基于ARM和无线传感器的公交站台实时显示系统
基于无线传感器网络的智能公交系统
[ 1] 孙泽宇, 丁国强. 智能公交与交 通网络系 统研究 [ J] . 数 据 通信, 2006, 10( 9) : 148- 151.
[ 2] Ci ardiello T. W irel es s communicat ions f or indu st rial con t rol and monit oring [ J ] . Comput in g & C on tr ol Engineerin g Journal, 2005, 16( 10) : 12- 15.
部分, 由主程序、子程序和中断服务程序组成, 如 图 4 所示。
率适当调小, 使得只有有限的 1、2 个网络节点能 同时接收到它的信号。必要时, 也可使用 2 个车 站节点接收到的来自同一辆公交车的信号强度组 合, 来决定该车辆的具体位置。另外, 还需要将安 装在公交车上的收发模块在网络中的无线标识, 与该辆车的车号相对应。
如在有条件的地方, 网络节点还可安装在街 道中央的路灯杆上, 兼顾 2 个方向行驶的车辆等。
( 5) 现场实测校验。为了避免可能出现的差 错, 在正式起用定位系统前, 还需要实际驾驶车 辆, 沿公交车辆的实际运行线路, 进行实际定位操 作, 特别是在那些可能存在环境干扰的地段。有 时接收到最大信号的节点, 并不一定是离该公交 车最近的节点, 此时就需要将定位结果做适当调 整, 或者增加节点。必要时, 还可使用 2 个节点信 号组合来定位的方法等[ 7] 。
图 3 系统硬件结构
图 5 系统原理图
图 4 系统软件结构
3 设计方案
本文需要定位的区域是整条公交线路, 公交 车站之间的距离为 600 m 左右, 要求定位精度为 200 m 半径范围。因而, 可在每个公交站点处设 置一个无线网络节点, 必要时还可在 2 个车站之 间增设一个网络站点( 在线路拐弯处需要做适当 位置调整, 或增加个别节点) 。可采用定向路由的 方法将这些节点( F FD) 组成一个无线互联网, 每 个车站的节点既可以与同方向相邻的上、下 2 个 节点进行直接通信, 同时又可与反方向的同一个 车站相邻的网络节点进行直接通信, 这样就保证 了通信微蜂窝网络的可靠性[ 6] , 如图 5 所示。
基于ARM系统的公交车多功能终端的设计
目录一、系统设计要求 (1)二、设计思路分析 (1)1、电子收费功能 (1)1.1现状及应用前景 (1)1.2预期达到的指标 (2)1.3系统实现 (2)2、GPS定位和报站功能 (4)2.1系统构成 (5)2.2系统实现 (5)3、测定车速 (10)3.1问题描述 (10)3.3设计方案 (10)三、调试过程 (12)四、测试结果 (15)五、总结与心得 (15)1 总结 (15)2 心得体会 (16)展望 (17)六、参考书目 (18)一、系统设计要求设计一个基于ARM系统的公交车多功能终端，使其具备电子收费、报站、GPS 定位、测定车速等功能。
二、设计思路分析基于ARM的智能公交车载终端是智能公交系统的重要组成部分，是整个系统的信息终端，负责信息的接收和发布，在系统中起着至关重要的作用。
课程设计介绍了一款以ARM处理器为主控的智能车载终端的设计方法，包括终端总体方案设计、硬件电路设计、软件代码编写、整机调试等内容。
文章在总体设计中提出了终端的功能要求，并针对功能要求提出了相应的设计方案；在硬件设计中给出了具体的硬件设计原理图，并就硬件选型、原理图设计中的关键问题进行了探讨；在软件设计中给出了终端主要软件设计的程序流程图，并对程序设计思路进行了细致的讲解；最后对终端硬件、软件的联合调试过程进行了介绍，理论上能实现题目对终端的要求。
前面已经提到，智能公交车载终端是一款专为公交系统设计的，运行在公交车辆上的嵌入式终端产品。
[1]公交车载终端一次次的改进和升级，经历了从手动到自动，从简单的到站语音播报到广告、音乐等多种功能的添加，从单一的语音播放功能到调度、电子收费、定位及限速等多项功能的融合，随着嵌入式技术的发展，终端的体积也从原来的庞大臃肿变得越来越小巧，界面也变得越来越美观，操作也更加的人性化。
车载终端发展至今，性能和服务质量都有了极大的提高，功能也日益完善。
该课程设计一款多功能智能公交车载终端。
(完整word版)基于ARM系统的公交车多功能终端的设计
湖南文理学院课程设计报告课程名称：嵌入式系统课程设计专业班级：自动化10102班学号（2位）学生姓名：指导教师：完成时间: 2013年7 月1 日报告成绩:湖南文理学院制摘要 (III)一、设计题目 (7)二、设计要求 (7)三、设计的作用目的 (7)四、智能车载终端总体设计 (7)4.1主要模块基本功能介绍 (9)4。
2 模块选型 (10)4。
2.1 GPS模块 (10)4.2。
2 GPRS模块 (10)4。
2.3 语音模块 (11)4。
2。
4 液晶显示 (11)五、系统硬件设计 (12)5。
1 ARM微控制器模块 (12)5。
2时钟及复位电路 (13)5。
3 FLASH 存储器电路设计 (13)5.4 GPS模块电路设计 (14)5.5 GPRS模块电路设计 (15)六、系统软件设计 (15)6.1嵌入式操作系统的选型 (15)6。
2 配置编译内核 (16)6。
3嵌入式引导程序移植 (16)6。
4应用软件的设计 (17)6。
4。
1 Linux 下的串口编程 (17)6.4。
2 Linux 下的网络编程 (19)6。
4.3 Linux 下的多线程编程 (19)6.4。
