基于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的智能公交系統設計（一）

引言

公共交通具有個(gè)體交通無(wú)法比擬的強大優(yōu)勢，優(yōu)先發(fā)展城市公共交通系統是解決大、中城市交通問(wèn)題的最佳途徑。近年來(lái)， 城市公交系統的智能化已成為公共交通研究領(lǐng)域的主要方向。國內現有試運行的智能公交系統大部分都采用GPS全球定位系統進(jìn)行定位， 同時(shí)采用GPRS網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據傳輸。車(chē)載GPS模塊可以實(shí)時(shí)獲取位置、方向、時(shí)間等導航定位數據， 然后通過(guò)車(chē)載GPRS模塊將數據傳至監控中心， 從而實(shí)現車(chē)輛的定位和監控。監控中心則可將車(chē)輛的實(shí)時(shí)信息或公告信息通過(guò)電子站牌的GPRS模塊發(fā)送給電子站牌，以估算到站時(shí)間和距離， 然后顯示在電子站牌上。盡管現有試運行的智能公交系統定位覆蓋面廣、精度高， 可以實(shí)現車(chē)輛的全范圍定位和監控。但在實(shí)際運行過(guò)程中， 仍然存在以下不足：

GPS信號在隧道和高架橋等環(huán)境下會(huì )存在盲點(diǎn)；

運行中需將GPS信息通過(guò)GPRS發(fā)到監控中心， 再由監控中心通過(guò)GPRS發(fā)送顯示信息給電子站牌， 因此運營(yíng)費用較高；

GPRS模塊價(jià)格昂貴， 公交車(chē)數量眾多且都必須安裝GPRS模塊， 硬件成本高；

不能實(shí)現公交車(chē)與站牌的通信， 也不能實(shí)現提前報站等服務(wù)。

1 系統總體方案

由于西安城市面積較小， 道路集中， 公交線(xiàn)路密集， 電子站牌間距大多在500米左右， 因此，監控中心沒(méi)有必要對公交車(chē)進(jìn)行實(shí)時(shí)全范圍的監控， 而只需知道公交車(chē)的站牌區間范圍便可大致定位。

為吸取現有智能公交系統方案的優(yōu)點(diǎn)， 克服其缺點(diǎn)， 并結合西安城市自身特點(diǎn)， 本文把ZigBee短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)引入到智能公交系統中， 對國內現有試運行的智能公交系統普遍采用的GPS定位、GPRS信息傳輸的方案進(jìn)行了數據傳輸方式的改進(jìn)， 改進(jìn)后的智能公交系統方案的整體架構如圖1所示。

圖1 智能公交系統的總體方案

本系統主要由公交車(chē)終端、電子站牌終端和管理監控中心服務(wù)器三部分組成。

公交車(chē)終端可根據車(chē)載GPS模塊實(shí)時(shí)定位公交車(chē)的位置信息， 并與各個(gè)站牌的位置信息進(jìn)行對比， 當其到達某個(gè)站牌時(shí)， 公交車(chē)自動(dòng)語(yǔ)音報站， 同時(shí)用LCD屏顯示到站信息。

電子站牌終端和公交車(chē)終端可通過(guò)ZigBee短距離無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信。公交車(chē)可實(shí)現提前報站。當公交車(chē)到達某個(gè)站牌后， 便把自己的車(chē)輛信息、狀態(tài)信息等打包發(fā)送給站牌。電子站牌收到管理中心的信息后， 便將公交車(chē)的位置信息顯示在站牌的電子地圖上。

管理中心服務(wù)器和電子站牌終端可通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信。電子站牌終端通過(guò)GPRS模塊的無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)， 以對收到的公交車(chē)信息進(jìn)行處理并重新封裝， 然后發(fā)送到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中。服務(wù)器端一般是連接Internet的PC機， 可通過(guò)TCP/IP協(xié)議接收互聯(lián)網(wǎng)上的信息， 同時(shí)可向電子站牌終端發(fā)送運行線(xiàn)路上公交車(chē)的實(shí)時(shí)位置信息和公告信息。服務(wù)器可通過(guò)數據庫進(jìn)行信息的管理和查詢(xún)， 以方便公交公司的管理和調度。

2 系統硬件設計