基于ZigBee的公交車(chē)自動(dòng)報站系統設計

針對中小城市公交系統的特點(diǎn)及實(shí)際運營(yíng)環(huán)境，考慮性?xún)r(jià)比和實(shí)用性設計了基于ZigBee（紫蜂協(xié)議）技術(shù)的單片機自動(dòng)報站系統。站臺發(fā)射部分采用CC2430芯片實(shí)現站址編碼信息的自動(dòng)發(fā)射，外圍電路簡(jiǎn)單，可用電池長(cháng)時(shí)間供電。車(chē)載部分具有手動(dòng)和自動(dòng)報站模式實(shí)時(shí)切換功能，可通過(guò)U盤(pán)存儲的線(xiàn)路信息方便地實(shí)現公交線(xiàn)路的更換，在自動(dòng)報站的同時(shí)可滾動(dòng)顯示站名、日歷、時(shí)間、星期、溫度和服務(wù)用語(yǔ)等信息。該系統成本低、可擴展性強、運行可靠且易于安裝、維護，適合推廣使用。

　　隨著(zhù)我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們外出旅行的機會(huì )逐漸增多，公交汽車(chē)在日常生活中的作用越來(lái)越突出，從而對城市公交系統安全運營(yíng)方面提出了更高的要求。目前，許多中等以上城市的公交車(chē)上都實(shí)現了無(wú)人售票，公交司機對行車(chē)安全承擔的責任也就更大，這就迫切需要在每輛公交車(chē)上安裝自動(dòng)報站器。近些年來(lái)，國內學(xué)者逐步開(kāi)展了這方面的研究工作，采用單片機、嵌入式處理器、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )和GPS等技術(shù)設計了各種公交自動(dòng)報站系統，對城市公交的發(fā)展起了很好的促進(jìn)作用。但是，目前大部分中小城市的公交線(xiàn)路仍未全面采用自動(dòng)報站系統，急需成本低廉、運行可靠、易于維護、易于推廣的自動(dòng)報站器。

　　針對中小城市公交系統的特點(diǎn)，將單片機與ZigBee技術(shù)相結合，設計出基于ZigBee技術(shù)的低成本自動(dòng)報站器，兼有手動(dòng)和自動(dòng)兩種報站器的優(yōu)點(diǎn)，適合于大規模普及應用。

　　1 總體方案

　　在城市各主要街道的公交車(chē)站臺眾多，一個(gè)站臺可能要?？慷鄠€(gè)線(xiàn)路的公交車(chē)輛，而且同一站臺在各個(gè)線(xiàn)路的命名可能不一樣，因此，站址編碼信息需要采用8位撥碼開(kāi)關(guān)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設置，以便各路公交車(chē)自動(dòng)識別在本線(xiàn)路中的當前位置。圖1所示的是具有n個(gè)站臺的公交車(chē)自動(dòng)報站系統示意圖。

圖1 公交車(chē)自動(dòng)報站系統

　　由于中小城市的路面較窄，公交車(chē)在行進(jìn)過(guò)程中可能會(huì )同時(shí)接收到多個(gè)站址編碼信息，如圖1中右向行駛的公交車(chē)就會(huì )同時(shí)接收到站臺1和站臺n的編碼信息，此時(shí)可以通過(guò)行駛方向自動(dòng)判斷站臺1的編碼信息是有效的。車(chē)輛行駛方向可以采用預制或站址遞增（遞減）方式進(jìn)行識別，如果出現編碼突變的情況，說(shuō)明車(chē)輛行進(jìn)過(guò)程中可能因為無(wú)法自動(dòng)報站而采用了手動(dòng)報站，這樣系統可以記錄下該站臺的編碼以便及時(shí)維修。

　　本系統分為車(chē)載和站臺兩部分，車(chē)載部分采用以MSP430F149單片機為核心的控制模塊；站臺部分只需要發(fā)射站址編碼信息，要求低功耗、低成本、高可靠性且易于維護，因此ZigBee發(fā)射模塊以CC2430芯片為核心構成。圖2所示的是公交車(chē)自動(dòng)報站系統的設計框圖。

圖2 公交車(chē)自動(dòng)報站系統設計框圖