基于WIFI和GSM的公交站信息显示牌制造技术

基于WIFI和GSM的公交站信息显示牌，每个公交站均构成公交车到站信息查询系统，对行驶中公交车之间和公交站与公交车之间，采用串口WiFi模块将信息传递到前方公交站，当两站之间距离较远车辆较少，难于完成车与车通信时，利用GSM网实现公交线路站与站之间互发短信完成信息交换。

【技术实现步骤摘要】
基于WIFI和GSM的公交站信息显示牌(一)
：每个公交站均构成公交车到站信息查询系统，对行驶中公交车之间和公交站与公交车之间，采用串口Wi-Fi模块将信息传递到前方公交站，当两站之间距离较远车辆较少，难于完成车与车通信时，利用GSM网实现公交线路站与站之间互发短信完成信息交换。(二)
技术介绍
：随着公交事业的蓬勃发展，越来越多的人开始乘坐公交车出行，城市公交线路随着公交事业的发展迅猛增多，因此道路也越来越拥挤，乘客等候乘车的时间变得很不确定，造成有的公交车很拥挤有的公交车乘客却很少，由于拥挤的公交车上下车人数多时间长，每一站都需要停留更长时间，如果乘客能知道各线路公交车到站信息，避开拥堵线路就可以在一定程度上缓解公交线路拥堵情况，同时也方便乘客乘车。现有基于GPS全球定位的智能公交站牌系统，通过该系统提供的扩展GPS功能，对公交车辆进行实时卫星定位，虽然可以实时掌握公交车辆目前的位置、行驶速度、方向等信息，但是基于GPS全球定位的系统架构复杂昂贵灵活性差，而且城市多高楼大厦，一些地区卫星信号不畅，因此影响普及，目前只有超大城市才有试用。(三)
技术实现思路
：由于公交车经过各站时的上下车乘客人数不同，到站时的停留时间不同，通过红绿灯控制的十字路口时，前方排队等候通过十字路口的车辆数量不同，造成等候红绿灯变换次数不同，等候时间不同，以及公交车行驶中路况不同、车速不同、驾驶员使用的技巧不同、影响行驶的各种机遇不同，从而造成同时出站的同线路或不同线路的公交车逐渐拉开不同的距离形成了信息传递通道，采用行驶中公交车之间通信，就可以将信息传递到前方公交站，无需通过GPS全球定位系统获得公交车到站信息，使系统结构简单运用灵活，大大降低成本。公交车行驶里程的信号源为安装在变速器或车轮轮毂上的里程表传感器，对里程表传感器输出脉冲信号计数就可反映车轮转数，获取车速与行驶里程信息，该里程表传感器输出信号经电平转换电路、低通滤波电路抗干扰后使输出信号可由微控制器端口准确捕捉识别，再送入微控制器端口。各线路公交车的车载控制器均预置各站间里程数据，以获得行驶中位置。公交车与公交站通信时,当公交车的车载控制器计算设定到站时两站间里程减去实际测量到站时两站间里程的误差值在+8米与－5米之间时,表示前面没有停靠的公交车，该公交车为到站位置停靠，则所述误差值作标记M,公交车的车载控制器将标有M的各次到站里程误差值,取5次以上按设定比例次数删去数次最大到站里程误差值,其余取平均值作为补偿值,用于纠正测量里程。所述设定的时间间隔需保证同时到站的公交车全部离开,使下一辆公交车在到站位置停靠。无处不在的Wi-Fi连接促进了利用Wi-Fi快速发展无线基础设施，使Wi-Fi嵌入式应用不断增长性能不断提高成本不断降低。公交车和公交站均安装串口Wi-Fi模块，公交车的车载控制器和公交站控制器中的串口Wi-Fi模块，是内嵌TCP/IP协议的Wi-Fi模块。其硬件构成主要是由内嵌的一个微控制器和Wi-Fi模块构成，串口Wi-Fi模块对外提供UART串口或者SPI接口，因而可以通过串口和单片机连接。各公交车的车载控制器之间和车载控制器与公交站控制器之间，通过串口Wi-Fi模块进行无线通信交换公交车到站信息。公交车的车载控制器和公交站控制器设置串口Wi-Fi模块，该串口Wi-Fi模块选用Microchip的RN-171模块，或选用其它Wi-Fi模块。RN-171模块片上集成完整的TCP/IP协议栈，无需外部驱动，RN-171模块可以进入低功耗休眠并且能自动扫描和连接AP，因此是一款高集成度超低功耗Wi-Fi模块，适用于电池供电的设备。模块工作于2.4G频段，核心芯片集成了32位处理器，发射功率可通过软件调整，并支持外接天线。