【正文】 摘要現(xiàn)有的公交車語音文字報站系統(tǒng)是為公交車內(nèi)的乘客服務(wù)，而沒有顧及站臺上乘客也需要了解到站車輛信息的需求。雖然站臺有站牌提示，但對于某些人群仍然不是很方便，而且，當(dāng)同時到達(dá)站臺的公交車較多時，也很容易引起乘客的混淆。雖然基于GPS定位的自動報站系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)得到一些應(yīng)用，但由于成本昂貴，難以實(shí)現(xiàn)普及。為了解決這一問題，本文中設(shè)計(jì)了一款低成本、高性能的公交車到站自動提示系統(tǒng)，通過在站臺增加語音播報以及動態(tài)文字顯示，可以較大程度地為人們乘車轉(zhuǎn)車提供便利，有效提高公交運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量。完整的作品由車載系統(tǒng)和站臺系統(tǒng)組成。車載系統(tǒng)由寫入了公交車路線編碼標(biāo)識的單片機(jī)、無線收發(fā)模塊和上下行轉(zhuǎn)換開關(guān)構(gòu)成。站臺系統(tǒng)由單片機(jī)、無線收發(fā)模塊、LED顯示屏以及語音報站系統(tǒng)構(gòu)成。在站臺系統(tǒng)接收信號時，如果附近有多輛公交車同時發(fā)送到站信號，就可能會發(fā)生通信碰撞。為了防止這種現(xiàn)象，我們采用了一種基于時分的“隨機(jī)延時”防碰撞方法。車載系統(tǒng)每間隔100ms向外發(fā)射一次攜有自身公交線路標(biāo)識的信號，然后在這段時間（100ms）內(nèi)等待站臺系統(tǒng)的反饋信號，若獲得反饋信號則對其進(jìn)行分析判斷是否停止發(fā)送信號，否則繼續(xù)向外發(fā)送線路標(biāo)識信號。當(dāng)公交車進(jìn)入站臺的有效范圍內(nèi)，站臺系統(tǒng)就可以接收到它發(fā)出的信號，然后送給主控單片機(jī)處理，通過對接收的編碼信號的分析識別，判斷出公交車線路，并通過終端顯示以及播報?？商崆邦A(yù)告來車情況，有利于減少城市交通安全事故，尤其在視線情況不好時，為待車的乘客提供極大的便利。本課題的主要研究內(nèi)容是“智能公交站無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)”。作為城市智能交通管理系統(tǒng)的重要組成部分，本系統(tǒng)可以構(gòu)建智能公交站臺系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)公交車輛進(jìn)站車次預(yù)報，便于疏導(dǎo)客流，方便公交車輛進(jìn)站和乘客乘車。有效地改善在交通繁忙地區(qū)的公交車站擁擠狀況，有利于營造安全乘車環(huán)境。同時可以提醒公交車輛進(jìn)站，避免乘客錯過乘車。該系統(tǒng)提供人性化乘車環(huán)境，具有較大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。本系統(tǒng)由站臺模塊和車載模塊兩部分組成，控制核心采用單片機(jī)技術(shù)，信息傳輸采用無線通信技術(shù)。該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，便于推廣的特點(diǎn)。對于提高公交服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)公共交通發(fā)展，解決城市交通擁擠具有重要的社會意義。關(guān)鍵詞　智能交通，無線通信，單片機(jī)，信息處理1導(dǎo)言隨著城市化的進(jìn)展和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車越來越普及，伴隨而來的交通運(yùn)輸問題變得日益嚴(yán)重，道路車輛擁擠，交通環(huán)境不斷惡化。與出租車和私家車相比，公交車人均占道面積少、成本低、運(yùn)載能力高，同時它的通行線路覆蓋面廣，在緩解交通擁堵，節(jié)能減排方面都有積極作用，因此在未來將得到進(jìn)一步的應(yīng)用?？梢钥隙ǖ卣f，城市公共交通在今后一個時期內(nèi)將得到迅速地發(fā)展。