[發明專利]基于ZigBee和WIFI的公交站智能站牌

在審

• 申請號: 201710162574.2
• 申請日: 2017-03-18
• 公開（公告）號: CN106816028A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 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;H04W84/12;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域:

每個公交站均構成公交車到站信息查詢系統,對行駛中公交車之間和公交站與公交車之間,選用CC2530射頻通信模塊將信息傳遞到前方公交站。當兩個公交站之間距離較遠時,其公交站設置公交站網關,它通過路由器AP無線接入Internet網,在服務器監控軟件控制下完成公交站之間信息交換。

(二)背景技術:

隨著公交事業的蓬勃發展,越來越多的人開始乘坐公交車出行,城市公交線路隨著公交事業的發展迅猛增多,因此道路也越來越擁擠,乘客等候乘車的時間變得很不確定,造成有的公交車很擁擠有的公交車乘客卻很少,由于擁擠的公交車上下車人數多時間長,每一站都需要停留更長時間,如果乘客能知道各線路公交車到站信息,避開擁堵線路就可以在一定程度上緩解公交線路擁堵情況,同時也方便乘客乘車。

現有基于GPS全球定位的智能公交站牌系統,通過該系統提供的擴展GPS功能,對公交車輛進行實時衛星定位,雖然可以實時掌握公交車輛目前的位置、行駛速度、方向等信息,但是基于GPS全球定位的系統架構復雜昂貴靈活性差,而且城市多高樓大廈,一些地區衛星信號不暢,因此影響普及,目前只有超大城市才有試用。

(三)發明內容:

由于公交車經過各站時的上下車乘客人數不同,到站時的停留時間不同,通過紅綠燈控制的十字路口時,前方排隊等候通過十字路口的車輛數量不同,造成等候紅綠燈變換次數不同,等候時間不同,以及公交車行駛中路況不同、車速不同、駕駛員使用的技巧不同、影響行駛的各種機遇不同,從而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,采用行駛中公交車之間通信,就可以將信息傳遞到前方公交站,無需通過GPS全球定位系統獲得公交車到站信息,使系統結構簡單運用靈活,大大降低成本。

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,對里程表傳感器輸出脈沖信號計數就可反映車輪轉數,獲取車速與行駛里程信息,該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使輸出信號可由微處理器端口準確捕捉識別,再送入微處理器端口。各線路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,公交站控制器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,另外發送標記信號M,公交車的車載控制器將標有M的到站實際測量里程與設定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。

公交車之間及公交車與公交站之間采用射頻通信,射頻通信選用CC2530模塊,或選用其它微處理器的Zigbee模塊。CC2530是TI公司生產的一款基于SOC(片上系統),支持IEEE802.15.4、ZigBee、ZigBee PRO標準,芯片集成了2.4GHZ直接序列擴頻RF收發器、工業級增強型8051微處理器,ZigBee是低功耗、低數據速率、低成本的無線網絡技術,ZigBee協議棧的絕大部分代碼都是公用的,這樣就大大增加了項目的可移植性,其應用層特征信息均被保存在ZigBee.def文件中,作為應用程序開發的一部分,要根據實際情況修改該文件設置。

ZigBee工作頻率為2.380GHz～2.500Ghz,共26個信道,支持跳頻擴頻,可有效的避免自身的頻段干擾,也可用其擴展頻段避開WI-FI的干擾,并支持沖突避免的載波多路偵聽技術(CSMA-CA)當應用程序需要將數據包發送給網絡上的一組設備時,可以使用組尋址方式還可以對模塊進行發射功率,信道等網絡拓撲參數的配置。通信時根據需要設置信道,并設置成發送器模式或接收器模式,系統選用TI公司設計的2.4GHz倒F型天線以增加通信距離。

在Zigbee網絡拓撲結構中,本系統設計成公交車與公交車通信、公交車與公交站通信形成網狀拓撲結構,公交站控制器配置為協調器,進入本站至下一站間的公交車的車載控制器配置為路由器,公交車進入公交站完成通信即入網,構成公交站局域網。

車載控制器由CC2530模塊構成,公交車里程輸出信號接于CC2530模塊中8051微處理器的I/O口,由8051微處理器直接讀取后保存在CC2530模塊芯片內的閃存中,車載控制器的通信數據也按閃存中數據的區塊更新方式,保存在其CC2530芯片的閃存中。