车载控制器的RN-171模块采用外接天线以增加通信距离。公交站间控制器中手机短信收发装置与RN-171模块连接时只要将RN-171模块的电源、地及TX和RX脚与手机短信收发装置中单片机管脚连接即可,其中TX和RX为交叉相接。每个公交站均构成公交车到站信息查询系统，各公交站控制器依据该站公交车的线路地址循环发送侦测信号，到站停车的公交车的车载控制器应答后与公交站实现信息交换，同线路多辆公交车同时到站向信道发送应答信号时，公交站控制器将会连续收到数个错误数据包或监听到频道信号叠加后的强度超限，说明当前信道受到干扰，这时，各公交车按其停车位置与站点位置之间距离S，按公交车行驶方向，从向前超过站点位置6米开始，自动依每隔6米范围递增编号往后至离站点18—60米，按S值落入所述的编号范围来编号，上述设置时注意通常只有2至3辆车同时到站。公交站控制器对到站公交车干扰线路依所述编号顺序再发送侦测信号，如再产生干扰则对未成功通信的公交车,减少所述每隔6米范围的值重新不重复编号，重复上述过程至不产生干扰，其编号到下一站时失效。当线路拥有公交车数量较少时采用固定的不会失效的预置编号。公交站控制器和到站停车的公交车的车载控制器通信时,交换各线路公交车包含该站和先前4-6站的公交车的到站信息,其到站信息由各公交站控制器产生,到站信息包含公交站地址、各线路公交车最后到站的线路地址及其到站时间和当前时间,并按本站行驶方向至下一站所需行驶时间平均值的0.2-0.6作为时间段，来分配站间通信信道发送侦测信号的时间，所述时间段以本公交站控制器提供的当前时钟时间为基准，所分配的时间段的时间不重叠，其时间段具体占用时间长短，由前一时间段中经过本站至下一站的行驶车辆密度确定，密度大的取时间段短，然后选择一辆经过本站和下一站的公交车作为主通信公交车来分配一个所述时间段,在略早于该时间段的结束时间选择下一辆主通信公交车，按此接续下去，公交站控制器向主通信公交车发送到站信息和车通信表,车通信表提供预置时间间隔内经过本站至下一站的各线路公交车的线路地址、所述公交车的编号、到达本站时间和所述时间段,该预置时间间隔由站间平均行驶时间确定，主通信公交车离开本站后,按到达本站时间从远到近顺序对车通信表中的各公交车发送侦测信号,其应答内容包含公交车的编号和公交车离下一站的距离,主通信公交车的车载控制器收到各公交车应答信号后,选择离下一站最近的公交车向其发送到站信息和车通信表,该公交车的车载控制器收到到站信息和车通信表后更新到站信息,并被接力成为主通信公交车接续所述时间段中未用完的时间按上述方法通信,所述时间段结束，主通信公交车即转为从通信公交车。主通信公交车为动态分配，其余作为从通信公交车，在本站与下一站间使用约定的站间通信信道，从通信公交车在站间行驶中均处于接收状态，各公交车离下一站40米至80米的设定距离时，该站间公交车与公交车通信结束,准备与下一公交站的通信。所述到站信息只记录每路公交车最后到站时间，删去之前记录内容，所述站间通信信道是依其通信覆盖范围设置相邻站的不同站间通信信道,但经2站至3站后重复循环使用,站与公交车通信也采用相邻站的不同通信信道循环设置，上行线路与下行线路同名站点通信信道错开使用,防止发生同频干扰。公交车到达终点站后自动改变通信信道设置和站点顺序设置，公交站控制器将到站信息处理后送显示器显示，便于乘客查看。当两站之间距离大于700米，或车辆较少难于完成车与本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于WIFI和GSM的公交站信息显示牌,其特征是利用公交车经过各站时的上下车乘客人数不同,到站时的停留时间不同,通过红绿灯控制的十字路口时等候时间不同,行驶中路况不同,车速不同,驾驶员使用的技巧不同造成同时出站的同线路或不同线路的公交车逐渐拉开不同的距离形成了信息传递通道,利用行驶中公交车之间通信,将信息传递到前方公交站；公交车行驶里程的信号源为安装在变速器或车轮轮毂上的里程表传感器,里程表传感器输出信号经电平转换电路、低通滤波电路抗干扰后送入微控制器端口,公交车的车载控制器均预置各站间里程数据,以获得行驶中位置；