公共交通具有個體交通無法比擬的強大優(yōu)勢，優(yōu)先發(fā)展城市公共交通系統是解決大、中城市交通問題的最佳途徑。近年來，城市公交系統的智能化已成為公共交通研究領域的主要方向。國內現有試運行的智能公交系統大部分都采用GPS全球定位系統進行定位， 同時采用GPRS網絡進行數據傳輸。車載GPS模塊可以實時獲取位置、方向、時間等導航定位數據， 然后通過車載GPRS模塊將數據傳至監(jiān)控中心，從而實現車輛的定位和監(jiān)控。監(jiān)控中心則可將車輛的實時信息或公告信息通過電子站牌的GPRS模塊發(fā)送給電子站牌，以估算到站時間和距離，然后顯示在電子站牌上。盡管現有試運行的智能公交系統定位覆蓋面廣、精度高， 可以實現車輛的全范圍定位和監(jiān)控。但在實際運行過程中， 仍然存在以下不足：

1、GPS信號在隧道和高架橋等環(huán)境下會存在盲點

2、運行中需將GPS信息通過GPRS發(fā)到監(jiān)控中心， 再由監(jiān)控中心通過GPRS發(fā)送顯示信息給電子站牌， 因此運營費用較高；

3、GPRS模塊價格昂貴， 公交車數量眾多且都必須安裝GPRS模塊， 硬件成本高；

4、不能實現公交車與站牌的通信，也不能實現提前報站等服務。

一、系統總體方案

由于城市公路面積較小，道路集中，公交線路密集，電子站牌間距大多在500米左右， 因此，監(jiān)控中心沒有必要對公交車進行實時全范圍的監(jiān)控， 而只需知道公交車的站牌區(qū)間范圍便可大致定位。

為吸取現有智能公交系統方案的優(yōu)點，克服其缺點， 并結合城市自身特點， 本文把ZigBee短距離無線通信技術引入到智能公交系統中， 對國內現有試運行的智能公交系統普遍采用的GPS定位、GPRS信息傳輸的方案進行了數據傳輸方式的改進

公交車終端可根據車載GPS模塊實時定位公交車的位置信息， 并與各個站牌的位置信息進行對比，當其到達某個站牌時， 公交車自動語音報站， 同時用LCD屏顯示到站信息。

電子站牌終端和公交車終端可通過ZigBee短距離無線通信網絡進行通信。公交車可實現提前報站。當公交車到達某個站牌后， 便把自己的車輛信息、狀態(tài)信息等打包發(fā)送給站牌。電子站牌收到管理中心的信息后，便將公交車的位置信息顯示在站牌的電子地圖上。

管理中心服務器和電子站牌終端可通過GPRS無線通信網絡進行通信。電子站牌終端通過GPRS模塊的無線聯網， 以對收到的公交車信息進行處理并重新封裝，然后發(fā)送到無線網絡中。服務器端一般是連接Internet的PC機，可通過TCP/IP協議接收互聯網上的信息， 同時可向電子站牌終端發(fā)送運行線路上公交車的實時位置信息和公告信息。服務器可通過數據庫進行信息的管理和查詢，以方便公交公司的管理和調度。

二、系統硬件設計

車載終端的硬件組成

本系統中的車載終端硬件主要包括電源模塊或電源接入模塊、ARM處理器、RAM、FLASH、GPS定位模塊、ZigBee射頻傳輸模塊、視頻監(jiān)控模塊、LCD顯示模塊、串口和調試模塊、車內人數統計模塊和語音模塊等。下圖所示是系統中車載終端的硬件組成框圖。

車載終端硬件組成框圖

ARM嵌入式處理器是整個車載終端的核心，可通過各種接口與各功能模塊相連接。本車載終端選用韓國三星公司的一款基于ARM920T內核的16/32位RISC嵌入式微處理器S3C2410.S3C2410的運行頻率可以達到203 MHz, 主要面向手持設備等高性價比、低功耗的應用。

在智能公交系統中，系統定位模塊一般采用GPS-OEM （ Original EquipmentManufacture） 板。

在嵌入式車載終端系統中，選用GPS模塊時， 通常應考慮定位精度、價格、功耗、體積、抗干擾能力等幾個因素。根據以上原則，本設計選用億佰特公司的GPRS模塊來實現定位。

EBYTE是一家專業(yè)做無線底層開發(fā)的公司，公司的無線產品主要用于其他做產品生產的公司用于二次開發(fā)，因此EBYTE的無線串口等產品功能集成豐富，并且功耗控制的非常低。EBYTE的無線產品比較豐富，有170M、230M、433M、495M、868M、915M、2.4G等頻段的無線模塊，藍牙、WFI類產品也很多，無需用戶開發(fā)，直接用串口或者485232就可以進行數據傳輸。產品的內部控制器基本都是采用進口的單片機實現，性能穩(wěn)定，資源豐富，功耗也低。有興趣的讀者可以去3W-EBYTE-COM了解，有很多值得學習和借鑒。

審核編輯黃宇