4 各模块协作示意图 (20)七、系统调试应注意的问题 (21)八、设计总结 (21)九、参考文献 (22)摘要近年来,随着我国经济的快速发展，我国城市人口规模不断扩大，汽车保有量也逐步增长。
由此引发的城市交通问题越来越突出,如交通拥挤、交通堵塞、噪音污染、废气污染等，严重影响城市的可持续发展和居民的正常生活。
大力发展城市公共交通势在必行.智能公交系统是现代控制技术、定位技术和无线通信技术等多种技术的有机结合，它的建设可以改善公交公司的企业管理方式，提高公交系统的运营效率和服务水平,是旨在解决城市交通问题的一项根本性方案。
GPS是由美国建立的新一代卫星导航与定位系统，具有全球性、全天候、陆海空全能等特点,特别适用于交通运输行业，配合中国移动稳定可靠、覆盖面广、数据传输速度极快的GPRS网络作为信息传输的媒介，以GPS、GPRS为主要技术的智能公交系统较以往利用射频、数传电台技术方式建造的公交系统具有更加稳定、实时性更高等特点,是当前智能公交系统设计的理想方案。
基于无线传感器网络的快速公交车站智能化设计
基于无线传感器网络的快速公交车站智能化设计随着城市交通不断发展，人们对公交系统的效率和便利性提出了更高的要求。
为了满足这些需求，基于无线传感器网络的快速公交车站智能化设计应运而生。
本文将探讨该设计的重要性和实现方式，并提出一些建设性的建议。
1. 无线传感器网络的应用无线传感器网络是一种由多个分布式传感器节点组成的网络系统，能够收集和传输现实环境中的各种数据信息。
在快速公交车站中，无线传感器网络可以监测各种关键指标，如人流量、温度、湿度等，从而实时分析和优化公交系统的运行。
2. 监控和管理人流量公交车站的拥挤程度是衡量其服务质量的一个重要因素。
通过在车站及其周边区域布置无线传感器节点，可以实时监测人流量，以便做出合理的调配。
例如，当车站人流量较大时，可以增加公交车的班次或调度更大的车辆。
同时，还可以根据历史数据进行智能分析，预测高峰期的人流，进一步优化运营计划。
3. 自动灯光和环境控制快速公交车站智能化设计还可以实现自动灯光和环境控制。
通过安装无线传感器节点，可以感知周围环境的亮度和温度，并根据需求自动调节灯光亮度和空调温度。
这不仅提高了乘客的乘车舒适度，还能有效节省能源。
4. 预测维护需求传感器节点可以监测车站的基础设施状况，例如灯光、座椅、候车亭等。
通过实时收集和分析这些数据，可以预测设施的维护需求。
及时维修和更换损坏的设备将提高车站的整体效率和形象。
5. 提供实时信息借助无线传感器网络，车站可以提供实时公交信息给乘客。
通过无线广播系统或手机应用程序，乘客可以获取到公交车到站时间、车辆空座情况等信息，从而减少等待时间和拥挤。
在实现基于无线传感器网络的快速公交车站智能化设计时，有几个关键方面需要考虑：首先，确保传感器节点的布局合理。
节点的分布应根据车站的结构和乘客流动规律进行科学规划，以实现全面监测和数据收集。
其次，需要建立强大的数据分析和处理系统。
传感器所接收到的数据需要实时处理和分析，以提供准确的结果和优化建议。
基于ARM的智能公交系统设计
基于ARM的智能公交系统设计官俊涛;陈程俊;秦梦莹;吴锦帆;黄海【摘要】在城市的交通系统中,公共交通系统毫无疑问是其中的重要组成部分,欲缓解日益严重的城市交通拥堵现象,改善乘客的用户体验,公交系统智能化是一种有效解决途径.设计了一种基于先进精简指令机(advanced RISC machines,ARM)的智能公交系统,该系统以ARM为处理器并将GPS、GSM、RFID等技术有效融合,给出了实现智能交通的系统解决方案.首先,在详细分析系统所需性能指标的基础上制定系统的总体设计方案;然后,根据各功能模块的工作原理,给出了智能车载终端和智能站牌终端的设计方法,并完成了系统硬件电路设计;之后,给出了智能公交系统的软件设计方法和实现流程;最后,搭建了系统调试平台并进行调试,对调试过程中需要注意的问题进行了说明,给出了主要功能模块的详细调试过程以及调试过程中的部分调试结果.测试结果表明,所设计的系统可以满足实际应用的需求.%In the urban transport system,there is no doubt that the public transportation is an import part of it.The advanced public transportation system is an effective way to ease the traffic congestion and improve the experience of passengers.In this paper,an advanced public transportation system based on ARM was developed by combining the advanced GPS,GSM and RFID technology together.First,the overall scheme of system based on the detailed analysis of the performance of the project wasdeveloped.Then,according to the wording principle of each function module,the design approach of the intelligent vehicle terminal and the intelligent stop board terminal were introduced.Then the hardware circuit design