公交车与公交站通信时,当公交车的车载控制器计算设定两站间里程减去实际测量两站间里程的误差值在+8米与‑5米之间时,表示前面没有停靠的公交车,该公交车为到站位置停靠,则所述误差值作标记M,公交车的车载控制器将标有M的各次到站里程误差值,取5次以上按设定比例次数删去数次最大到站里程误差值,其余取平均值作为补偿值,用于纠正测量里程；公交车和公交站均安装串口Wi‑Fi模块,公交车的车载控制器和公交站控制器中的串口Wi‑Fi模块,均选用RN‑171,它是内嵌TCP/IP协议的Wi‑Fi模块,适用于电池供电的设备,或选用其它Wi‑Fi模块,各公交车的车载控制器之间和车载控制器与公交站控制器之间,通过串口Wi‑Fi模块进行无线通信交换公交车到站信息,公交站间控制器中手机短信收发装置与RN‑171模块连接时只要将RN‑171模块的电源、地及TX和RX脚与手机短信收发装置中单片机管脚连接即可,其中TX和RX为交叉相接；每个公交站均构成公交车到站信息查询系统,各公交站控制器依据该站公交车的线路地址循环发送侦测信号,到站停车的公交车的车载控制器应答后与公交站实现信息交换,同线路多辆公交车同时到站向信道发送应答信号时,公交站控制器将会连续收到数个错误数据包或监听到频道信号叠加后的强度超限,说明当前信道受到干扰,这时,各公交车按其停车位置与站点位置之间距离S,按公交车行驶方向,从向前超过站点位置6米开始,自动依每隔6米范围递增编号往后至离站点18—60米,按S值落入所述的编号范围来编号,公交站控制器对到站公交车干扰线路依所述编号顺序再发送侦测信号,如再产生干扰则对未成功通信的公交车,减少所述每隔6米范围的值重新不重复编号,重复上述过程至不产生干扰,其编号到下一站时失效；公交站控制器和到站停车的公交车的车载控制器通信时,交换各线路公交车包含该站和先前4‑6站的公交车的到站信息,其到站信息由各公交站控制器产生,到站信息包含公交站地址、各线路公交车最后到站的线路地址及其到站时间和当前时间,并按本站行驶方向至下一站所需行驶时间平均值的0.2‑0.6作为时间段，来分配站间通信信道发送侦测信号的时间，所述时间段以本公交站控制器提供的当前时钟时间为基准，所分配的时间段的时间不重叠，其时间段具体占用时间长短，由前一时间段中经过本站至下一站的行驶车辆密度确定，密度大的取时间段短，然后选择一辆经过本站和下一站的公交车作为主通信公交车来分配一个所述时间段,在略早于该时间段的结束时间选择下一辆主通信公交车，按此接续下去，公交站控制器向主通信公交车发送到站信息和车通信表,车通信表提供预置时间间隔内经过本站至下一站的各线路公交车的线路地址、所述公交车的编号、到达本站时间和所述时间段,该预置时间间隔由站间平均行驶时间确定，主通信公交车离开本站后,按到达本站时间从远到近顺序对车通信表中的各公交车发送侦测信号,其应答内容包含公交车的编号和公交车离下一站的距离,主通信公交车的车载控制器收到各公交车应答信号后,选择离下一站最近的公交车向其发送到站信息和车通信表,该公交车的车载控制器收到到站信息和车通信表后更新到站信息,并被接力成为主通信公交车接续所述时间段中未用完的时间按上述方法通信,所述时间段结束，主通信公交车即转为从通信公交车；主通信公交车为动态分配,其余作为从通信公交车,在本站与下一站间使用约定的站间通信信道,从通信公交车在站间行驶中均处于接收状态,各公交车离下一站40米至80米的设定距离时,该站间公交车与公交车通信结束,准备与下一公交站的通信,所述到站信息只记录每路公交车最后到站时间,删去之前记录内容,所述站间通信信道是依其通信覆盖范围设置相邻站的不同站间通信信道,防止发生同频干扰；当两站之间距离大于700米,或车辆较少难于完成车与车通信时,安装手机短信收发装置,采用收发手机短信方式通信；在公交车行驶方向,位于后方的公交站定时将公交车到站信息以短信方式传递给前方公交站,为了节省使用的电话号码数量,采用按公交站顺序进行分时通信；手机短信收发装置包括GSM模块、SIM卡、单片机和EEPROM存储器,利用单片机对GSM模块进行控制,以SMS短信方式实现数据远程无线传输；单片机的...

