GPRS_ZigBee技術的公交車智能監控系統

　　引言

　　在如今的現代生活中，公交車是城市交通中最重要的部分，其運行效率與服務質量很大程度上影響城市交通狀況和市民的出行狀況。衡量運行效率和服務質量的重要標準是公交車能否準點到達各站和人們能否知道自己等待的公交車運行情況。

　　目前，除始發站和終點站外，中間的眾多站無法保證公交車準點;依靠駕駛員按鍵操作報站，難免出現錯誤而誤導乘客;候車人不知道等待的公交車運行狀況。為此，本文開發了一種基于GPRS和ZigBee的公交車運行監控系統，以期能較好的解決這些問題。

　　1　系統整體設計

　　該系統由公交車監控中心、公交車站臺的站臺監測器和公交車上的智能無線終端(以下簡稱監控中心、監測器和無線終端)組成，如圖1所示。無線終端通過ZigBee技術向監測器報告公交車到達和離開的時間，監測器接收無線終端發送的信號，檢驗該車的“標識號”，識別到來車輛，并將該車的到達時間、車號等信息通過GPRS網絡傳送到監控中心。

　　公交車根據檢測器發送的站臺標識符識別站臺名稱，通過語音和LED屏報站。此后，監測器不斷檢測該無線終端發送的信號強度，當其減弱到一定程度時，即認為該車離開本站，隨即向監控中心發出相關信息。監控中心對監測器發來的信息進行存儲，根據接收的信息判斷公交車行駛路段，并將信息發送給監測器，監測器通過運行狀態指示燈顯示給候車者。

　　2　硬件設計

　　2.1　監測器

　　2.1.1　整體設計

　　監測器組成如圖2所示，該部分由CPU、無線GPRS通信模塊、無線ZigBee通信模塊、公交車運行狀態指示燈和其他外圍電路組成。CPU選擇三星公司的S3C44B0X,該處理器具有低功耗、高性能、高性價比的優點，同時具有豐富的內置部件，極大減少了系統電路中除處理器以外的元器件配置，降低了成本并減少了系統的復雜度。同時具有大量I/O端口，可以實現對大量狀態指示燈的控制。GPRS既能支持間歇的爆發式數據傳輸，又能支持偶爾的大量數據傳輸，數據傳輸速度快，按流量計費。因此GPRS適合于這種通信頻繁、數據量大、實時性要求較高的監控系統。該設計選擇GPRS作為監測器與監控中心無線連接方式，監測器與公交車終端通信采用ZigBee無線通信方式。ZigBee是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的無線網絡技術。設計中ZigBee通信模塊選用Freescale公司的MC13192,其工作頻率是21405～21480GHz,采用直接序列擴頻的通信技術，數據傳輸速率為250kb/s,達到設計要求。

　　2.1.2　GPRS通信模塊

　　GPRS模塊選擇法國WAVECOM公司生產的Q2403,該模塊符合ETSI標準GSM0707和GSM0705,下載速度為5316kb/s,上傳速度為2618kb/s。模塊提供一個符合V24協議的異步串行通信接口，支持加密算法，集成射頻電路和基帶于一體，性能穩定，可以快速、可靠的傳輸。Q2403和S3C44B0X通過串行接口相連接，如圖3所示。

2.2　無線終端

　　無線終端主要由音頻播放模塊、按鍵響應電路、無線ZigBee通信模塊和LED屏顯示模塊組成，見圖4。音頻播放模塊負責錄制并播放語音報站信息。

　　按鍵響應電路負責響應公交車司機的按鍵操作。