公交智能監(jiān)控“二把手”：GPRS、ZigBee

引言

　　在如今的現(xiàn)代生活中，公交車是城市交通中最重要的部分，其運(yùn)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(yùn)行效率和服務(wù)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)是公交車能否準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)各站和人們能否知道自己等待的公交車運(yùn)行情況。

　　目前，除始發(fā)站和終點(diǎn)站外，中間的眾多站無法保證公交車準(zhǔn)點(diǎn)；依靠駕駛員按鍵操作報(bào)站，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤而誤導(dǎo)乘客；候車人不知道等待的公交車運(yùn)行狀況。為此，本文開發(fā)了一種基于GPRS和ZigBee的公交車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，以期能較好的解決這些問題。

　　1　系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

　　該系統(tǒng)由公交車監(jiān)控中心、公交車站臺(tái)的站臺(tái)監(jiān)測(cè)器和公交車上的智能無線終端（以下簡(jiǎn)稱監(jiān)控中心、監(jiān)測(cè)器和無線終端）組成，如圖1所示。無線終端通過ZigBee技術(shù)向監(jiān)測(cè)器報(bào)告公交車到達(dá)和離開的時(shí)間，監(jiān)測(cè)器接收無線終端發(fā)送的信號(hào)，檢驗(yàn)該車的“標(biāo)識(shí)號(hào)”，識(shí)別到來車輛，并將該車的到達(dá)時(shí)間、車號(hào)等信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心。

　　公交車根據(jù)檢測(cè)器發(fā)送的站臺(tái)標(biāo)識(shí)符識(shí)別站臺(tái)名稱，通過語音和LED屏報(bào)站。此后，監(jiān)測(cè)器不斷檢測(cè)該無線終端發(fā)送的信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)其減弱到一定程度時(shí)，即認(rèn)為該車離開本站，隨即向監(jiān)控中心發(fā)出相關(guān)信息。監(jiān)控中心對(duì)監(jiān)測(cè)器發(fā)來的信息進(jìn)行存儲(chǔ)，根據(jù)接收的信息判斷公交車行駛路段，并將信息發(fā)送給監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)器通過運(yùn)行狀態(tài)指示燈顯示給候車者。

　　2　硬件設(shè)計(jì)

　　2.1　監(jiān)測(cè)器

　　2.1.1　整體設(shè)計(jì)

　　監(jiān)測(cè)器組成如圖2所示，該部分由CPU、無線GPRS通信模塊、無線ZigBee通信模塊、公交車運(yùn)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、高性價(jià)比的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有豐富的內(nèi)置部件，極大減少了系統(tǒng)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(tǒng)的復(fù)雜度。同時(shí)具有大量I/O端口，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大量狀態(tài)指示燈的控制。GPRS既能支持間歇的爆發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸，又能支持偶爾的大量數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速度快，按流量計(jì)費(fèi)。因此GPRS適合于這種通信頻繁、數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性要求較高的監(jiān)控系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)選擇GPRS作為監(jiān)測(cè)器與監(jiān)控中心無線連接方式，監(jiān)測(cè)器與公交車終端通信采用ZigBee無線通信方式。ZigBee是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。設(shè)計(jì)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(kuò)頻的通信技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為250kb/s,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。