【正文】 LED顯示屏是車輛前方面向乘客顯示相關(guān)信息。駕駛員可通過(guò)按鍵來(lái)查看當(dāng)前和以前接收到的文字信息。2009617 周四 信息提示 GPS信號(hào) 通信信號(hào)、13:21:46東經(jīng)：113：123456 速度：北緯： 方向：DOP: SNR：99圖33 定位畫面圖34為診斷畫面用于調(diào)試，維修當(dāng)中診斷故障，圖中“可見(jiàn)”表示在當(dāng)前衛(wèi)星運(yùn)行情況下車載機(jī)應(yīng)該可見(jiàn)的衛(wèi)星數(shù),“鎖定”表示當(dāng)前用于定位計(jì)算的衛(wèi)星數(shù)；連接表示當(dāng)前車載機(jī)的連接狀態(tài)。圖中，車輛狀態(tài)指車輛上行、下行、包車、班車、快車、加油等狀態(tài)。數(shù)據(jù)按其性質(zhì)和用途分為不同的組。下面分別介紹LCD顯示屏與LED顯示屏。用多個(gè)LCD顯示屏為駕駛員顯示時(shí)間，調(diào)度等重要信息，它主要的模塊由顯示模塊與語(yǔ)音模塊組成。W77E58內(nèi)含32KB Flash EPROM，具有1KB片上外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，當(dāng)用戶應(yīng)用時(shí)使用片上SRAM代替外部SRAM，可節(jié)省更多I/O口。在相同的吞吐量及低頻時(shí)鐘情況下，電源消耗也降低。一般來(lái)說(shuō)，按照指令的類型。它的內(nèi)核經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)，提高了時(shí)鐘速度和存儲(chǔ)器訪問(wèn)周期速度。51系列產(chǎn)品中主要包括8031，8051，87051. 89058等。根據(jù)單片機(jī)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，面向控制的功能強(qiáng)等特點(diǎn)，綜合了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和上述情況，考慮到系統(tǒng)的最終維護(hù)，應(yīng)該選擇主流產(chǎn)品。它的硬件主要包括:電源模塊或電源接入模塊，單片機(jī)CPU，輔助存儲(chǔ)芯片，GPRS通信模塊，GPS定位模塊LCD顯示模塊，LED顯示模塊，串口擴(kuò)展芯片和串口，鍵盤，語(yǔ)音模塊，麥克風(fēng)電路。第三章智能公交服務(wù)系統(tǒng)車載終端的硬件設(shè)計(jì) 車載終端的概述車載終端(MDT)是安裝在受控車輛上，負(fù)責(zé)信息采集、信息傳送、信息處理、信息接收和車內(nèi)控制的設(shè)備。因此本方案中，當(dāng)預(yù)測(cè)持續(xù)的時(shí)間超過(guò)數(shù)據(jù)丟失點(diǎn)到前方總站的行駛時(shí)間(通常小于單程時(shí)間)時(shí)，即停止使用預(yù)測(cè)算法，轉(zhuǎn)而依賴數(shù)據(jù)的補(bǔ)傳，或采用傳統(tǒng)的人工服務(wù)，并采取相應(yīng)的維護(hù)措施，檢查是否由于網(wǎng)絡(luò)原因或設(shè)備故障造成數(shù)據(jù)丟失。對(duì)于系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理而言，影響誤差大小的最直接因素是采用預(yù)測(cè)算法的持續(xù)時(shí)間。（3）預(yù)測(cè)持續(xù)的時(shí)間。從上面的處理方法描述中可以看出，補(bǔ)償方法預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的誤差主要來(lái)源于以下一些因素:（1）預(yù)先計(jì)算的采樣點(diǎn)間隔。圖24 經(jīng)驗(yàn)速度沿采樣段和時(shí)間的分布由圖中可以看出，不同的采樣段在高峰時(shí)段前后有著較低的經(jīng)驗(yàn)速度(高峰期車流緩慢)，車速低峰到來(lái)的時(shí)間不盡相同，相鄰采樣段具有某種時(shí)間上的繼承性等特點(diǎn)。下面建立一張三維的圖，其X軸為時(shí)間，Y軸為沿線路連續(xù)排列的不同的采樣段，Z軸為各采樣段的經(jīng)驗(yàn)速度。系統(tǒng)會(huì)在整個(gè)運(yùn)行生命周期中根據(jù)實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不斷更新各采樣段的經(jīng)驗(yàn)速度。如圖2一3所示。為此在路段上設(shè)置采樣點(diǎn)。