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公交智能“二把手”：GPRS、ZigBee，今朝，除始發(fā)站和終點站外，中心的浩繁站無法公交車準(zhǔn)點；依靠駕駛員按鍵操作報站，不免呈現(xiàn)錯誤而乘客；候車人不知道期待的公交車運行狀況。為此，本文開辟了一種基于GPRS和ZigBee的公交車運行系統(tǒng)，以期能較好的解決這些問題。
1系統(tǒng)整體設(shè)計
該系統(tǒng)由公交車中間、公交車站臺的站臺監(jiān)測器和公交車上的智能無線終端（以下簡稱中間、監(jiān)測器和無線終端）構(gòu)成。無線終端經(jīng)由過程ZigBee手藝向監(jiān)測器陳述公交車達(dá)到和分開的時候，監(jiān)測器領(lǐng)受無線終端發(fā)送的旌旗燈號，查驗該車的“標(biāo)識號”，識別到來車輛，并將該車的達(dá)到時候、車號等信息經(jīng)由過程GPRS收集傳送到中間。
公交車按照檢測器發(fā)送的站臺標(biāo)識符識別站臺名稱，經(jīng)由過程語音和LED屏報站。此后，監(jiān)測器不竭檢測該無線終端發(fā)送的旌旗燈號強度，當(dāng)其削弱到必然水平時，即認(rèn)為該車分開本站，隨即向中間發(fā)出相關(guān)信息。中間對監(jiān)測器發(fā)來的信息進(jìn)行存儲，按照領(lǐng)受的信息判定公交車行駛段，并將信息發(fā)送給監(jiān)測器，監(jiān)測器經(jīng)由過程運行狀況燈顯示給候車者。
2硬件設(shè)計
2.1監(jiān)測器
2.1.1整體設(shè)計
監(jiān)測器構(gòu)成，該部門由CPU、無線GPRS通信模塊、無線ZigBee通信模塊、公交車運行狀況燈和其他外圍電構(gòu)成。CPU選擇三星公司的S3C44B0X，該處置器具有低功耗、高機能、高性價比的長處，同時具有豐碩的內(nèi)置部件，極大削減了系統(tǒng)電中除處置器以外的元器件設(shè)置裝備擺設(shè)，降低了成本并削減了系統(tǒng)的復(fù)雜度。同時具有大量I/O端口，可以實現(xiàn)對大量狀況燈的節(jié)制。GPRS既能撐持間歇的爆發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸，又能撐持偶然的大量數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速度快，按流量計費。是以GPRS適合于這種通信頻仍、數(shù)據(jù)量大、及時性要求較高的系統(tǒng)。該設(shè)計選擇GPRS作為監(jiān)測器與中間無線毗連體例，監(jiān)測器與公交車終端通信采用ZigBee無線通信體例。ZigBee是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速度、低成本的無線收集手藝。設(shè)計中ZigBee通信模塊選用Freecalibration公司的MC13192，其工作頻率是21405～21480GHz，采用直接序列擴頻的通信手藝，車檢器指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸速度為250kb/s，達(dá)到設(shè)計要求。
2.1.2GPRS通信模塊
GPRS模塊選擇法國WAVECOM公司出產(chǎn)的Q2403，該模塊合適ETSI尺度GSM0707和GSM0705，下載速度為5316kb/s，上傳速度為2618kb/s。模塊供給一個合適V24和談的異步串行通信接口，撐持加密算法，集成射頻電和基帶于一體，機能不變，可以快速、靠得住的傳輸。Q2403和S3C44B0X經(jīng)由過程串行接口相毗連。
2.2無線終端
無線終端首要由音頻播放模塊、按鍵響應(yīng)電、無線ZigBee通信模塊和LED屏顯示模塊構(gòu)成。音頻播放模塊負(fù)責(zé)并播放語音報站信息。
按鍵響應(yīng)電負(fù)責(zé)響應(yīng)公交車司機的按鍵操作。
2.2.1ZigBee無線通信模塊
因為MC13192的射頻旌旗燈號采用差分體例，而倒F型天線為單端天線，所以在芯片和天線間需利用均衡/非均衡轉(zhuǎn)換電，以達(dá)到最佳收發(fā)結(jié)果。
電中利用了UPG2012TK和巴倫電專用芯片LDB212G4020C。UPG2012TK是NEC公司針敵手機和其他L-波段應(yīng)用制造的鎵砷單刀雙擲（SinglePoleDoubleThrow，SPDT）射頻開關(guān)，其工作頻率為015～215GHz，具有很是低的介入損耗和很高的隔離機能。MC13192和S3C44B0X的毗連。
