基于ZigBee的公交車自動報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對中小城市公交系統(tǒng)的特點(diǎn)及實(shí)際運(yùn)營環(huán)境，考慮性價(jià)比和實(shí)用性設(shè)計(jì)了基于ZigBee（紫蜂協(xié)議）技術(shù)的單片機(jī)自動報(bào)站系統(tǒng)。站臺發(fā)射部分采用CC2430芯片實(shí)現(xiàn)站址編碼信息的自動發(fā)射，外圍電路簡單，可用電池長時(shí)間供電。車載部分具有手動和自動報(bào)站模式實(shí)時(shí)切換功能，可通過U盤存儲的線路信息方便地實(shí)現(xiàn)公交線路的更換，在自動報(bào)站的同時(shí)可滾動顯示站名、日歷、時(shí)間、星期、溫度和服務(wù)用語等信息。該系統(tǒng)成本低、可擴(kuò)展性強(qiáng)、運(yùn)行可靠且易于安裝、維護(hù)，適合推廣使用。

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們外出旅行的機(jī)會逐漸增多，公交汽車在日常生活中的作用越來越突出，從而對城市公交系統(tǒng)安全運(yùn)營方面提出了更高的要求。目前，許多中等以上城市的公交車上都實(shí)現(xiàn)了無人售票，公交司機(jī)對行車安全承擔(dān)的責(zé)任也就更大，這就迫切需要在每輛公交車上安裝自動報(bào)站器。近些年來，國內(nèi)學(xué)者逐步開展了這方面的研究工作，采用單片機(jī)、嵌入式處理器、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和GPS等技術(shù)設(shè)計(jì)了各種公交自動報(bào)站系統(tǒng)，對城市公交的發(fā)展起了很好的促進(jìn)作用。但是，目前大部分中小城市的公交線路仍未全面采用自動報(bào)站系統(tǒng)，急需成本低廉、運(yùn)行可靠、易于維護(hù)、易于推廣的自動報(bào)站器。

　　針對中小城市公交系統(tǒng)的特點(diǎn)，將單片機(jī)與ZigBee技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出基于ZigBee技術(shù)的低成本自動報(bào)站器，兼有手動和自動兩種報(bào)站器的優(yōu)點(diǎn)，適合于大規(guī)模普及應(yīng)用。

　　1 總體方案

　　在城市各主要街道的公交車站臺眾多，一個(gè)站臺可能要停靠多個(gè)線路的公交車輛，而且同一站臺在各個(gè)線路的命名可能不一樣，因此，站址編碼信息需要采用8位撥碼開關(guān)進(jìn)行動態(tài)設(shè)置，以便各路公交車自動識別在本線路中的當(dāng)前位置。圖1所示的是具有n個(gè)站臺的公交車自動報(bào)站系統(tǒng)示意圖。

圖1 公交車自動報(bào)站系統(tǒng)

　　由于中小城市的路面較窄，公交車在行進(jìn)過程中可能會同時(shí)接收到多個(gè)站址編碼信息，如圖1中右向行駛的公交車就會同時(shí)接收到站臺1和站臺n的編碼信息，此時(shí)可以通過行駛方向自動判斷站臺1的編碼信息是有效的。車輛行駛方向可以采用預(yù)制或站址遞增（遞減）方式進(jìn)行識別，如果出現(xiàn)編碼突變的情況，說明車輛行進(jìn)過程中可能因?yàn)闊o法自動報(bào)站而采用了手動報(bào)站，這樣系統(tǒng)可以記錄下該站臺的編碼以便及時(shí)維修。

　　本系統(tǒng)分為車載和站臺兩部分，車載部分采用以MSP430F149單片機(jī)為核心的控制模塊；站臺部分只需要發(fā)射站址編碼信息，要求低功耗、低成本、高可靠性且易于維護(hù)，因此ZigBee發(fā)射模塊以CC2430芯片為核心構(gòu)成。圖2所示的是公交車自動報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖。

圖2 公交車自動報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