【技术特征摘要】
1.基于WIFI和GSM的公交站信息显示牌,其特征是利用公交车经过各站时的上下车乘客人数不同,到站时的停留时间不同,通过红绿灯控制的十字路口时等候时间不同,行驶中路况不同,车速不同,驾驶员使用的技巧不同造成同时出站的同线路或不同线路的公交车逐渐拉开不同的距离形成了信息传递通道,利用行驶中公交车之间通信,将信息传递到前方公交站；公交车行驶里程的信号源为安装在变速器或车轮轮毂上的里程表传感器,里程表传感器输出信号经电平转换电路、低通滤波电路抗干扰后送入微控制器端口,公交车的车载控制器均预置各站间里程数据,以获得行驶中位置；公交车与公交站通信时,当公交车的车载控制器计算设定两站间里程减去实际测量两站间里程的误差值在+8米与-5米之间时,表示前面没有停靠的公交车,该公交车为到站位置停靠,则所述误差值作标记M,公交车的车载控制器将标有M的各次到站里程误差值,取5次以上按设定比例次数删去数次最大到站里程误差值,其余取平均值作为补偿值,用于纠正测量里程；公交车和公交站均安装串口Wi-Fi模块,公交车的车载控制器和公交站控制器中的串口Wi-Fi模块,均选用RN-171,它是内嵌TCP/IP协议的Wi-Fi模块,适用于电池供电的设备,或选用其它Wi-Fi模块,各公交车的车载控制器之间和车载控制器与公交站控制器之间,通过串口Wi-Fi模块进行无线通信交换公交车到站信息,公交站间控制器中手机短信收发装置与RN-171模块连接时只要将RN-171模块的电源、地及TX和RX脚与手机短信收发装置中单片机管脚连接即可,其中TX和RX为交叉相接；每个公交站均构成公交车到站信息查询系统,各公交站控制器依据该站公交车的线路地址循环发送侦测信号,到站停车的公交车的车载控制器应答后与公交站实现信息交换,同线路多辆公交车同时到站向信道发送应答信号时,公交站控制器将会连续收到数个错误数据包或监听到频道信号叠加后的强度超限,说明当前信道受到干扰,这时,各公交车按其停车位置与站点位置之间距离S,按公交车行驶方向,从向前超过站点位置6米开始,自动依每隔6米范围递增编号往后至离站点18—60米,按S值落入所述的编号范围来编号,公交站控制器对到站公交车干扰线路依所述编号顺序再发送侦测信号,如再产生干扰则对未成功通信的公交车,减少所述每隔6米范围的值重新不重复编号,重复上述过程至不产生干扰,其编号到下一站时失效；公交站控制器和到站停车的公交车的车载控制器通信时,交换各线路公交车包含该站和先前4-6站的公交车的到站信息,其到站信息由各公交站控制器产生,到站信息包含公交站地址、各线路公交车最后到站的线路地址及其到站时间和当前时间,并按本站行驶方向至下一站所需行驶时间平均值的0.2-0.6作为时间段，来分配站间通信信道发送侦测信号的时间，所述时间段以本公交站控制器提供的当前时钟时间为基准，所分配的时间段的时间不重叠，其时间段具体占用时间长短，由前一时间段中经过本站至下一站的行驶车辆密度确定，密度大的取时间段短，然后选择一辆经过本站和下一站的公交车作为主通信公交车来分配一个所述时间段,在略早于该时间段的结束时间选择下一辆主通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金木，
申请(专利权)人：福州台江区超人电子有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35