基于電力載波和RFID的電子站牌系統(tǒng)設計

通過LED車位指示屏，乘客可隨時了解公交車在沿線的位置分布、離本站的距離以及到達本站的時間。如果在預定的時間內(nèi)不能到達，一定是發(fā)生了阻車，而且還可以知道阻車的位置。調(diào)度中心從收到的車編碼及站編碼信息，可知道某路某號車當前位于某站或哪兩個站間什么位置，下一時刻應該到達何處，如果在預期的時間內(nèi)不能到達，便知道發(fā)生了阻車，視情況進行調(diào)度安排。這些信息可以通過LED車位指示屏或PC機進行直觀顯示。
為避免過站車輛間電子標簽所發(fā)信息的沖突，使用具有防沖突算法的電子標簽[4]。用6~8 bit（視實際需要定）分別對公交車的路數(shù)與號數(shù)（即某路某號車）進行編碼，得到各種車的編碼信息，將編碼信息存儲于電子標簽中，電子標簽裝或貼于相應的公交車上。
2 算法設計
如圖1所示，當裝或貼有電子標簽的車輛到達站i時，將收到站裝置中的標簽閱讀器發(fā)出的射頻信號，從而激活車載電子標簽，激活后的電子標簽便將預先存儲于其中的本車編碼信息發(fā)給閱讀器，閱讀器將其送往主控制器（MCU），主控制器在其中添加上本站的站編碼后得到車輛的到站信息，然后交由發(fā)射機進行載波調(diào)制后發(fā)往下一站(即站i+1)。同時主控制器根據(jù)車編碼信息中的路數(shù)（即某路）選擇對應的LED車位指示屏，關閉本站（即站i）刻度線前的最后一個LED，打開本站刻度線上的LED。當該車離開本站（站i的標簽閱讀器不再讀該車電子標簽的信號）時，主控制器便將該車的離站信息交由發(fā)射機進行載波調(diào)制后發(fā)往下一站(即站i+1)，并關閉本站刻度線上的LED。
當上游站i發(fā)出的車輛到站（到達站i）信息傳輸?shù)较掠握緄+1時，站i+1的站裝置中的電力載波接收機對其解調(diào)，得到上游到站車輛的車編碼與站編碼信息，送到主控制器處理。主控制器一方面將其交由電力載波發(fā)射機繼續(xù)傳往下一站，同時根據(jù)車編碼信息中的路數(shù)（即某某路）選擇相應的LED車位指示屏，根據(jù)站編碼信息選擇相應的刻度線，關閉該刻度線前的最后一個LED，打開該刻度線上的LED（本例中將打開站i刻度線上的LED）。
隨后，當上游站i發(fā)出車輛離站（離開站i）信息傳輸?shù)竭_下游站i+1時，站i+1的站裝置中的電力載波接收機對其解調(diào)，得到上游離站車輛的車編碼與站編碼信息，送到主控制器處理。主控制器一方面將其交由電力載波發(fā)射機繼續(xù)傳往下一站，同時根據(jù)車編碼信息中的路數(shù)（即某路）選擇相應的LED車位指示屏，根據(jù)站編碼信息選擇相應的刻度線，關閉該刻度線上的LED，并相繼打開/關閉指示屏上站i與站i+1刻度線間的所有LED。若站i與站i+1兩刻度線間的LED數(shù)量為n，公交車在此間的正常行車時間為T秒，則應在該車離開站iT/（n+1）秒后再關閉站i刻度線上的LED，同時打開站i與站i+1間的第一個LED。2T/（n+1）秒后，關站i與站i+1間的第一個LED，同時打開其間的第二個LED，如此這般，直至打開站i與站i+1間的最后一個LED。但在關閉這最后一個LED，打開站i+1刻度線上的LED時，站i+1與其后的站（如站i+2等）采取的行為不同。對站i+1，其需執(zhí)行的操作與車到達站i時站i所做的相同。站i+1以后的站(如站i+2)必須等到站i+1傳輸來的車輛到站（到達站i+1）信息后才關閉站i與i+1間的最后一個LED，打開站i+1刻度線上的LED。
車輛的到站信息與離站信息就這樣相繼傳往下游各站，直至調(diào)度中心。下游各站（如站i+2，...，站n)需完成的操作與站i和站i+1相同。調(diào)度中心是信息終端，除不需轉(zhuǎn)發(fā)信息外，其需完成的操作與其他站裝置相似。另外調(diào)度中心除可用站裝置中的LED車位指示屏顯示車輛在某一時刻的位置分布外，還可用PC機進行顯示，以便于進行調(diào)度及其他管理工作。
3 硬件設計
硬件電路主要部分框圖如圖4所示，主控制器選擇Atmel的AT89C52單片機，標簽閱讀器主芯片選擇TI的S6700多協(xié)議收發(fā)芯片，電力載波收發(fā)部分選擇科強電子的KQ-100E的電力載波收發(fā)模塊。