基于ZigBee的智能公交报站系统.pdf

学术探讨系统设计
2014年3期
基于 Zi g Bee I的智能公交报站系统
邓炯锋
(广东机电职业技术学院汽车学院,广东广州510500
[摘要]设计一种基于无线 Zigbee 1技术的智能公交报站系统,该系统利用 Zig Be和.3G无线通信技术能实现公交站台
对公交车辆的到站预报功能,也能及时上报公交车辆运行大概位置信息,便于公交管理部门对公交车辆及时地进行管理、调度
和维护
[关键词] Zig Bee;STC.15F1K28AD;公交车辆;报站
辆的到站、出站信息。通过综合分析这些信息可以对车辆的
1.引言
运行状况有清晰的了解,便于对公交车辆进行及时的管理
随着国内经济的迅猛发展,全国的大小城市也在迅速扩调度和维护
大,大量人口快速地涌入和人口出行的需求也出现几何的增
站台组件主要有一个功能。第一个功能通过DTU设备
长,这就导致了城市交通运输的日益紧张。发展公共交通是利用2G/3G网络接收上站台的公交车辆进、出站信息,对
绥解城市交通运输压力的有效方法。我国用前使用最为
这些信息进行处理以后,得出公交车辆距离本站台的距离信
泛的公共交通工具还是公交车,因此利用科技发展智能公交息。之后通过LED显示屏进行作辆的到站情況预报:第二个
是必然趋势。
功能通过站台上的 Zigbee模块和公交车辆上的 Zig Beet模块
为了能让史多的人选择公交出行,就必须改普公交的通讯来获取该站台的公交车辆进、出站时信息,并日通过
乘坐体验。这方面能做的工作有很多,其中智能报站功能DTU设备利用2G3G网络把这些信息传送给下一站点:第
是焦急等乍的人们十分阶望的一个功能,能有效地提高乘个功能将获取的本站台公交车辆进出站信息传送给公交监
车人的公交体验。众所周知,普通的公交站牌仪能为乘客控中心。
提供公交路线信息,而乘客十分希望知道的车辆位置信息
乍載组件的主要功能是道过 Zig Bce模块向站台组件发
却没法提供リ。
送车辆进出站台信息。
于是,?期以GPS配合控制中心的智能公交系统应运而
生:在公交车上安装GPS,为挫制中心提供车辆位置信息:控
公文控中心
刊中心再通过有线?络或GPRS劇绍反债到电子站牌,显示
车辆到达的信息。这样的系统虽可以是供车辆位置信息,但
是存在一个非常关键的不足就是系统成本太高:每辆公交车
站的阳件
站台组件
站台组件
都必须交装GPS定位装置和无线数据传输系统,一条路线成
本就是上百万,而且该系统山于城市交通运行的复杂性,车
辆走走停停,它的预报时间也很不准确,影啊乘车的体验。
年件平组」年件平组数组件無
本文所设基于 Zigbcc h的智能公交报站系统使用Zig-
图1系统组成框图
Bee模块代替GPS定位装置,并月不用每台公交车配上:个
DTU无线传输模块,而是一个站台配上.一个DTU无线传输模
2.1 Zigbee介绍
块,这样能大大节省软硬件成本,费用只有原来系统的一半;
Zigbee t译为"紫蜂",它与蓝牙相类似,是·种新兴的短
而日本系统的报站是以告知乘车人下過车距离该站台还有距离无线通信技术,用于传感控制应用( Sensor and Control),
ル站的形式边行捅报。所以可以做到报站精确无误。有了这由于其网繁可以便捷地为用户提供无线数据传输功能,因此
两个关键的改进后就十分有利于该系统的推广和应用。
在物联网领域具有非常强的可应用性。具体来说 Zig Bcc
2.系统组成
有以下优点:
图1是智能公交报站系统的系统组成框图,它是一个
低功耗:在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持
层结构。由:个部分组成,分别是公交监控中心,站台组件1个节点工作6~-24个月,甚至更长。
和车裁组件。
②の低成本:通过大幅简化协议(不到流牙的10),降低
公交监控中心通的主要功能是通过站台组件米获取车了对通信控制器的要求
作者简介:邓锋,男,广东从化人,本科,助理研究贡,研究方向:汽车可视化教学,汽车局域网研究。
系统计学术探讨
2014车3期
③短时延: Zigbee的响应速度较快,般从唾眠转入工
这款芯片有以下特点
作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省
高速:嶒强?8051CPU,1T,単时钟/机器周期,速度
了电能。
比普通8051快6~12倍。
④高容量: Zigbee F可采用星状、片状和网状网络结构
②工作电压宽:可以5.5~3.8V之向正常工作(5V单片
由一个主节点管理若干子节点,最多ー个主节点可管理254机
个子节点。
③内部高可靠复位:8级可选复位『」槛电压,可彻底省
⊙高安全: Zig Beef提供了三级安全模式,包括无安全设邦外部复位电路。
定、使用访问控清单( Acccss Control List,ACL)防止非法
④)内置高精度RC时钟,土1%温漂(-40℃~+85℃),常
获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码,以温下温漂5%,内部时钟从5MIHz~-35MHz。
灵活确定其安全属性
⑤)低功耗设计:低速模式,空闲模式,邦电模式停机模
⑥免执照频段:使用T业科学医疗(SM频段,915MHレ式(可由外部中断唤程)文持掉电唤的管脚: INTO/P32
美国),868MH(洲),2.4GiHx(全球)。
INTI/P3.3
2.2DTU设备介绍
3.站台组件的硬件电路组成
DTU设各是本系统的个关键设各,它起到了?个承
图2和图3所示的是站台组件和车载组件的组成框图。
柱下的作用,所以它工作的稳定性、可靠性就分重要。本。本系统的电路很简浩,关键核心部件都选用成熟可靠的成品
系统选用了在该领域的龙头企业广州致远电有限公可所模块,其中站台组件和车载组件选用了相同的主控芯片和
生产DTU设各,型号为: DT'UZWW-36A。该设各有以ド
Zigbee h模块,所以电路基本相同。本文以站台组件的电路为
地特点:
①工业级高速RS-232电平串行接口,最高波特率例进行说明
921600bp5,超大数据缓存区设计(收发各10M字节),采用动
态划分技术,高效使用绥存区。
Zigbee#模块
②支持串口配置和USB接口配置,方便没有申口的计
公交车辆
算机使用持短信配置与维护。
③内嵌完备可靠的协议栈,数据全透則传输,用户无需
图2车戟组件框图
了解复杂的 ICP/IP、PPP等协议,支持数据中心动态域名或
IP地址访问,支持各用数据中心和断线自动重连功能,并日
连接时机可控功能,节约流量。
模块
Zig Bee i模块
站台主控模抉
4)支持本地和远程图形化向导式配置与维护,支持数据
显示模扶
中心虚拟串口功能,无缝衔接现有上位机软件,在主流组态
站台
软件中集成驱动,使用简便
图3站台组件框图
⑤使用工业级模块,+6V+26V宽范围供电,多重软硬
件可靠设计,复合式看门狗技术,使设各安全运行,可近应高
3.1站台组件主控电路
温和低温工作环境,温度范围-25℃~+70℃
主控芯片介绍
车载组件和站台组件选择STC