基于nRF905無線通信的公交智能站牌制造技術

每個公交站均構成公交車到站信息查詢系統，對行駛中公交車之間和公交站與公交車之間，采用nRF905射頻通信模塊將信息傳遞到前方公交站，當兩站之間車輛較少，難于完成車與車通信時，則利用GSM網絡實現公交線路站與站之間用互發短信方式交換到站信息。

【技術實現步驟摘要】
基于nRF905無線通信的公交智能站牌(一)
:每個公交站均構成公交車到站信息查詢系統,對行駛中公交車之間和公交站與公交車之間,選用nRF905射頻通信模塊將信息傳遞到前方公交站,當兩站之間車輛較少,難于完成車與車通信時,則利用GSM網絡實現公交線路站與站之間用互發短信方式交換到站信息。(二)
技術介紹
:隨著公交事業的蓬勃發展,越來越多的人開始乘坐公交車出行,城市公交線路隨著公交事業的發展迅猛增多,因此道路也越來越擁擠,乘客等候乘車的時間變得很不確定,造成有的公交車很擁擠有的公交車乘客卻很少,由于擁擠的公交車上下車人數多時間長,每一站都需要停留更長時間,如果乘客能知道各線路公交車到站信息,避開擁堵線路就可以在一定程度上緩解公交線路擁堵情況,同時也方便乘客乘車。現有基于GPS全球定位的智能公交站牌系統,通過該系統提供的擴展GPS功能,對公交車輛進行實時衛星定位,雖然可以實時掌握公交車輛目前的位置、行駛速度、方向等信息,但是基于GPS全球定位的系統架構復雜昂貴靈活性差,而且城市多高樓大廈,一些地區衛星信號不暢,因此影響普及,目前只有超大城市才有試用。(三)
技術實現思路
:由于公交車經過各站時的上下車乘客人數不同,到站時的停留時間不同,通過紅綠燈控制的十字路口時,前方排隊等候通過十字路口的車輛數量不同,造成等候紅綠燈變換次數不同,等候時間不同,以及公交車行駛中路況不同、車速不同、駕駛員使用的技巧不同、影響行駛的各種機遇不同,從而造成同時出站的同線路或不同線路的公交車逐漸拉開不同的距離形成了信息傳遞通道,采用行駛中公交車之間通信,就可以將信息傳遞到前方公交站,無需通過GPS全球定位系統獲得公交車到站信息,使系統結構簡單運用靈活,大大降低成本。公交車行駛里程的信號源為安裝在變速器或車輪輪轂上的里程表傳感器,對里程表傳感器輸出脈沖信號計數就可反映車輪轉數,獲取車速與行駛里程信息,該里程表傳感器輸出信號經電平轉換電路、低通濾波電路抗干擾后使輸出信號可由微控制器端口準確捕捉識別,再送入微控制器端口。各線路公交車的車載控制器均預置各站間里程數據,以獲得行駛中位置。公交車與公交站通信時,當公交車的車載控制器計算設定到站時兩站間里程減去實際測量到站時兩站間里程的誤差值在+8米與-5米之間時,表示前面沒有停靠的公交車,該公交車為到站位置停靠,則所述誤差值作標記M,公交車的車載控制器將標有M的各次到站里程誤差值,取5次以上按設定比例次數刪去數次最大到站里程誤差值,其余取平均值作為補償值,用于糾正測量里程。所述設定的時間間隔需保證同時到站的公交車全部離開,使下一輛公交車在到站位置停靠。公交車之間及公交車與公交站之間采用射頻通信,射頻通信由射頻的模塊、微控制器和非易失存儲器構成,為了說明方便這里的微控制器選用C8051F330芯片,射頻的模塊選用nRF905。nRF905利用SPI口雙向通訊,微控制器C8051F330通過其SPI接口與nRF905通信,公交車里程輸出信號接于C8051F330的I/O口,由C8051F330讀取后保存在非易失存儲器中,車載控制器的通信數據也保存在非易失存儲器中。車載控制器的射頻通信模塊中的nRF905提供了強大的跳頻機制以及大量的頻道支持,可以用在許多特殊的場合,在公交車與公交車之間的通信發生干擾時,可以采用跳頻方式解決。