GPRS_ZigBee技術(shù)的公交車(chē)智能監控系統

　　引言

　　在如今的現代生活中，公交車(chē)是城市交通中最重要的部分，其運行效率與服務(wù)質(zhì)量很大程度上影響城市交通狀況和市民的出行狀況。衡量運行效率和服務(wù)質(zhì)量的重要標準是公交車(chē)能否準點(diǎn)到達各站和人們能否知道自己等待的公交車(chē)運行情況。

　　目前，除始發(fā)站和終點(diǎn)站外，中間的眾多站無(wú)法保證公交車(chē)準點(diǎn);依靠駕駛員按鍵操作報站，難免出現錯誤而誤導乘客;候車(chē)人不知道等待的公交車(chē)運行狀況。為此，本文開(kāi)發(fā)了一種基于GPRS和ZigBee的公交車(chē)運行監控系統，以期能較好的解決這些問(wèn)題。

　　1　系統整體設計

　　該系統由公交車(chē)監控中心、公交車(chē)站臺的站臺監測器和公交車(chē)上的智能無(wú)線(xiàn)終端(以下簡(jiǎn)稱(chēng)監控中心、監測器和無(wú)線(xiàn)終端)組成，如圖1所示。無(wú)線(xiàn)終端通過(guò)ZigBee技術(shù)向監測器報告公交車(chē)到達和離開(kāi)的時(shí)間，監測器接收無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送的信號，檢驗該車(chē)的“標識號”，識別到來(lái)車(chē)輛，并將該車(chē)的到達時(shí)間、車(chē)號等信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送到監控中心。

　　公交車(chē)根據檢測器發(fā)送的站臺標識符識別站臺名稱(chēng)，通過(guò)語(yǔ)音和LED屏報站。此后，監測器不斷檢測該無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送的信號強度，當其減弱到一定程度時(shí)，即認為該車(chē)離開(kāi)本站，隨即向監控中心發(fā)出相關(guān)信息。監控中心對監測器發(fā)來(lái)的信息進(jìn)行存儲，根據接收的信息判斷公交車(chē)行駛路段，并將信息發(fā)送給監測器，監測器通過(guò)運行狀態(tài)指示燈顯示給候車(chē)者。

　　2　硬件設計

　　2.1　監測器

　　2.1.1　整體設計

　　監測器組成如圖2所示，該部分由CPU、無(wú)線(xiàn)GPRS通信模塊、無(wú)線(xiàn)ZigBee通信模塊、公交車(chē)運行狀態(tài)指示燈和其他外圍電路組成。CPU選擇三星公司的S3C44B0X,該處理器具有低功耗、高性能、高性?xún)r(jià)比的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有豐富的內置部件，極大減少了系統電路中除處理器以外的元器件配置，降低了成本并減少了系統的復雜度。同時(shí)具有大量I/O端口，可以實(shí)現對大量狀態(tài)指示燈的控制。GPRS既能支持間歇的爆發(fā)式數據傳輸，又能支持偶爾的大量數據傳輸，數據傳輸速度快，按流量計費。因此GPRS適合于這種通信頻繁、數據量大、實(shí)時(shí)性要求較高的監控系統。該設計選擇GPRS作為監測器與監控中心無(wú)線(xiàn)連接方式，監測器與公交車(chē)終端通信采用ZigBee無(wú)線(xiàn)通信方式。ZigBee是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。設計中ZigBee通信模塊選用Freescale公司的MC13192,其工作頻率是21405～21480GHz,采用直接序列擴頻的通信技術(shù)，數據傳輸速率為250kb/s,達到設計要求。

　　2.1.2　GPRS通信模塊

　　GPRS模塊選擇法國WAVECOM公司生產(chǎn)的Q2403,該模塊符合ETSI標準GSM0707和GSM0705,下載速度為5316kb/s,上傳速度為2618kb/s。模塊提供一個(gè)符合V24協(xié)議的異步串行通信接口，支持加密算法，集成射頻電路和基帶于一體，性能穩定，可以快速、可靠的傳輸。Q2403和S3C44B0X通過(guò)串行接口相連接，如圖3所示。

2.2　無(wú)線(xiàn)終端

　　無(wú)線(xiàn)終端主要由音頻播放模塊、按鍵響應電路、無(wú)線(xiàn)ZigBee通信模塊和LED屏顯示模塊組成，見(jiàn)圖4。音頻播放模塊負責錄制并播放語(yǔ)音報站信息。

　　按鍵響應電路負責響應公交車(chē)司機的按鍵操作。