然而，現(xiàn)有的城市公交車運(yùn)輸方面存在如下一些問題：首先，目前公交車報站系統(tǒng)設(shè)計(jì)是為公交車內(nèi)的乘客服務(wù)，沒有考慮到在站臺等車乘客的需求，在天氣惡劣或是視線不好的時候，乘客往往無法分辨到達(dá)的車輛路線，出現(xiàn)眾多乘車不便的現(xiàn)象：有的乘客下到機(jī)動車道伸頭觀望，更多的是常常一擁而上，前后跑動、追趕，找尋自己要上的車輛，很容易造成盲目擁擠，秩序混亂的場面。我國城市特別是大城市的交通問題極其嚴(yán)重，如果不能得到有效解決和根本治理，必將對我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、快速、健康發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。目前大多數(shù)公交車報站系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要考慮為公交車內(nèi)的乘客服務(wù)，沒有考慮到在站臺等車乘客的需求。雖然站臺有站牌，但對于盲人、識字不多以及對乘座公交車不太熟悉的人來說，還不是很方便；再加之，到達(dá)同一站臺的公交車較多，也很容易引起乘客的混淆。有關(guān)專家在原公交報站系統(tǒng)的基礎(chǔ)上應(yīng)用射頻芯片設(shè)計(jì)無線公交車報站系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，公交車內(nèi)通過半自動報站設(shè)計(jì)的同時把該車的相關(guān)信息通過無線電路傳送到站臺，完成即將到站車輛的預(yù)報以及顯示該車所經(jīng)路線基本情況。通過在站臺增加語音播報和動態(tài)文字顯示設(shè)計(jì)，使原來僅有一個站牌來提供簡單靜態(tài)線路信息的站臺成為一個公交信息亭。方便了乘客乘車，有效地提高了公交運(yùn)營公司的服務(wù)質(zhì)量?；谝陨鲜褂霉徊槐愕那闆r以及引起的交通秩序問題和安全隱患，本項(xiàng)目致力于設(shè)計(jì)出一種公交車到站提示系統(tǒng)。當(dāng)公交車駛?cè)胝九_附近100m的有效距離以內(nèi)時，站臺系統(tǒng)就可以接收到車載系統(tǒng)發(fā)送的具有該路車的標(biāo)識信息編碼，經(jīng)過主控單片機(jī)處理后獲取該路車的相關(guān)信息，在LED顯示屏上顯示出來，并通過語音系統(tǒng)進(jìn)行語音播報。這樣便可使候車的人們提前得知來車情況并做好上車準(zhǔn)備。這種圖文聲并茂的報站方式使公交搭乘更為方便，同時也有利于提高公交運(yùn)營公司的服務(wù)質(zhì)量。2設(shè)計(jì)原理本系統(tǒng)由智能站臺單元、車載單元等兩部分組成。系統(tǒng)方案見圖1所示。基于這種設(shè)計(jì)思想，構(gòu)建的智能站臺單元結(jié)構(gòu)包括了無線通信模塊、電源、單片機(jī)及配套鍵盤、顯示屏幕等部分。智能站臺單元接收接近的車載單元發(fā)出的信息，經(jīng)過信息識別，將進(jìn)站車輛信息進(jìn)行顯示提示，為公交乘客提供方便。車載單元包括無線通信模塊和控制單元等部分，為了保證單元模塊的通用性，該單元具有手動設(shè)定功能，以適應(yīng)不同的公交線路。無線收發(fā)模塊采用短距離無線數(shù)傳模塊，使智能站臺單元與車載單元組成近距離的通信系統(tǒng)。本系統(tǒng)綜合利用無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)和單片機(jī)控制技術(shù)，為候車者提供一種可以預(yù)報到站公交車信息的智能交通系統(tǒng)。具有如下功能：1）自動識別路線，可識別上下行車輛，準(zhǔn)確度高。2）可實(shí)現(xiàn)在公交車到站之前自動報站。3）系統(tǒng)提供語音、文字雙重提示，更好地提醒乘客到車情況。