它即使利用無增益的PCB天線其傳輸距離也可達200m,如果需要更遠距離的傳輸,也可以改成帶增益的天線,傳輸距離即可擴大到1千米以上,可滿足不同用處的需求,nRF905數據接收:微控制器控制TRX_CE為高電平、TX_EN為低電平,nRF905進入接收模式；650us后,nRF905監測空中的信息,等待接收數據；當nRF905檢測到與接收頻率相同的載波時,設置載波檢測管腳CD為高電平；當nRF905接收到有效的地址時,設置地址匹配管腳AM為高電平；當一個正確的數據包接收完畢后,nRF905自動去掉數據包的字頭、地址和CRC校驗碼,然后將數據接收完成管腳置為高電平；微控制器將TRX_CE設置為低電平并通過SPI接口以一定的速率提取數據包中的有效接收數據；當所有的有效數據接收完畢,微控制器控制nRF905數據接收完成管腳DR和地址匹配管腳AM為低電平；nRF905進入待機模式。接收過程主循環一直處于監聽狀態,循環調用接收函數。如果收到數據包,則發送響應包。每個公交站均構成公交車到站信息查詢系統,各公交站控制器依據該站公交車的線路地址循環發送偵測信號,到站停車的公交車的車載控制器應答后與公交站實現信息交換,同線路多輛公交車同時到站向信道發送應答信號時,公交站控制器將會連續收到數個錯誤數據包或監聽到頻道信號疊加后的強度超限,說明當前信道受到干擾,這時各公交車按其停車位置與站點位置之間距離S,按公交車行駛方向,從向前超過站點位置6米開始,自動依每隔6米范圍遞增編號往后至離站點18—60米,按S值落入所述的編號范圍來編號,上述設置時注意通常只有2至3輛車同時到站。公交站控制器對到站公交車干擾線路依所述編號順序再發送偵測信號,如再產生干擾則對未成功通信的公交車,減少所述每隔6米范圍的值重新不重復編號,重復上述過程至不產生干擾,其編號到下一站時失效。當線路擁有公交車數量較少時采用固定的不會失效的公交車預置編號。公交站控制器和到站停車的公交車的車載控制器通信時,交換各線路公交車包含該站和先前4-6站的公交車的到站信息,其到站信息由各公交站控制器產生,到站信息包含公交站地址、各線路公交車最后到站的線路地址及其到站時間和當前時間,并按本站行駛方向至下一站所需行駛時間平均值的0.2-0.6作為時間段，來分配站間通信信道發送偵測信號的時間，所述時間段以本公交站控制器提供的當前時鐘時間為基準，所分配的時間段的時間不重疊，其時間段具體占用時間長短，由前一時間段中經過本站至下一站的行駛車輛密度確定，密度大的取時間段短，然后選擇一輛經過本站和下一站的公交車作為主通信公交車來分配一個所述時間段,在略早于該時間段的結束時間選擇下一輛主通信公交車，按此接續下去，公交站控制器向主通信公交車發送到站信息和車通信表,車通信表提供預置時間間隔內經過本站至下一站的各線路公交車的線路地址、所述公交車的編號、到達本站時間和所述時間段,該預置時間間隔由站間平均行駛時間確定，主通信公交車離開本站后,按到達本站時間從遠到近順序對車通信表中的各公交車發送偵測信號,其應答內容包含公交車的編號和公交車離下一站的距離,主通信公交車的車載控制器收到各公交車應答信號后,選擇離下一站最近的公交車向其發送到站信息和車通信表,該公交車的車載控制器收到到站信息和車通信表后更新到站信息,并被接力成為主通信公交車接續所述時間段中未用完的時間按上述方法通信,所述時間段結束，主通信公交車即轉為從通信公交車。主通信公交車為動態分配,其余作為從通信公交車,在本站與下一站間使用約定的站間通信信道,從通信公交車在站間行駛中均處于接收狀態,各公交車離下一站40米至80米的設定距離時,該站間公交車與公交車通信結束,準備與下一公交站的通信。所述到站信息只記錄每路公交車最后到站時間,刪去之前記錄內容,所述站間通信信道是依其通信覆蓋范圍設置相鄰站的不同站間通信信道,但經2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于nRF905無線通信的公交智能站牌,其特征是利用公交車經過各站時的上下車乘客人數不同,到站時的停留時間不同,通過紅綠燈控制的十字路口時等候時間不同,行駛中路況不同,車速不同,駕駛員使用的技巧不同造成同時出站的同線路或不同線路的公交車逐漸拉開不同的距離形成了信息傳遞通道,利用行駛中公交車之間通信,將信息傳遞到前方公交站；公交車行駛里程的信號源為安裝在變速器或車輪輪轂上的里程表傳感器,里程表傳感器輸出信號經電平轉換電路、低通濾波電路抗干擾后送入微控制器端口,公交車的車載控制器均預