was competed,and then the software design and theimplementation flow of the system were given.Finally,a platform of the system was built to debug and detail the key issues in the process of achieving the main function modules and some of debugging results was derived.The test result proves that this intelligent transportationsystem,meet the need of actual application.【期刊名称】《应用科技》【年(卷),期】2017(044)002【总页数】6页(P78-83)【关键词】智能公交系统;先进精简指令机;GSM;射频识别;GPS【作者】官俊涛;陈程俊;秦梦莹;吴锦帆;黄海【作者单位】哈尔滨理工大学软件学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学软件学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学软件学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学软件学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学软件学院,黑龙江哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】TP393.01城市公共交通系统是现代社会中一个重要基础设施，也是降低污染排放、提高人民生活水平的公益事业[1]。
基于单片机的公交车自动报站系统设计
公交车自动报站系统设计 毕业论文答辩
设计意义
通过以上分析，本人决定采用第三种，即基于单片机的公交
车自动报站系统。这次的设计采用单片机作为主控CPU，控制语 音控制电路以及LCD液晶显示电路。作为智能公交车报站系统的 主要控制设备，利用单片机作为CPU来进行总体控制，通过语音 控制电路进行各种提示语音的播放，同时使用LCD液晶进行显示， 实现公共汽车的语音自动报站以及文字提示的功能，实现图文、 语音一体化协调工作。
另外一种基于单片机的公交车自动报站系统就是利用无线 数传模块来实现的。每个站牌上设一个发送装置（主要是TX100 芯片），每辆公交车上设一个接收装置（主要是RX100芯片）， 发送装置不断发送信号，接收装置即公交车在离站10到20米的 时候接收到信号，然后就自动语音报站，同时设有LED数码管显 示和手动报站装置。这种报站系统软件编写简单，修改容易，而 且芯片价格低廉，大批生产比GPS系统达到更高的性价比，是公 交车自动报站系统的较佳选择。
公交车自动报站系统设计 毕业论文答辩
系统完成功能
1 手动按键报站 2 提示语音报站 3 站名通关LCD液晶显示器显示
公交车自动报站系统设计 毕业论文答辩
主程序流程图如下：
程序流程
公交车自动报站系统设计 毕业论文答辩
小结
总结:本次设计通过多种方案的选择，做出了适合本次 设计基本目的的作品，各项基本功能都已经完成，实现 了公交车语音报站以及文字提示功能，实现图文、语音 一体化协调工作。
公交车自动报站系统设计 毕业论文答辩
方案的选择
2、凌阳公司生产的微处理器，同样有8位的CPU和16位的CPU。它 也有很多特点，比如：体积下、集成度高、可靠行好、易于扩展；具有较 强的中断处理能力；功能强、效率高的指令系统及低功耗、低电压。但是 其应用领域主要是为控制处理数据处理以及数字信号处理等领域
基于传感网络的智能公交站牌系统
基于传感网络的智能公交站牌系统作者：雷鹏项粤生林允曹婷婷王晓东来源：《数字技术与应用》2013年第02期摘要：为了解决乘客在等候公交车时不了解车况，不确定等待的公交车是否能够及时到来而现有的基于GPS和GIS的公交预报系统成本太高等问题，本文提出了一种基于传感网络的智能公交站牌系统。
采用MSP430F5418作为主控芯片，通过RF和GPRS实现数据的传输，完成了LED灯指示公交车位置、车内拥挤状况及调度控制中心获取实时车况信息并分析处理，对公交运营进行监控等功能。
关键词：公交预报 RF无线收发 GPR MSP430中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0125-011 背景人们在乘坐公交车时经常不知车何时到来，同时公交车调度中心无法及时获取公交车信息，实行调度处理。
而现有的基于GPS和GPRS的公交预报和调度系统由于成本太高不便推广。
本文提出的低成本智能公交站牌系统，可收集每路公交车的即时运行信息，从而得知不同时段、各个路段的交通情况，为公交调度控制中心提供丰富的交通情况信息。
同时，各站牌智能显示公交车运行位置、车内拥挤程度，能让乘客在等车时清楚公交车情况，及时选择有利的公交路线。
2 系统结构与工作原理图1描述了该智能公交站牌系统的体系结构图：整个系统由调度控制中心、站牌子系统和车载子系统三个部分组成，它的工作原理是：站牌感知公交车到站，接收公交车信息并报告给调度控制中心；调度控制中心转发给所有站牌更新显示。
从而实现公交预报和调度控制中心获取实时车况信息，对公交运营进行监控等功能。
本系统中公交车和站牌之间通过RF无线收发通信，用芯片CC2500实现；站牌和调度控制中心之间通过GPRS通信，用芯片GTM900-C实现。
