智能公交系統(tǒng)電子站牌設(shè)計(jì)

余智鵬

1 前言

我國的交通情況在早晚高峰期較為嚴(yán)峻，私家車的普及很大程度導(dǎo)致了交通擁堵。而公交車人均占用車道面積小，環(huán)境污染小，但是傳統(tǒng)的公交系統(tǒng)難以適應(yīng)我國現(xiàn)今的城市交通狀況，智能公交系統(tǒng)將會(huì)在城市化推進(jìn)中起到舉足輕重的作用。智能公交電子站牌就是在公交站牌上裝電子顯示屏，通過多媒體和互聯(lián)網(wǎng)將公交車的實(shí)時(shí)信息展現(xiàn)給乘客，讓乘客能夠及時(shí)直觀地了解到公交車的到站時(shí)間、行車路線以及車內(nèi)擁擠狀況，這樣可以改善以前乘客盲目候車的被動(dòng)局面，從而合理安排自己的乘車計(jì)劃。乘客獲取的信息越全面，其滿意度就會(huì)得到提升，這樣一來公交出行會(huì)具有更大的吸引力，更多的乘客愿意選擇乘坐公交車，對(duì)交通管理和改善具有很大的積極意義。

2 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基于硬件電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)包括車載和站牌兩個(gè)部分，所以軟件設(shè)計(jì)也包括兩部分：車載部分的軟件設(shè)計(jì)和站臺(tái)部分的軟件設(shè)計(jì)。車載部分和站臺(tái)部分是通過串行口傳輸數(shù)據(jù)的，并且是單工通信方式，所以站牌部分只用串行口的接收RXD端，車載部分與站牌部分連接的部分只用了TXD端，而接收端TXD只負(fù)責(zé)接收GPS模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)。

2.1 車載部分程序流程圖

程序流程圖根據(jù)硬件工作流程為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其主要功能表現(xiàn)在相應(yīng)的位置。程序流程圖的設(shè)計(jì)，直接影響著編程的質(zhì)量和形式，所以合理正確的流程圖是保證程序正確的前提。而且程序流程圖反映的是整個(gè)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，對(duì)今后的程序修正，有著幫助記憶原設(shè)計(jì)思路的作用。所以程序流程圖需要認(rèn)真合理的設(shè)計(jì)，這對(duì)以后的調(diào)試工作有很大的幫助。

（1）主程序流程圖

在根據(jù)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，我對(duì)主程序流程圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主程序的流程圖如圖2-1。

（2）接收GPS信號(hào)子程序

接收GPS信號(hào)部分最重要的是對(duì)GPS信號(hào)進(jìn)行處理，首先接收時(shí)判斷GPS數(shù)據(jù)格式的開頭碼“GPGGA”，然后再判斷分隔符“，”，當(dāng)最后一位是“E”時(shí)結(jié)束程序。

（3）判斷是否到站程序流程

判斷是否到站主要采用查表得方式，將接收到的數(shù)據(jù)逐位與程序中已存的站牌坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，所以這就涉及比較精度的問題。GPS信號(hào)的數(shù)據(jù)輸出遵循NMEA-0183協(xié)議，其取出$GPGGA形式的格式為：6位時(shí)間信號(hào)+10位緯度信號(hào)+11位經(jīng)度信號(hào)。到了某一站的處理程序主要是運(yùn)行方向的判別。GPS系統(tǒng)在一個(gè)點(diǎn)上時(shí)是無法判別方向的，只有選擇了兩個(gè)點(diǎn)，有了坐標(biāo)的變化它才能判別出方向。本系統(tǒng)若車載部分開機(jī)后是從起點(diǎn)或終點(diǎn)開始隨公交車運(yùn)動(dòng)，則在整個(gè)過程中方向是正確的，若車載部分是在途中開始工作的，則公交車至少需要經(jīng)過兩站才能正確顯示方向。

2.2 發(fā)送部分程序設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)中的發(fā)送部分就是將已編好的存放在18H到29H中的已經(jīng)編好的海明碼，加上兩個(gè)字節(jié)的0AAH頭和一個(gè)字節(jié)的0FFH尾發(fā)送出去。程序流程圖如4-4所示。

在本系統(tǒng)中用到了單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器T0和T1，其中定時(shí)器T0主要是用于產(chǎn)生時(shí)問較長的延時(shí)用，工作在工作方式一，定時(shí)器T1是用于產(chǎn)生波特率之用，工作在工作方式二，所用的時(shí)鐘電路的品振選擇的是11.0952MHz的定時(shí)器工作在方式一時(shí)的一次中斷時(shí)間為：

由此可以計(jì)算要產(chǎn)生4800bps波特率時(shí)THl初值為0FAH，產(chǎn)牛2400bps波特率時(shí)TH1的初值為0F4H。用產(chǎn)生延時(shí)時(shí)，由于本系統(tǒng)中延時(shí)主要是用于靜態(tài)顯示時(shí)能多顯示一些時(shí)間，決定采用10S的延時(shí)，把T0產(chǎn)生一個(gè)5s的延時(shí)，這個(gè)延時(shí)直接做一個(gè)子程序使用，在需要延時(shí)的地方只需要用CALL指令去凋用就可以了。

3 總結(jié)

本論文中所做的公交電子站牌已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分功能，只需要做一些改進(jìn)就可以實(shí)現(xiàn)更多實(shí)用功能。所有的站牌硬件都是基本相同的，車載部分的軟件雖然不完全相同，但是各路公交車的差別也僅僅只是所經(jīng)過站臺(tái)的數(shù)目和各個(gè)站臺(tái)的坐標(biāo)不一致而已。

參考文獻(xiàn)

[1]張軍.智能公交電子站牌的研制[D]. 黑龍江大學(xué)， 2019.

[2]胡慶.基于大數(shù)據(jù)的城市智能公交管理系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)[J]. 信息周刊， 2019， 000（029）：1-1.

[3]高永，段冰若， 田希雅，等. 智慧公交站臺(tái)規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)之初探[C]// 品質(zhì)交通與協(xié)同共治——2019年中國城市交通規(guī)劃年會(huì)論文集. 2019.

[4]方立友.基于單片機(jī)的電子信息傳輸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 通信電源技術(shù)， 2019， 036（006）：29-30.

[5]周理.基于GPRS的公交電子站牌設(shè)計(jì)與開發(fā)[D]. 湖南大學(xué)， 2012.