基于A(yíng)RM7和CPLD的數字公交站亭系統設計
摘要:提出了一種基于ARM7 和CPLD 架構的數字公交站亭系統。系統通過(guò)GPRS 模塊與公交控制中心實(shí)時(shí)通信,使用CA 認證保證通信的安全性,采用兩塊SRAM 組成具有“乒乓邏輯”的高速緩存確保顯示數據的連續性,可實(shí)現同一站亭多條線(xiàn)路信息動(dòng)態(tài)顯示、實(shí)時(shí)車(chē)輛到站預報、公眾信息發(fā)布、線(xiàn)路信息及時(shí)更新以及系統在線(xiàn)升級等功能,具有實(shí)時(shí)性好、安全性高,可擴展性強等特點(diǎn)。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/151370.htm針對現有印刷公交站亭提供信息少、無(wú)法提供車(chē)輛到站預報、增加線(xiàn)路或者修改線(xiàn)路信息麻煩等不足,本文提出了一種新數字公交站亭系統。該系統基于ARM7 和CPLD 架構,通過(guò)GPRS 與公交控制中心通信,采用CA 認證保證通信的安全性,能實(shí)現實(shí)時(shí)車(chē)輛到站預報、公眾信息(如天氣預報、重要新聞、交通路況、緊急狀態(tài)信息)發(fā)布、線(xiàn)路信息及時(shí)更新以及系統在線(xiàn)升級等功能,具有實(shí)時(shí)性好、安全性高,可擴展性強等特點(diǎn),有助于全面提升城市公交站的信息服務(wù)水平。
1 數字公交站亭系統總體結構及工作原理
該系統分為控制中心、站亭終端通信模塊、站亭終端控制模塊、站亭終端顯示模塊四個(gè)部分,總體結構框圖如圖1,各個(gè)部分組成和工作原理介紹如下:
(1) 控制中心:負責全市或者某區域公交車(chē)運行情況的監控,包括:信息采集、信息處理、公交實(shí)時(shí)調度、站臺顯示控制等功能??刂浦行耐ㄟ^(guò)GPRS 與每個(gè)站亭終端建立無(wú)線(xiàn)通信,實(shí)現對站亭終端的相關(guān)控制。此外,控制中心還根據安裝在公交車(chē)輛上的GPS 定位車(chē)輛位置,結合車(chē)輛速度和路況信息,實(shí)時(shí)更新車(chē)輛到站時(shí)間預報。
(2) 站亭終端控制模塊:由核心芯片 ARM 和其外圍器件組成,通過(guò)GPRS 模塊接收控制中心下發(fā)的信息幀,執行由控制中心發(fā)出的控制命令,并根據控制中心發(fā)出的顯示信息,完成字庫查找,寫(xiě)入由兩塊SRAM 組成的高速數據緩存,兩塊SRAM 采用“乒乓邏輯”,即某一時(shí)刻ARM 芯片向一片SRAM 寫(xiě)入顯示數據,另一片此時(shí)被CPLD 讀取,二者輪流切換,保證數據的高速性和顯示的連續性。為保證系統的安全性,每個(gè)站亭終端都有一個(gè)密鑰,此密鑰在設備初始化的時(shí)候寫(xiě)入,外部接口不能訪(fǎng)問(wèn)到此密鑰信息,ARM 根據此密鑰完成對接收信息幀的解密,如果遇到無(wú)法完成驗證的信息幀,系統認為該信息幀被篡改,予以丟棄。此外,由于每個(gè)站亭終端需長(cháng)時(shí)間連續工作,為了防止溫度過(guò)高使系統工作不正常甚至導致火災,每個(gè)站亭終端裝有散熱裝置,包括溫度傳感器和散熱風(fēng)扇, ARM 通過(guò)溫度傳感器獲取站亭終端內部的溫度,一旦發(fā)現溫度超過(guò)設定值,立即啟動(dòng)散熱風(fēng)扇,保證系統能長(cháng)期工作。
(3) 站亭終端顯示模塊:由 CPLD、LED 掃描驅動(dòng)電路、LED 點(diǎn)陣顯示屏組成,CPLD讀取由兩塊SRAM 組成的高速緩存中的數據,完成對LED 顯示屏的掃描驅動(dòng)過(guò)程,其內部固化的數字邏輯產(chǎn)生屏幕顯示控制信號,包括串行數據移位信號、數據鎖存信號、行掃描信號等,LED 顯示屏行掃描電路和列數據電路根據這些信號驅動(dòng)LED顯示屏。
圖 1 系統總體結構框圖
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