它们都用极低功耗的MSP430F5418芯片作为主控制芯片。
3 系统硬件设计3.1 车载子系统车载子系统完成采集公交车信息、感知站牌并自动报站、向站牌传送信息等功能，由控制模块、信息采集模块和RF无线收发模块组成。
基于ARM和无线传感器的公交站台实时显示系统
图 ４ 公交车信息的提取与发送
图 ５ 服务器信息的提取与发送
图 ６ 显示模块的数据流图
４ 软件系统设计
控制器工作是通过执行程序来实现的 ． ４． １ 站台终端控制器的程序设计 站台控制器主要功能是接受 Ｉ 控制 Ｇ 同 时 向 单 片 机 发 送 显 示 编 码， Ｄ 卡号 ， Ｐ Ｒ Ｓ 模 块 与 服 务 器 通 信， 其程序流程见图 ７． ４． ２ 通信协议 （ ） 站台终端到服务器的通信 协 议 ． 站台终端与服务器采用 Ｇ 以Ｐ １ Ｐ Ｒ Ｓ 模 块 实 现 通 信， ＤＵ 格 式 发 送 数据报文 ， 在应用层上做以下的协议 ． 有效数据以 “ 开始 ， 以“ 结束 ． 这样做主要是为了便于信息的提 ＃” ＊” 取． 格式如下 ： 以上是使用 Ａ 在利用 Ｐ Ｓ Ｃ Ｉ Ｉ码表示的形式 ， ＤＵ 发 送 时 会 被 转 换 成 Ｕ ｎ ｉ ｃ ｏ ｄ ｅ表 示 的 形 式 但 其 格 式 是
第１期
刘 涛， 等： 基于 Ａ ＲＭ 和无线传感器的公交站台实时显示系统
·７ ５·
图 ２Βιβλιοθήκη 站台终端图 ３ 显示模块
使用 ＵＡＲ 用Ｐ 来标识显示模块的线 ． Ｔ 接口接受 ＡＲＭ 处理器发送的数据 ． １ 口连接拨 码 开 关 ， 路． 用Ｐ 用Ｐ 实现单片机的动态显示 ， 降 ０ 口传输要显示的数据 ， ２ 口的 Ｐ ２． ０～Ｐ ２． ３ 作为信号的选通引脚 ， ， 低硬件开支 电气原理图见图 ３．
图 ７ 站台终端控制流程 图 ８ 显示程序流程
５ 实验与测试
因为中远距离Ｉ 为了降低试验成本 ， 在实验阶段 ， 系统采用 Ｘ Ｄ 模块的价格较高 ， Ｎ－Ｋ ０ １ 系列 １ ２ ５ＫＨ ｚ 非接触式 Ｉ 因为两种模块都支持 Ｗ 所以程序可以直接移植 ． Ｄ 卡专用模块 ． ｉ ｅ ａ ｎ ｄ ２ ６ 接口 ， ｇ ５． １ 接线与初始化 （ ） 站台终端 ． 调 节 显 示 模 块 的 拨 码 开 关， 使显示模块关联 １ Ｐ Ｒ Ｓ 模块插好 Ｓ Ｉ Ｍ 卡； ① 为站台终端的 Ｇ （ 相应的公交线路 ． Ｐ Ｒ Ｓ 模块和显示模块连接到 ＡＲＭ 处理器 ． Ｉ Ｄ 模块已经焊接 ② 按照接线规范分别将 Ｇ 在 ＡＲＭ 处理器底座引脚上 ） 等待绿灯被点亮 ． ． Ｐ Ｒ Ｓ 模块 ， ③ 接通电源 ． ④ 启动 Ｇ （ ） 服务器 ． 同站台终端初始化 Ｇ ２ Ｓ Ｂ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ线连接 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 模块 和 笔 记 本 电 脑 ， Ｐ Ｒ Ｓ 模 块． ①用 Ｕ － ②打 开电脑 ， 运行服务器系统 ． 启动系统 ” 按钮 ， 并等待 Ｄ Ｏ Ｓ 显示的初始化完成信息和 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 初始化返 ③ 点击 “ 回的信息 ． ５． ２ 功能测试 主要是测试本系统的基本功能 ， 即安徽芜湖 ７ 路公交车到达 “ 政务中心 ” 站 时， 站台终端上对应“ 政务 中心 ” 的Ｌ 为了加强实验效果 ， 我们用手机模仿另一个站台 ， 以证明服务器完成了群发功能 ． Ｅ Ｄ 灯被点亮 ． Ｄ 卡靠近Ｉ Ｄ 模块 ， Ｉ Ｄ 模块上的 Ｌ Ｅ Ｄ 灯闪烁说明打卡成功 ． Ｏ Ｓ 输出 ． Ｄ Ｏ Ｓ 上将 ① 手持Ｉ ② 观察服务器的 Ｄ ， ， 显示服务器接收到的 Ｐ 和通过 发送的 以及相应的 命令 服 务 器 接 受 完 毕 后 观察 ＤＵ Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ Ｐ ＤＵ ＡＴ ． ③ 站台终端的 Ｌ Ｅ Ｄ 灯和手机收到的短信类容 ． ： 实验结果数据 （ 从Ｄ Ｏ Ｓ 打印的数据中获取 ） 卡号为 ９ ０ ４ Ｂ Ｅ Ａ） ０ ８ ９ １ ６ ８ ３ １ １ ０ ３ ０ ７ ０ ０ ５ Ｆ ０ ２ ４ ０ Ｂ Ａ １ ８ １ ０ ２ ５ ５ ４ ３ ６ ８ ① 服务器接收到的数据 （ Ｆ １ ０ ０ ０ ８ １ １ ３ ０ ９ １ ５ １ ３ ０ ９ ４ ２ ３ １ ０ ０ ０ ２ ３ ０ ０ ３ ９ ０ ０ ３ ０ ０ ３ ４ ０ ０ ４ ２ ０ ０ ４ ５ ０ ０ ４ １ ０ ０ ２ Ａ ０ ０ １ １ ０ ０ ０ Ｄ ９ １ ６ ８ ５ １ ５ ０ ４ ６ ０ ７ ０ ５ Ｆ ９ ０ ０ ０ ８ Ａ ７ １ Ｃ ０ ０ ② 服务器发送的数据位 ０ ５ ８ ０ ０ ５ ８ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ １ ０ ０ ５ ８ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ３ ７ ０ ０ ５ ８ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ １ ３ ０ ０ １ １ ０ ０ ０ Ｄ ９ １ ６ ８ ８ １ ０ ２ ５ ５ ４ ３ ６ ８ Ｆ １ ０ ０ ０ ８ Ａ ７ １ Ｃ ０ ０ ５ ０ ０ ５ ８ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ １ ０ ０ ５ ８ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ８
