[發(fā)明專利]基于nRF905無線通信的公交智能站牌

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710162583.1
• 申請日: 2017-03-18
• 公開（公告）號: CN106910361A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 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

(一)技術(shù)領(lǐng)域:

每個公交站均構(gòu)成公交車到站信息查詢系統(tǒng),對行駛中公交車之間和公交站與公交車之間,選用nRF905射頻通信模塊將信息傳遞到前方公交站,當(dāng)兩站之間車輛較少,難于完成車與車通信時,則利用GSM網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)公交線路站與站之間用互發(fā)短信方式交換到站信息。

(二)背景技術(shù):

隨著公交事業(yè)的蓬勃發(fā)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(yè)的發(fā)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(shù)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(xiàn)有基于GPS全球定位的智能公交站牌系統(tǒng),通過該系統(tǒng)提供的擴(kuò)展GPS功能,對公交車輛進(jìn)行實時衛(wèi)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(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜昂貴靈活性差,而且城市多高樓大廈,一些地區(qū)衛(wèi)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(fā)明內(nèi)容:

由于公交車經(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,前方排隊等候通過十字路口的車輛數(shù)量不同,造成等候紅綠燈變換次數(shù)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(jī)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(tǒng)獲得公交車到站信息,使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shù)就可反映車輪轉(zhuǎn)數(shù),獲取車速與行駛里程信息,該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使輸出信號可由微控制器端口準(zhǔn)確捕捉識別,再送入微控制器端口。各線路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,當(dāng)公交車的車載控制器計算設(shè)定到站時兩站間里程減去實際測量到站時兩站間里程的誤差值在+8米與-5米之間時,表示前面沒有停靠的公交車,該公交車為到站位置停靠,則所述誤差值作標(biāo)記M,公交車的車載控制器將標(biāo)有M的各次到站里程誤差值,取5次以上按設(shè)定比例次數(shù)刪去數(shù)次最大到站里程誤差值,其余取平均值作為補(bǔ)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,射頻通信由射頻的模塊、微控制器和非易失存儲器構(gòu)成,為了說明方便這里的微控制器選用C8051F330芯片,射頻的模塊選用nRF905。nRF905利用SPI口雙向通訊,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。

車載控制器的射頻通信模塊中的nRF905提供了強(qiáng)大的跳頻機(jī)制以及大量的頻道支持,可以用在許多特殊的場合,在公交車與公交車之間的通信發(fā)生干擾時,可以采用跳頻方式解決。它即使利用無增益的PCB天線其傳輸距離也可達(dá)200m,如果需要更遠(yuǎn)距離的傳輸,也可以改成帶增益的天線,傳輸距離即可擴(kuò)大到1千米以上,可滿足不同用處的需求,

nRF905數(shù)據(jù)接收:微控制器控制TRX_CE為高電平、TX_EN為低電平,nRF905進(jìn)入接收模式；650us后,nRF905監(jiān)測空中的信息,等待接收數(shù)據(jù)；當(dāng)nRF905檢測到與接收頻率相同的載波時,設(shè)置載波檢測管腳CD為高電平；當(dāng)nRF905接收到有效的地址時,設(shè)置地址匹配管腳AM為高電平；當(dāng)一個正確的數(shù)據(jù)包接收完畢后,nRF905自動去掉數(shù)據(jù)包的字頭、地址和CRC校驗碼,然后將數(shù)據(jù)接收完成管腳置為高電平；微控制器將TRX_CE設(shè)置為低電平并通過SPI接口以一定的速率提取數(shù)據(jù)包中的有效接收數(shù)據(jù)；當(dāng)所有的有效數(shù)據(jù)接收完畢,微控制器控制nRF905數(shù)據(jù)接收完成管腳DR和地址匹配管腳AM為低電平；nRF905進(jìn)入待機(jī)模式。接收過程主循環(huán)一直處于監(jiān)聽狀態(tài),循環(huán)調(diào)用接收函數(shù)。如果收到數(shù)據(jù)包,則發(fā)送響應(yīng)包。