當(dāng)GPS數(shù)據(jù)發(fā)生丟失時(shí)，系統(tǒng)能獲得關(guān)于丟失的兩個(gè)基本信息:系統(tǒng)根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)判斷數(shù)據(jù)丟失對(duì)系統(tǒng)影響的嚴(yán)重程度，從而分級(jí)別地采取響應(yīng)的措施進(jìn)行補(bǔ)償，其處理的一般流程如圖22所示。（4）車載終端在具有滾動(dòng)存儲(chǔ)至少1個(gè)運(yùn)營(yíng)日的定位數(shù)據(jù)的能力。（3）車載終端具有斷線重?fù)芄δ埽茉跀嗑€后以最短的時(shí)間恢復(fù)連接。硬件補(bǔ)償主要針對(duì)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，使公交車輛還能正常的進(jìn)行運(yùn)營(yíng)，硬件補(bǔ)償方法有如下幾種:（1）車載終端設(shè)置若干運(yùn)行狀態(tài)按鍵，由駕駛員在執(zhí)行每項(xiàng)任務(wù)(如上行、下行、加油、保修、報(bào)站、邊出站)時(shí)按相應(yīng)的按鍵，也即傳統(tǒng)的手工按鍵報(bào)站方式。 GPS數(shù)據(jù)丟失補(bǔ)償方案當(dāng)GPS數(shù)據(jù)發(fā)生丟失時(shí)，為了保證公交系統(tǒng)還能正常的進(jìn)行全方面服務(wù)，可以采用一些措施來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。GPS數(shù)據(jù)在停車場(chǎng)、修配廠、加油站附近丟失將導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)車輛營(yíng)運(yùn)狀態(tài)作出錯(cuò)誤判斷。（2）電子站牌附近:GPS數(shù)據(jù)在電子站牌附近的丟失將導(dǎo)致電子站牌到站預(yù)報(bào)和離站預(yù) 報(bào)的直觀錯(cuò)誤。（3）長(zhǎng)期丟失:GPS數(shù)據(jù)丟失時(shí)間大于公交車的一個(gè)單程時(shí)間。（1）短期丟失:GPS數(shù)據(jù)丟失的時(shí)間在1分鐘以內(nèi)，通常由于IP包丟失或被高樓短時(shí)間遮 擋。GPS數(shù)據(jù)丟失無(wú)論源于哪種原因，其對(duì)系統(tǒng)的影響按持續(xù)時(shí)間和發(fā)生的地理位置不同而有所不同。第三種與地理位置有很強(qiáng)的相關(guān)性。其中第一種通信故障在時(shí)間上和地理位置上都不具備相關(guān)性。任何一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)都不能保證數(shù)據(jù)100%的準(zhǔn)確無(wú)誤傳輸。這種原因造成的數(shù)據(jù)丟失的特點(diǎn)是具有很強(qiáng)的地理位置相關(guān)性。GPS定位技術(shù)要求GPS接收機(jī)所在的位置具備一些基本的定位條件:至少接收到4顆GPS衛(wèi)星的信號(hào)，GPS衛(wèi)星的分布(星座)具有一定的幾何形狀限制，彼此之間應(yīng)具有一定的夾角。 GPS數(shù)據(jù)丟失的補(bǔ)償方案以上分析了GPS的基本原理，縮小誤差的方法，可是GPS依賴于地理環(huán)境，當(dāng)在高樓大廈遮擋，GPS信號(hào)會(huì)發(fā)生丟失的現(xiàn)象，在它的盲區(qū)需要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，首先分析盲區(qū)產(chǎn)生的原因和對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，根據(jù)不同種類的GPS信號(hào)丟失對(duì)系統(tǒng)影響的不同采取不同的補(bǔ)償措施。從工作環(huán)境上看，除了怕被森林、高樓遮擋信號(hào)造成可見(jiàn)衛(wèi)星少于四顆和強(qiáng)電離層爆發(fā)造成GPS測(cè)距信號(hào)完全失真外，可以說(shuō)是全球全連續(xù)和全天候的。、1秒到十幾秒、幾分、幾個(gè)小時(shí)或幾天來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的實(shí)時(shí)性要求和精確性要求。GPS能夠以不同的定位定時(shí)精度提供服務(wù)，從亞毫米、毫米到厘米、分米、亞米及米和十幾米的定位精度都有可供選擇的定位方法。人們想了很多辦法來(lái)削弱和消除上述各種誤差的影響，比如，針對(duì)實(shí)時(shí)廣播星歷提供的衛(wèi)星坐標(biāo)精度不高的問(wèn)題，國(guó)際上的GPS服務(wù)機(jī)構(gòu)IGS提供了事后的GPS衛(wèi)星的精密星歷，其軌道坐標(biāo)精度達(dá)35cm。