[發(fā)明專利]公交線路半波通信與到站信息顯示系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710162584.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN106953912A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 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): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;H04B3/54;H04B10/11
• 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到站信息顯示系統(tǒng),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),當(dāng)公交車的車載控制器計(jì)算設(shè)定兩站間里程減去實(shí)際測(cè)量兩站間里程的誤差值在+8米與-5米之間時(shí),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(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(shù)個(gè)紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置,各紅外發(fā)射二極管采用輪詢方式實(shí)現(xiàn)對(duì)停靠在不同位置的公交車發(fā)送偵測(cè)信號(hào),公交車的車載控制器中裝有紅外發(fā)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?yán)锍梯敵鲂盘?hào)接于89C4051的I/O口,由89C4051讀取后保存在非易失存儲(chǔ)器中,公交車行駛中89C4051計(jì)算行駛路程,到達(dá)公交站與公交站控制器通信時(shí)紅外發(fā)射器發(fā)出包含公交線路信息的到站編碼信號(hào),供公交站控制器紅外接收電路解碼讀出到站信號(hào)；

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；

公交站控制器將到站信息處理后送顯示器顯示,便于乘客查看；當(dāng)兩站之間距離超過700米的公交站,該兩個(gè)公交站間控制器均設(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(shí)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處理器相連,RN171模塊與公交站控制器中單片機(jī)連接時(shí)只要將RN171模塊的電源、地及TX和RX腳與單片機(jī)連接即可,其中TX和RX為交叉相接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公交線路半波通信與到站信息顯示系統(tǒng),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)、公交站控制器(4)；其中車載控制器(2)由紅外發(fā)射器、紅外接收器、微控制器、非易失存儲(chǔ)器和里程表傳感器構(gòu)成,微控制器選用89C4051非易失存儲(chǔ)器選用AT24C32,里程表傳感器輸出信號(hào)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(4)均由紅外發(fā)射器、紅外接收器、單片機(jī)、非易失存儲(chǔ)器、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)；單片機(jī)采用89C55其單片機(jī)還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,非易失存儲(chǔ)器選用AT24C64,其中LCD顯示器與89C55的I/O口相連；

周波甄別電路由輸入電路、電壓過零檢測(cè)模塊和電壓比較器構(gòu)成；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)電壓采用穩(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；

公交站間控制器(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單片機(jī)相連,即RN171模塊TX腳接至單片機(jī)的RX腳,RN171模塊RX腳接至單片機(jī)的TX腳；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)(5)至服務(wù)器,進(jìn)行公交站間通信。