置各站間里程數據,以獲得行駛中位置；公交車與公交站通信時,當公交車的車載控制器計算設定兩站間里程減去實際測量兩站間里程的誤差值在+8米與?5米之間時,表示前面沒有停靠的公交車,該公交車為到站位置停靠,則所述誤差值作標記M,公交車的車載控制器將標有M的各次到站里程誤差值,取5次以上按設定比例次數刪去數次最大到站里程誤差值,其余取平均值作為補償值,用于糾正測量里程；公交車之間及公交車與公交站之間采用射頻通信,射頻通信由射頻模塊、微控制器和非易失存儲器構成,微控制器選用C8051F330芯片,射頻模塊選用nRF905,微控制器C8051F330通過其SPI接口與nRF905通信,公交車里程輸出信號接于C8051F330的I/O口,由C8051F330讀取后保存在非易失存儲器中,車載控制器的通信數據也保存在非易失存儲器中；每個公交站均構成公交車到站信息查詢系統,各公交站控制器依據該站公交車的線路地址循環發送偵測信號,到站停車的公交車的車載控制器應答后與公交站實現信息交換,同線路多輛公交車同時到站向信道發送應答信號時,公交站控制器將會連續收到數個錯誤數據包或監聽到頻道信號疊加后的強度超限,說明當前信道受到干擾,這時各公交車按其停車位置與站點位置之間距離S,按公交車行駛方向,從向前超過站點位置6米開始,自動依每隔6米范圍遞增編號往后至離站點18—60米,按S值落入所述的編號范圍來編號,上述設置時注意通常只有2至3輛車同時到站,公交站控制器對到站公交車干擾線路依所述編號順序再發送偵測信號,如再產生干擾則對未成功通信的公交車,減少所述每隔6米范圍的值重新不重復編號,重復上述過程至不產生干擾,其編號到下一站時失效,當線路擁有公交車數量較少時采用固定的不會失效的公交車預置編號；公交站控制器和到站停車的公交車的車載控制器通信時,交換各線路公交車包含該站和先前4?6站的公交車的到站信息,其到站信息由各公交站控制器產生,到站信息包含公交站地址、各線路公交車最后到站的線路地址及其到站時間和當前時間,并按本站行駛方向至下一站所需行駛時間平均值的0.2?0.6作為時間段，來分配站間通信信道發送偵測信號的時間，所述時間段以本公交站控制器提供的當前時鐘時間為基準，所分配的時間段的時間不重疊，其時間段具體占用時間長短，由前一時間段中經過本站至下一站的行駛車輛密度確定，密度大的取時間段短，然后選擇一輛經過本站和下一站的公交車作為主通信公交車來分配一個所述時間段,在略早于該時間段的結束時間選擇下一輛主通信公交車，按此接續下去，公交站控制器向主通信公交車發送到站信息和車通信表,車通信表提供預置時間間隔內經過本站至下一站的各線路公交車的線路地址、所述公交車的編號、到達本站時間和所述時間段,該預置時間間隔由站間平均行駛時間確定，主通信公交車離開本站后,按到達本站時間從遠到近順序對車通信表中的各公交車發送偵測信號,其應答內容包含公交車的編號和公交車離下一站的距離,主通信公交車的車載控制器收到各公交車應答信號后,選擇離下一站最近的公交車向其發送到站信息和車通信表,該公交車的車載控制器收到到站信息和車通信表后更新到站信息,并被接力成為主通信公交車接續所述時間段中未用完的時間按上述方法通信,所述時間段結束，主通信公交車即轉為從通信公交車；主通信公交車為動態分配,其余作為從通信公交車,在本站與下一站間使用約定的站間通信信道,從通信公交車在站間行駛中均處于接收狀態,各公交車離下一站40米至80米的設定距離時,該站間公交車與公交車通信結束,準備與下一公交站的通信,所述到站信息只記錄每路公交車最后到站時間,刪去之前記錄內容,所述站間通信信道是依其通信覆蓋范圍設置相鄰站的不同站間通信信道,防止發生同頻干擾；當兩個公交站之間距離較短障礙物較少,行駛的公交車數量較少無法實現公交車之間通信時,可以由兩個公交站分別設置的射頻模塊nRF905實現無線通信,公交站控制器中射頻模塊nRF905定時以設定的站間無線通信信道實現到站信息傳遞,這時按公交車行駛方向,前方公交站在設定的時間保持無線通信的接收狀態,由后方公交站nRF905加大發射功率進行定時單向信息傳輸。...