與大氣傳輸有關(guān)的誤差501000km的高空大氣被太陽(yáng)高能粒子轟擊后電離，即產(chǎn)生大量自由電子，使GPS信號(hào)產(chǎn)生傳播延遲，一般白天強(qiáng)夜晚弱，可導(dǎo)致載波天頂方向最大50m左右的延遲量，誤差與信號(hào)載波頻率有關(guān)，故可用雙頻或多頻率信號(hào)予以顯著減弱。 多路徑誤差:接收機(jī)周圍環(huán)境產(chǎn)生信號(hào)的反射，構(gòu)成同一信號(hào)的多個(gè)路徑入射天線相位中心，可以采用抑徑板等方法減弱其影響。 接收機(jī)時(shí)鐘差:接收機(jī)時(shí)鐘與標(biāo)準(zhǔn)的GPS系統(tǒng)時(shí)間之差，一般可達(dá)秒 。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)車輛定位精度為l0m。利用相位觀測(cè)值進(jìn)行絕對(duì)定位技術(shù)比較復(fù)雜，事后24小時(shí)連續(xù)定位三維精度可達(dá)23cm左右。一般來(lái)說(shuō)，利用C/A碼進(jìn)行實(shí)時(shí)絕對(duì)定位，各坐標(biāo)分量精度在5l0m左右，三維綜合精度在1530m左右。另一種求解用戶速度的方法是:知道用戶在不同時(shí)間的三維位置，用三維位置的差除以所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，求解用戶的三維運(yùn)動(dòng)速度。如果用戶本身也在運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)多普勒頻移便要發(fā)生變化，其大小和正負(fù)取決于用戶的速度與方向。當(dāng)用戶不運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)，在接收機(jī)的衛(wèi)星信號(hào)中會(huì)有多普勒頻移。其中(x1,y1,z1), (x2,y2,z2),(x3,y3,z3)和(x4,y4,z4)是衛(wèi)星的已知位置。實(shí)際上，用戶接收機(jī)一般不可能有十分準(zhǔn)確的時(shí)鐘，它們也不與衛(wèi)星鐘準(zhǔn)確同步，因此用戶接收機(jī)測(cè)量得出的衛(wèi)星信號(hào)在空間的傳播時(shí)間是不準(zhǔn)確的，計(jì)算得到的距離也不是用戶接收機(jī)和衛(wèi)星之間的真實(shí)距離，這種距離叫做偽距離。其R,xl,yl,z1是己知量，x,y,，即要求的x,y,z。xl,yl,zl表示衛(wèi)星位置的三維坐標(biāo)值。GPS系統(tǒng)定位的代數(shù)原理如圖21所示。類似地，如果再有一個(gè)以衛(wèi)星S3為球心，R3為半徑的球C3，那用戶的位置也必定在C2和C3這兩個(gè)球面的交線L2上。GPS定位的基本幾何原理為三球交會(huì)原理:如果用戶到衛(wèi)星S1的真實(shí)距離為R1,那么用戶的位置必定在以S1為球心，R1為半徑的球面C1上。相對(duì)定位技術(shù)上較易實(shí)現(xiàn)，通過(guò)相對(duì)定位的方式，在己知某目標(biāo)絕對(duì)定位結(jié)果的情況下，也可以獲得新目標(biāo)的絕對(duì)定位位置。用雷達(dá)測(cè)量運(yùn)動(dòng)的飛機(jī)的方位角和雷達(dá)與飛機(jī)間的斜距和高度角是相對(duì)定位測(cè)量的例子。例如，利用望遠(yuǎn)鏡和測(cè)角設(shè)備的經(jīng)緯儀測(cè)量北極星的高度角可以確定某一點(diǎn)在地球上的緯度，測(cè)量同一個(gè)恒星過(guò)格林尼治天文臺(tái)和當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間差可以確定經(jīng)度，是一種絕對(duì)定位。絕對(duì)定位的優(yōu)點(diǎn)是，只需一臺(tái)接收機(jī)便可獨(dú)立定位，觀測(cè)的組織與實(shí)施簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單。另外，在航空物探和衛(wèi)星遙感等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位，一般只能得到?jīng)]有(或很少)多余觀測(cè)量的實(shí)時(shí)解。應(yīng)用GPS進(jìn)行絕對(duì)定位，根據(jù)用戶接收機(jī)天線所處的狀態(tài)不同，又可分為動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位和靜態(tài)絕對(duì)定位。參考坐標(biāo)系統(tǒng)建立后的定位問(wèn)題，而參考坐標(biāo)系的建立和維持一方面有一套獨(dú)立的理論和技術(shù)，另一方面也可以看成是定位技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用。