基于GPS定位和WIFI通信的智能公交实时调度系统
基于GPS定位和WIFI通信的智能公交实时调度系统作者：吴小蝶焦亚泰来源：《科技创新导报》2020年第08期摘; ;要：系统主要用于公交车调度中心的工作人员通过查看监控系统采集的各公交站台的客流量情况和各辆公交车的实时运行情况，实时对车辆的排班以及车辆行车计划做出合理的调整措施。
系统的物理结构分为四个层次，包括前端设备层，网络传输层，中心服务层和业务应用层。
通过车辆和站台（前端设备层）的信息采集设备和控制设备获取实时数据，将获取的数据通过网络传输层与中心服务器实现数据交互，中心服务器将获取的信息转发至公交车调度中心（业务应用层），调度中心调整了行车计划以后通过中心服务器和网络传输层将指令下达至终端（站台和车辆）。
关键词：公交车调度; 中心服务器; 行车计划中图分类号：U491.1+7; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1674-098X（2020）03（b）-0029-02该系统主要用于公交车调度中心的工作人员通过查看监控系统（图像处理模块和GPS模块）采集的各公交站台的客流量情况和各辆公交车的实时运行情况，实时对车辆的排班以及车辆行车计划做出合理的调整措施。
通过智能化的实时调度策略，主要有两个优势，第一可以对偏离行车计划的车辆及时调整，第二可以对各种突发事件进行准确快速的响应，这样既能保证公交系统的正常运营，又能提高服务质量。
实时调度系统包含两个模块，分别是正常发车调度和特殊调度。
其中特殊调度主要用于解决公交车行车过程中的不正常的不可预知的情况。
对这些问题进行统一分类，分为以下 7类问题：（1）车辆临时事故;（2）客流量突变;（3）车辆突发故障;（4）车辆之间大间隔;（5）车辆晚点;（6）服务纠纷;（7）线路严重堵塞。
1; 工作原理智能公交实时调度系统的物理结构分为四个层次，包括前端设备层，网络传输层，中心服务层和业务应用层。
基于无线射频识别技术的公交车自动报站系统_李妍
第11卷 第4期 太赫兹科学与电子信息学报 Vo1．11，No．42013年8月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Aug．，2013 文章编号：2095-4980(2013)04-0606-03基于无线射频识别技术的公交车自动报站系统李 妍(西北工业大学 电子信息学院，陕西 西安 710129)摘 要：现在国内普遍采用的手动公交车报站系统经常出现人为错误，给市民出行和公交车运行带来许多不便。
针对此问题，将无线射频识别技术、单片机控制技术、数字语音技术、发光二极管(LED)显示技术相结合，设计了一种新型自动报站系统，并给出了该系统的总体结构和软硬件设计。
该系统结构简单易行，实现了公交报站的智能化，降低了驾驶员的工作难度，提高了公交车运行的安全性及报站的准确性，具有较强的实用价值及广泛的应用前景。
关键词：无线射频识别技术；单片机控制技术；ISD1730语音；发光二极管显示中图分类号：TN911.72 文献标识码：A doi ：10.11805/TKYDA201304.0606Automatic bus stop reporting system based on RFID technologyLI Yan(School of Electronics and Information，Northwestern Polytechnical University，Xi ’an Shaanxi 710129，China)Abstract：Nowadays，human errors do exist in bus station manual reporting，which brings a lot ofinconvenience to public travel and bus running. A new automatic bus stop reporting system is designed bycombining Radio Frequency Identification(RFID)，Micro Controller Unit(MCU) control technology，digitalvoice technology，and Light Emitting Diode(LED) display technology. Both the overall structure of thesystem hardware and the software design are given. The proposed system can implement intelligent busstop reporting，which makes the work of drivers easier than before, and improves the security of the busrunning as well as the accuracy of the bus stop reporting. The system possesses practical value and wideapplication prospects due to its simple structure.Key words：Radio Frequency Identification technology；Micro Controller Unit；ISD1730 voice；LightEmitting Diode display目前少数发达国家(如美国和日本等)的部分城市公交系统已逐步使用GPS 卫星定位系统进行定位报站。