【技術特征摘要】
1.基于nRF905無線通信的公交智能站牌,其特征是利用公交車經過各站時的上下車乘客人數不同,到站時的停留時間不同,通過紅綠燈控制的十字路口時等候時間不同,行駛中路況不同,車速不同,駕駛員使用的技巧不同造成同時出站的同線路或不同線路的公交車逐漸拉開不同的距離形成了信息傳遞通道,利用行駛中公交車之間通信,將信息傳遞到前方公交站；公交車行駛里程的信號源為安裝在變速器或車輪輪轂上的里程表傳感器,里程表傳感器輸出信號經電平轉換電路、低通濾波電路抗干擾后送入微控制器端口,公交車的車載控制器均預置各站間里程數據,以獲得行駛中位置；公交車與公交站通信時,當公交車的車載控制器計算設定兩站間里程減去實際測量兩站間里程的誤差值在+8米與-5米之間時,表示前面沒有停靠的公交車,該公交車為到站位置停靠,則所述誤差值作標記M,公交車的車載控制器將標有M的各次到站里程誤差值,取5次以上按設定比例次數刪去數次最大到站里程誤差值,其余取平均值作為補償值,用于糾正測量里程；公交車之間及公交車與公交站之間采用射頻通信,射頻通信由射頻模塊、微控制器和非易失存儲器構成,微控制器選用C8051F330芯片,射頻模塊選用nRF905,微控制器C8051F330通過其SPI接口與nRF905通信,公交車里程輸出信號接于C8051F330的I/O口,由C8051F330讀取后保存在非易失存儲器中,車載控制器的通信數據也保存在非易失存儲器中；每個公交站均構成公交車到站信息查詢系統,各公交站控制器依據該站公交車的線路地址循環發送偵測信號,到站停車的公交車的車載控制器應答后與公交站實現信息交換,同線路多輛公交車同時到站向信道發送應答信號時,公交站控制器將會連續收到數個錯誤數據包或監聽到頻道信號疊加后的強度超限,說明當前信道受到干擾,這時各公交車按其停車位置與站點位置之間距離S,按公交車行駛方向,從向前超過站點位置6米開始,自動依每隔6米范圍遞增編號往后至離站點18—60米,按S值落入所述的編號范圍來編號,上述設置時注意通常只有2至3輛車同時到站,公交站控制器對到站公交車干擾線路依所述編號順序再發送偵測信號,如再產生干擾則對未成功通信的公交車,減少所述每隔6米范圍的值重新不重復編號,重復上述過程至不產生干擾,其編號到下一站時失效,當線路擁有公交車數量較少時采用固定的不會失效的公交車預置編號；公交站控制器和到站停車的公交車的車載控制器通信時,交換各線路公交車包含該站和先前4-6站的公交車的到站信息,其到站信息由各公交站控制器產生,到站信息包含公交站地址、各線路公交車最后到站的線路地址及其到站時間和當前時間,并按本站行駛方向至下一站所需行駛時間平均值的0.2-0.6作為時間段，來分配站間通信信道發送偵測信號的時間，所述時間段以本公交站控制器提供的當前時鐘時...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張金木，
申請(專利權)人：福州臺江區超人電子有限公司，
類型：發明
國別省市：福建,35