鍵盤公交站臺控制單元RXD無線通信模塊發(fā)送設(shè)備：TXD無線通信模塊車載控制單元8位數(shù)碼管顯示系統(tǒng)語音提示系統(tǒng)圖1系統(tǒng)發(fā)送端方案圖接收設(shè)備：圖2系統(tǒng)接收端方案圖主要研究問題：1）研究單片機(jī)系統(tǒng)軟件編程與硬件接口2）針對系統(tǒng)的需求選擇合適的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊3）根據(jù)選擇的器件設(shè)計(jì)外圍電路和單片機(jī)的接口電路，編寫控制無線數(shù)據(jù)傳輸器件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦?）編寫單片機(jī)程序，控制無線數(shù)據(jù)傳輸模塊實(shí)按要求工作5）系統(tǒng)樣機(jī)試驗(yàn) ：1）提供3 個串口3 種接口方式，COM1 為TTL 電平UART 接口，COM2 為標(biāo)準(zhǔn)的RS232 接口和標(biāo)準(zhǔn)的RS485 接口。2）晶體穩(wěn)頻，內(nèi)置數(shù)字鎖相環(huán)，頻點(diǎn)根據(jù)用戶需要在300—1000MHz 范圍內(nèi)可以靈活設(shè)置3）自動過濾噪聲，發(fā)送一字節(jié)，接收一字節(jié)，決不多收一個多余字節(jié)的噪聲，簡化了用戶接口的編程，做到與有線一樣方便。圖1 ZF02系列無線模塊4）“收”“發(fā)” 自動切換，無需專用的收發(fā)控制線，不發(fā)數(shù)據(jù)時為常態(tài) “收”狀態(tài)；發(fā)數(shù)據(jù)時自動轉(zhuǎn)換為“發(fā)”狀態(tài)，“發(fā)”完后自動回到“收”。 5）微發(fā)射功率: 最大發(fā)射功率10mW6）模塊有自動避讓功能，避免同頻率同時發(fā)送而干擾，類似載波偵聽：1）水、電、煤氣等計(jì)量表計(jì)的無線抄表、油井及水情測報系統(tǒng)2）消防安全報警、樓宇自動化、門禁系統(tǒng)、安全防火系統(tǒng)、小區(qū)傳呼3）倉儲物流、物流無線盤點(diǎn)系統(tǒng)、激光槍、條碼閱讀器4）長距離非接觸RF 智能卡、無線標(biāo)簽、不停車收費(fèi)、只能交通身份識別、車輛監(jiān)控5）無線遙控、自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、小型無線數(shù)據(jù)終端、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6）無線吊秤、無線電子衡器、醫(yī)療儀器、機(jī)房設(shè)備無線監(jiān)控7）無線RS323/無線RS485 接口、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控8）無線現(xiàn)場總線、無線會議投票表決系統(tǒng)9）餐飲點(diǎn)菜、PDA 等無線智能終端、機(jī)器人控制、測繪：1）頻段： 433M ISM 頻段內(nèi)，8 個信道，信道通過用跳線自行設(shè)置2）通信方式： FSK 半雙工3）波特率： 根據(jù)客戶需求，可提供（1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps）4）輸出功率：10mW(毫瓦)5）接口數(shù)據(jù)格式：TTL 和RS232（或485）接口，數(shù)據(jù)格式8E1/8N1，用戶可通過跳線自行選擇8 位或9位數(shù)據(jù)6）傳輸距離：800 米（室外空曠地），室內(nèi)100300米7）通信接口：異步串行，一位起始位，8位數(shù)據(jù)位，一位停止位；三種電平接口：TTL(CMOS)，RS232 ，RS4858）電源: 直流 9）電流： 接收時 25 mA；發(fā)送時 35 mA10）外形尺寸： 47X 26 mm圖3無線模塊接口與尺寸．無線通信模塊的工作原理：：模塊提供一個9 針的連接器，如圖3所示，連接器的定義及連接方法如表1：表1 無線模塊9針連接器連接信號序號模塊端說明電平連接終端備注1GND電源地電源地2VCC電源（DC）+3RXD串行數(shù)據(jù)接收口TTLTXD4TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送口TTLRXD5SGND信道地模擬地可與電源地相連6D+(TXD)RS232 的TXD，RS485 的D+D+(TXD)7D(RXD)RS232 的RXD，RS485 的DDD(RXD)8