基于单片机的公交车自动报站系统
基于单片机的公交车自动报站系统在现代城市的公共交通中，公交车是人们出行的重要工具之一。
为了给乘客提供更加便捷和准确的服务，公交车自动报站系统应运而生。
基于单片机的公交车自动报站系统以其成本低、可靠性高、易于实现等优点，得到了广泛的应用。
一、公交车自动报站系统的需求分析公交车自动报站系统的主要目的是在车辆到达每个站点时，能够准确、及时地向乘客播报当前站点的名称，并提供相关的提示信息，如下一站的名称、换乘线路等。
这样可以方便乘客了解行程，避免坐过站或提前下车。
此外，系统还需要具备以下功能：1、实时定位功能：能够准确获取公交车的当前位置。
2、数据存储功能：存储各个站点的相关信息，如站点名称、经纬度等。
3、语音播报功能：清晰、准确地播报站点信息。
4、显示功能：在车内显示屏上显示当前站点和下一站的信息。
5、可扩展性：能够方便地添加新的站点和线路信息。
二、基于单片机的公交车自动报站系统的硬件组成1、单片机单片机是整个系统的核心控制单元，负责处理各种数据和控制信号。
常见的单片机型号有 STM32、Arduino 等。
2、定位模块用于获取公交车的实时位置信息，常见的定位技术有 GPS 和北斗卫星定位。
定位模块将位置数据传输给单片机进行处理。
3、存储模块存储各个站点的相关信息，如站点名称、经纬度、语音文件等。
存储模块可以采用闪存芯片或 SD 卡等。
4、语音模块实现站点信息的语音播报功能。
语音模块可以将预先录制好的语音文件进行播放，或者通过文本转语音技术实时生成语音。
5、显示模块在车内显示屏上显示当前站点和下一站的信息，方便乘客查看。
显示模块可以采用液晶显示屏或 LED 显示屏。
6、按键模块用于司机手动控制报站、切换线路等操作。
三、基于单片机的公交车自动报站系统的软件设计1、系统初始化在系统启动时，进行单片机的初始化设置，包括端口配置、时钟设置、中断设置等。
同时，读取存储模块中的站点信息和相关设置。
2、定位数据处理不断接收定位模块传来的位置数据，并与存储模块中的站点经纬度信息进行比较，判断公交车是否到达站点。
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安 徽 工 程 大 学 学 报 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｐ ｏ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｙ
随着经济的高速发展 ， 城市规模不断扩大 ， 公交作为城市运输的主体 ， 在城市交通中发挥重要作用 ． 因 提高现有公交设施和运输系统效率 ， 实现公共交通调度 、 运营和管理 的 信 息 化 、 现 代 化 和 智 能 化， 可以 此， 舒适和快捷的公共交通服务 ， 从而吸引公交出行 ， 缓解城市交通拥挤 ， 有效地解决 为出行者提供更加安全 、
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ７． Ｎ ｏ ． １ ， Ｍ ａ ｒ ． ２ ０ １ ２
基于 ＡＲＭ 和无线传感器的公交站台实时显示系统
刘 涛， 谢永宁 ， 金龙安 ， 赵之羽
（ ） 安徽工程大学 计算机与信息学院 ， 安徽 芜湖 ２ ４ １ ０ ０ ０ 摘要 ： 采用先进的 Ｃ 结合 Ｉ 成熟的 Ｇ 实现了 ｏ ｒ ｅ ｔ ｅ ｘ Ｍ ３ 内核处理器 ＬＭ ３ Ｓ ８ １ １， Ｄ 模块、 Ｐ Ｒ Ｓ技 术 和 单 片 机 技 术， 公交站台动态显示系统 ． 利用 Ｉ 利用 Ｓ 只要为 Ｄ 卡取代 Ｇ Ｐ Ｓ 使系 统 具 有 更 低 廉 的 成 本 ． Ｉ Ｍ 卡 标 识 公 交 站 台， 每个站台终端配置不同的 Ｓ 通 用 性 强． 与 传 统 系 统 相 比， 该系统提供整条线路公 Ｉ Ｍ 卡就可确定不同的站 台 ， 能够更全面地满足 广 大 市 民 的 需 求 ， 实 用 性 强． 该系统实现了准确掌握公交车实时运行状 交车的位置信息 ， 况， 乘客能及时了解车辆到站信息 ， 提高了公交管理的智能化和信息化水平 ． 关 键 词： 公交站台 ； 实时显示系统 ； 无线传感器 Ａ ＲＭ； Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ； 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ６ ８． ２ 文献标识码 ： Ａ
［ １］
处理器
３ 站台终端的设计
公交车信息的提取与发送 ． 采用 Ｗ 当公交车靠站 ｉ ｅ ａ ｎ ｄ ２ ６ 接口实现 Ｉ Ｄ 模块与 ＡＲＭ 处理器的通信 ． ｇ 并将 Ｉ 时， Ｉ Ｄ 模块识别公交车上的 Ｉ Ｄ 卡， Ｄ 卡号以 Ｗ ｉ ｅ ａ ｎ ｄ ２ ６ 编码发送给 ＡＲＭ 处理器 ． ＡＲＭ 处理器接 ｇ 并将其转换成字符串 ， 然后将信息封装为 Ｇ 车辆位 受Ｗ ｉ ｅ ａ ｎ ｄ ２ ６ 编码 ， Ｐ Ｒ Ｓ 模块能够识别的 Ｐ ＤＵ 编码 ． ｇ 置信息封转成 Ｐ 由 服 务 器 接 受， 从而将车辆的位 置 信 息 发 送 到 服 务 器． ＤＵ 编码后被发送到 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 模 块， 如图 ４ 所示 ． 服务器接收到站台终端的信息后 ， 通过查询数据库将相应信息发送到站台 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 数据的接受与提取 ． 终端 ． 站台终端的 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 模块将从服务器接受的 Ｐ ＤＵ 编码发送给 ＡＲＭ 处理器 ． ＡＲＭ 处理器对 Ｐ ＤＵ 编 码进行解封后获得显示信息 ． 然后显示信息被转换为显示模块可识别的显示编码 ． ＡＲＭ 处理器将显示编