在時(shí)間和坐標(biāo)系系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)上，然后再探討如何在某個(gè)參考系統(tǒng)內(nèi)確定事件、信息、目標(biāo)的具體位置和時(shí)間。因此，定位之前必須先要確定時(shí)間參考點(diǎn)和位置參考點(diǎn)，這也就是要建立時(shí)間參考坐標(biāo)系統(tǒng)和位置參考坐標(biāo)系統(tǒng)。 全球衛(wèi)星定位的基本原理GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為己知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置。公交定位系統(tǒng)精度只需要達(dá)到l0m即可。用于差分定位其精度可達(dá)分米級(jí)至厘米級(jí)。近幾年，國(guó)內(nèi)引進(jìn)了許多種類型的GPS測(cè)地型接收機(jī)。在用機(jī)外電池的過(guò)程中，機(jī)內(nèi)電池自動(dòng)充電。同時(shí)采用機(jī)內(nèi)機(jī)外兩種直流電源。導(dǎo)航型接收機(jī)另外還有航海型和航空型。這種接收機(jī)都是采用C/A碼偽距測(cè)量，動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位方式。車載型接收機(jī)屬于導(dǎo)航型接收機(jī)，這種接收機(jī)主要用于運(yùn)動(dòng)物體的導(dǎo)航，它既可以實(shí)時(shí)給出物體的位置和運(yùn)行速度。一般在比較開(kāi)闊的地區(qū)，需接收到三顆以上的GPS衛(wèi)星信號(hào)才能進(jìn)行準(zhǔn)確定位。主控制器也可以向GPS接收機(jī)發(fā)送設(shè)置命令，以控制GPS接收機(jī)的狀態(tài)和工作方式。接收機(jī)主機(jī)由變頻器、信號(hào)通道、微處理器和存儲(chǔ)單元及顯示器組成。GPS接收機(jī)主要由GPS接收機(jī)天線，GPS接收機(jī)主機(jī)及電源組成。GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)，是一種可供無(wú)數(shù)用戶共享的信息資源。GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站組成。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，即GPS時(shí)間系統(tǒng)。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。2 地面監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于導(dǎo)航定位來(lái)說(shuō)，GPS衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)己知點(diǎn)。對(duì)于某地某時(shí)，甚至不能測(cè)得精確的點(diǎn)位坐標(biāo)，這種時(shí)間段叫做“間隙段”。在用GPS信號(hào)導(dǎo)航定位時(shí)，為了計(jì)算觀測(cè)站的三維坐標(biāo)，必須觀測(cè)4顆GPS衛(wèi)星，稱為定位星座。對(duì)于地面觀測(cè)者來(lái)說(shuō)，每天將提前4分鐘見(jiàn)到同一顆GPS衛(wèi)星。每個(gè)軌道平面內(nèi)各顆衛(wèi)星之間的升交角距相差90度，一軌道平面上的衛(wèi)星比西邊相鄰軌道平面上的相應(yīng)衛(wèi)星超前30度。 GPS組成GPS由三個(gè)獨(dú)立的部分組成:1 GPS衛(wèi)星星座GPS衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座，記作(21+3) GPS星座。向中心匯報(bào)位置和車輛狀況信息車載終端在工作過(guò)程中定時(shí)向調(diào)度中心發(fā)送GPS數(shù)據(jù)、報(bào)告當(dāng)前位置，根據(jù)GPS數(shù)據(jù)來(lái)判斷到達(dá)站臺(tái)或離開(kāi)站臺(tái)的情況時(shí)，向調(diào)度中心發(fā)送到站或出站消息，調(diào)度中心又將其分發(fā)給電子站牌，電子站牌接到消息及時(shí)響應(yīng)作出相應(yīng)的顯示服務(wù)。缺點(diǎn):定位精度依賴于定位衛(wèi)星的數(shù)目，這個(gè)數(shù)目依賴于地理環(huán)境。地面GPS接收設(shè)備類型豐富，有各種類型的功能各異的GPS接收機(jī)產(chǎn)品，用于測(cè)量的，用于導(dǎo)航的等等。利用GPS系統(tǒng)的位置信息定位不存在累計(jì)誤差，定位精度高。安裝相對(duì)方便。它應(yīng)用于智能公交