基于電力載波和RFID的電子站牌系統設計

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不能到達，一定是發生了阻車，而且還可以知道阻車的位置。調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不能到達，便知道發生了阻車，視情況進行調度安排。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與號數（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，然后交由發射機進行載波調制后發往下一站(即站i+1)。同時主控制器根據車編碼信息中的路數（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射機進行載波調制后發往下一站(即站i+1)，并關閉本站刻度線上的LED。
當上游站i發出的車輛到站（到達站i）信息傳輸到下游站i+1時，站i+1的站裝置中的電力載波接收機對其解調，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射機繼續傳往下一站，同時根據車編碼信息中的路數（即某某路）選擇相應的LED車位指示屏，根據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發出車輛離站（離開站i）信息傳輸到達下游站i+1時，站i+1的站裝置中的電力載波接收機對其解調，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射機繼續傳往下一站，同時根據車編碼信息中的路數（即某路）選擇相應的LED車位指示屏，根據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。調度中心是信息終端，除不需轉發信息外，其需完成的操作與其他站裝置相似。另外調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多協議收發芯片，電力載波收發部分選擇科強電子的KQ-100E的電力載波收發模塊。