６］ 码发送到显示模块 ［ 如图 ５ 所示 ．
显示模块 ． 显示模块获得显示编码后将其转换为显示信息结构体 ． 显示模块从拨码开关上读入本模块 再判断显示信息结构体中的公交线路与线路信息的匹配情况 ， 如匹配用 “ 注册机算法 ” 所表示的线路信息 ． 将显示信息结构体加入注册机 ， 并计算出 Ｌ 通过点亮 Ｌ Ｅ Ｄ 显示数据 ． Ｌ Ｅ Ｄ 显示模块采用动态显示 ， Ｅ Ｄ的 方式为市民提供公交位置信息如图 ６ 所示 ．
本系统目标是设计一个公交站台的终端设备 ， 能够利用无线传感器采集公交车的到站信息 ， 并且通过 接收由数据中 心 发 布 的 公 交 车 到 站 信 息 ， 进 行 实 时 显 示． 公交车辆的进 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 通讯网络传送给数据中心 ； 在公交车站有读卡模块进行检测 ． 在服务器有一个数据库 ， 站信息采用中远距离的Ｉ Ｄ 卡作为无线传感器 ， 存放有与 Ｉ 在公交车辆进入公交站台时 ， 读卡模块读取到车辆的 Ｉ 控制 器 Ｄ 卡相对应的车辆信息 ． Ｄ 卡号 ， 立即通过 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 网络 将 Ｉ Ｄ 卡号和本车站编号传送给服 务器 ， 服务器通过访问数据库 ， 确定相应车辆的路号和到 达的车站号 ， 再通过 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 网络发布给所有的 站 台 终 端 ，
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பைடு நூலகம்
安 徽 工 程 大 学 学 报
第２ ７卷
统一的 ． （ ） 服务器到站台终端的通信协议 ． 服务器通过 Ｇ 在应 ２ Ｐ Ｒ Ｓ 模块向站台终端发布公交车的定位信息 ， 用层上协议如下 ：
（ ） 站台处理器到显示模块的通信 协 议 ． 显 示 模 块 通 过 ＵＡＲ ３ Ｔ 口 与 ＡＲＭ 处 理 器 的 ＵＡＲ Ｔ １口相连 “ ” 获取 ＡＲＭ 处理器发送来的显示编码 ． 其协议如下 ． 如： 表示 １ 路车 的 第 １ 号 车 到 达 第 接， Ｘ ０ ０ ０ １ ０ ０ ０ １ ０ ６ ６ 个站台 ．
第１期
刘 涛， 等： 基于 Ａ ＲＭ 和无线传感器的公交站台实时显示系统
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图 ２ 站台终端
图 ３ 显示模块
使用 ＵＡＲ 用Ｐ 来标识显示模块的线 ． Ｔ 接口接受 ＡＲＭ 处理器发送的数据 ． １ 口连接拨 码 开 关 ， 路． 用Ｐ 用Ｐ 实现单片机的动态显示 ， 降 ０ 口传输要显示的数据 ， ２ 口的 Ｐ ２． ０～Ｐ ２． ３ 作为信号的选通引脚 ， ， 低硬件开支 电气原理图见图 ３．
收稿日期 ： ２ ０ １ １ ０ ７ ２ ２ － － ） ， ） 基金项目 ： 安徽省教育厅自然科学基金资助项目 （ 安徽工程大学教研基金资助项目 （ ｋ ２ ０ １ ０ ｂ ０ １ ８ ２ ０ １ １ ｘ ０ ３ ｊ ｊ ｙ ， 作者简介 ： 刘 涛（ 女， 副教授 ， 硕导 ． １ ９ ７ ３ －）
图 ４ 公交车信息的提取与发送
图 ５ 服务器信息的提取与发送
图 ６ 显示模块的数据流图
４ 软件系统设计
控制器工作是通过执行程序来实现的 ． ４． １ 站台终端控制器的程序设计 站台控制器主要功能是接受 Ｉ 控制 Ｇ 同 时 向 单 片 机 发 送 显 示 编 码， Ｄ 卡号 ， Ｐ Ｒ Ｓ 模 块 与 服 务 器 通 信， 其程序流程见图 ７． ４． ２ 通信协议 （ ） 站台终端到服务器的通信 协 议 ． 站台终端与服务器采用 Ｇ 以Ｐ １ Ｐ Ｒ Ｓ 模 块 实 现 通 信， ＤＵ 格 式 发 送 数据报文 ， 在应用层上做以下的协议 ． 有效数据以 “ 开始 ， 以“ 结束 ． 这样做主要是为了便于信息的提 ＃” ＊” 取． 格式如下 ： 以上是使用 Ａ 在利用 Ｐ Ｓ Ｃ Ｉ Ｉ码表示的形式 ， ＤＵ 发 送 时 会 被 转 换 成 Ｕ ｎ ｉ ｃ ｏ ｄ ｅ表 示 的 形 式 但 其 格 式 是
４． ３ 显示模块的设计 为了满足 公 交 车 显 示 的 一 些 偶 然 情 况 ， 本 系统为每一 个 显 示 模 块 设 计 了 一 个 注 册 机 ． 注 通过这些信 册机存储获 取 的 公 交 车 定 位 信 息 ， 息计算出各个 Ｌ 采用中断 Ｅ Ｄ 应该显示的数据 ． 方式 获 取 从 ＡＲＭ 处 理 器 发 送 来 的 显 示 编 码 ． 采用单片机 的 动 态 显 示 方 式 ． 程序设计的流程 如图 ８ 所示 ．
］ ２ ３ － 站台终端控制器再进 行 识 别 显 示 ［ 按照设计的基本思 ．