2.2.2LED屏顯示模塊
設(shè)計中的LED點陣屏幕由4個LED點陣模塊組成，模塊需要陽極與陰極配合節(jié)制，其行為陽極，列為陰極，所以把LED點陣屏幕驅(qū)動電分為行驅(qū)動電與列驅(qū)動電兩部門設(shè)計。行驅(qū)動電采用16個8050D型NPN三極管和16個上拉電阻配合完成驅(qū)動。列驅(qū)動電則是由16個S8550D型PNP三極管和16個上拉電阻配合完成驅(qū)動。
因而掉真小環(huán)形線圈車輛檢測器，利用便利，不需專用語音開辟東西，成本低廉。鍵盤采用式鍵盤，驅(qū)動芯片采用ZLG7290。RS232通信部門由MAX233A完成。復(fù)位部門采用專業(yè)復(fù)位電芯片IMP811來實現(xiàn)。
3軟件設(shè)計
3.1ZigBee收集地址分派
設(shè)計中利用分布式地址分派方案來分派ZigBee收集地址，采用對等收集布局構(gòu)建收集，監(jiān)測器作為父設(shè)備，無線終端作為子設(shè)備。終點站的父設(shè)備作為收集協(xié)調(diào)器啟動收集的成立，選擇一個信道，確定獨一的PAN地址并成立收集信息。該父設(shè)備成立收集后，設(shè)置自身地址為0X0000，其他監(jiān)測器作為由器、無線終端作為終端節(jié)點插手收集。收集地址的分派與3個參數(shù)有關(guān)，別離為許可的最大子節(jié)點數(shù)Cm、許可的最大由節(jié)點數(shù)Rm和許可的最大收集深度Lm，按照這3個參數(shù)可自下而上地計較出每一級臨近節(jié)點間的地址距離Is（d）：
此中車檢器技術(shù)，d為由器級數(shù)，第n級父設(shè)備地址Ap為
無線終端設(shè)備地址是按照入網(wǎng)先后挨次確定的，好比第n個入網(wǎng)的無線終端設(shè)備地址An為
此中，An為同品級深度節(jié)點中序列為n的節(jié)點，1≤n≤Cm-Rm，線圈車輛檢測器RFID電子車牌在城市交通管理中的應(yīng)用。Ap為其上一級父節(jié)點地址。
3.2軟件流程
系統(tǒng)的軟件設(shè)計包含三部門：無線終端、監(jiān)測器和中間軟件設(shè)計，文中只介紹無線終端和監(jiān)測站軟件設(shè)計，中間軟件設(shè)計請讀者其他資料。
監(jiān)測器通電后，進(jìn)行Q2403和ZigBee的初始化和ZigBee通信的籌辦工作，期待ZigBee設(shè)備的毗連請求。當(dāng)領(lǐng)受到某設(shè)備的毗連請求后，確認(rèn)是否為用戶，若是是則發(fā)出許可毗連的號令，實現(xiàn)無線終端和監(jiān)測器的無線毗連。成立毗連后，監(jiān)測器獲得了公交車的獨一標(biāo)識號，將該公交車進(jìn)行掛號，并將車號和時候信息經(jīng)由過程GPRS收集發(fā)送給中間。當(dāng)公交車分開站臺后，旌旗燈號強度下降到必然水平，公交車與該監(jiān)測器斷開毗連，認(rèn)為該公交車已分開該站。監(jiān)測站還時刻領(lǐng)受中間發(fā)送的公交車運行狀況信息，并經(jīng)由過程運行狀況燈顯示給候車者。
無線終端通電后進(jìn)行ZigBee初始化工作，尋找監(jiān)測器，當(dāng)檢測到監(jiān)測器的旌旗燈號強度大于必然值時，向該監(jiān)測器發(fā)出成立毗連的請求，供應(yīng)地感，車輛檢測器，地感線圈，環(huán)檢測器—地感線圈車輛檢測器。獲得該監(jiān)測器的標(biāo)識符，從而知道是哪一站，并采用語音和LED屏實現(xiàn)主動報站。當(dāng)駛離站臺監(jiān)測器時，檢測到該監(jiān)測器的旌旗燈號強度弱小到必然水平，便向該監(jiān)測器發(fā)出斷開毗連請求。
無線車輛檢測器結(jié)語
將GPRS和ZigBee手藝應(yīng)用到公交車智能系統(tǒng)，解決了多年來困擾公交車系統(tǒng)的諸多問題，使其感化更為凸起，提高了公交車的辦事質(zhì)量和運行效率，具有很高的適用價值。在該系統(tǒng)中，遠(yuǎn)距離無線通信采用的GPRS手藝和近距離無線通信采用的ZigBee手藝互為彌補，在擴寬監(jiān)測規(guī)模的同時也提高了系統(tǒng)的智能程度。這種監(jiān)測收集模子具有必然的通用性，可以推廣應(yīng)用到石油和煤礦出產(chǎn)等工作地區(qū)規(guī)模較廣的工業(yè)現(xiàn)場。
