間通信信道,從通信公交車在站間行駛中均處于接收狀態(tài),各公交車離下一站40米至80米的設(shè)定距離時,該站間公交車與公交車通信結(jié)束,準(zhǔn)備與下一公交站的通信,所述到站信息只記錄每路公交車最后到站時間,刪去之前記錄內(nèi)容,所述站間通信信道是依其通信覆蓋范圍設(shè)置相鄰站的不同站間通信信道,防止發(fā)生同頻干擾；

當(dāng)兩個公交站之間距離超過700米,或行駛的公交車較少無法實現(xiàn)公交車之間通信時,公交站間控制器設(shè)置串口Wi-Fi模塊,通過路由器AP無線接入Internet網(wǎng),在服務(wù)器監(jiān)控軟件控制下完成公交站之間信息交換,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經(jīng)Internet網(wǎng)傳遞給前方公交站,串口Wi-Fi模塊選用RN171通過UART接口直接與公交站間控制器中的微控制器相連,也可以選用其它Wi-Fi模塊,RN171模塊與公交站控制器中微控制器連接時只要將RN171模塊的電源、地及TX和RX腳與微控制器連接即可,其中TX和RX為交叉相接,這樣由nRF905射頻模塊發(fā)來的到站信息,通過公交站間控制器中的串口Wi-Fi模塊將到站信息發(fā)送給無線路由器AP經(jīng)Internet網(wǎng)至服務(wù)器；

計時時間的誤差糾正采用標(biāo)準(zhǔn)計時模塊傳遞計時時間,供各公交站和各公交車糾正計時時間,它由指定公交車攜帶標(biāo)準(zhǔn)計時模塊沿途與各公交站通信時,使各公交站和各公交車獲得計時基準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于nRF905和WIFI的公交站信息顯示系統(tǒng),其特征在于包含:

公交車的車載控制器(1),公交站間控制器(2),公交站控制器(3)；其中車載控制器(1)由射頻通信模塊和里程表傳感器構(gòu)成,射頻通信模塊由nRF905模塊、微控制器C8051F330和非易失存儲器AT24C32構(gòu)成,nRF905模塊通過SPI接口與微控制器C8051F330通信,nRF905模塊的其它功能管腳與C8051F330的I/O口相連,C8051F330通過I2C總線方式與AT24C32通信；公交站控制器(3)由射頻模塊和LCD顯示器構(gòu)成,其中射頻模塊由nRF905模塊、微控制器C8051F330和非易失存儲器AT24C64構(gòu)成；公交站間控制器(2),相對于公交站控制器(3),增加了串口Wi-Fi模塊,其中串口Wi-Fi模塊選用RN171模塊,它通過UART接口直接與公交站間控制器中的微控制器相連,串口Wi-Fi模塊將到站信息經(jīng)無線路由器AP接入Internet網(wǎng)(4)發(fā)送至服務(wù)器。