想， 本系统可以由站台终端和服务器构成 ， 如图 １ 所示 ．
２ 硬件系统设计
图 １ 系统框图
服务器可以由一台 Ｐ 本设计的重点是站台终端 ． 站台终端的硬件系统主要 由 Ｃ 机加 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 模块构成 ， 控制器是整个 系 统 的 核 心， 本设计对控制器的 控制器 、 Ｉ Ｄ 读卡器 、 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 模块和显示模 块 等 ４ 部 分 组 成 ． 基本要求是具有 ２ 个 ＵＡＲ 这里选用 北 京 精 仪 达 Ｔ 接口 ， １ 个用来连接 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 模块 ， １ 个用来连接显示器 ． 盛科技有限公司 Ｅ 支持高达 ４ Ｘ Ｐ ＬＭ ３ Ｓ ８ １ １ 模块 ， ＬＭ ３ Ｓ ８ １ １ 内有 ２ 个完全可编程的 ＵＡＲ Ｔ， ６ ０． ８Ｋ ｂ ｓ的 － ｐ
１］ 城市交通问题 ［ 一个公交站台的实时显示系统 ， 包括采集公交车 的 到 站 信 息 ， 通过通讯网络传送给数据 ．
中心 ， 数据管理中心对车况信息进行分析处理 、 存储 、 显示 ， 由数据中心分析处理后 ， 通过 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ网络发布 到各公交车站台 ， 进行实时显示 ．
１ 系统方案设计
图 ７ 站台终端控制流程 图 ８ 显示程序流程
５ 实验与测试
因为中远距离Ｉ 为了降低试验成本 ， 在实验阶段 ， 系统采用 Ｘ Ｄ 模块的价格较高 ， Ｎ－Ｋ ０ １ 系列 １ ２ ５ＫＨ ｚ 非接触式 Ｉ 因为两种模块都支持 Ｗ 所以程序可以直接移植 ． Ｄ 卡专用模块 ． ｉ ｅ ａ ｎ ｄ ２ ６ 接口 ， ｇ ５． １ 接线与初始化 （ ） 站台终端 ． 调 节 显 示 模 块 的 拨 码 开 关， 使显示模块关联 １ Ｐ Ｒ Ｓ 模块插好 Ｓ Ｉ Ｍ 卡； ① 为站台终端的 Ｇ （ 相应的公交线路 ． Ｐ Ｒ Ｓ 模块和显示模块连接到 ＡＲＭ 处理器 ． Ｉ Ｄ 模块已经焊接 ② 按照接线规范分别将 Ｇ 在 ＡＲＭ 处理器底座引脚上 ） 等待绿灯被点亮 ． ． Ｐ Ｒ Ｓ 模块 ， ③ 接通电源 ． ④ 启动 Ｇ （ ） 服务器 ． 同站台终端初始化 Ｇ ２ Ｓ Ｂ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ线连接 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 模块 和 笔 记 本 电 脑 ， Ｐ Ｒ Ｓ 模 块． ①用 Ｕ － ②打 开电脑 ， 运行服务器系统 ． 启动系统 ” 按钮 ， 并等待 Ｄ Ｏ Ｓ 显示的初始化完成信息和 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 初始化返 ③ 点击 “ 回的信息 ． ５． ２ 功能测试 主要是测试本系统的基本功能 ， 即安徽芜湖 ７ 路公交车到达 “ 政务中心 ” 站 时， 站台终端上对应“ 政务 中心 ” 的Ｌ 为了加强实验效果 ， 我们用手机模仿另一个站台 ， 以证明服务器完成了群发功能 ． Ｅ Ｄ 灯被点亮 ． Ｄ 卡靠近Ｉ Ｄ 模块 ， Ｉ Ｄ 模块上的 Ｌ Ｅ Ｄ 灯闪烁说明打卡成功 ． Ｏ Ｓ 输出 ． Ｄ Ｏ Ｓ 上将 ① 手持Ｉ ② 观察服务器的 Ｄ ， ， 显示服务器接收到的 Ｐ 和通过 发送的 以及相应的 命令 服 务 器 接 受 完 毕 后 观察 ＤＵ Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ Ｐ ＤＵ ＡＴ ． ③ 站台终端的 Ｌ Ｅ Ｄ 灯和手机收到的短信类容 ． ： 实验结果数据 （ 从Ｄ Ｏ Ｓ 打印的数据中获取 ） 卡号为 ９ ０ ４ Ｂ Ｅ Ａ） ０ ８ ９ １ ６ ８ ３ １ １ ０ ３ ０ ７ ０ ０ ５ Ｆ ０ ２ ４ ０ Ｂ Ａ １ ８ １ ０ ２ ５ ５ ４ ３ ６ ８ ① 服务器接收到的数据 （ Ｆ １ ０ ０ ０ ８ １ １ ３ ０ ９ １ ５ １ ３ ０ ９ ４ ２ ３ １ ０ ０ ０ ２ ３ ０ ０ ３ ９ ０ ０ ３ ０ ０ ３ ４ ０ ０ ４ ２ ０ ０ ４ ５ ０ ０ ４ １ ０ ０ ２ Ａ ０ ０ １ １ ０ ０ ０ Ｄ ９ １ ６ ８ ５ １ ５ ０ ４ ６ ０ ７ ０ ５ Ｆ ９ ０ ０ ０ ８ Ａ ７ １ Ｃ ０ ０ ② 服务器发送的数据位 ０ ５ ８ ０ ０ ５ ８ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ １ ０ ０ ５ ８ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ３ ７ ０ ０ ５ ８ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ １ ３ ０ ０ １ １ ０ ０ ０ Ｄ ９ １ ６ ８ ８ １ ０ ２ ５ ５ ４ ３ ６ ８ Ｆ １ ０ ０ ０ ８ Ａ ７ １ Ｃ ０ ０ ５ ０ ０ ５ ８ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ １ ０ ０ ５ ８ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ８