智能公交车系统设计

智能公交车系统设计（精选十篇）

智能公交车系统设计 篇1

1事务分析

本系统中各个角色及其事务描述如下。

1.1用户

查询路线,查询换成路线,查询站点,定位自己所在的路线,定位自己的前进方向、换乘等。

1.2系统

判断数据库关键字段是否更新,可自动下载新的版本数据库。

2数据分析

本系统涉及到的要操作的主要数据如下。

2.1线路信息

“线路的id”“线路名称”“线路详情”。

2.2站点信息

“站点id”“站点名称”“所属线路id”“精度”“维度”“线路方向”“英文名称”“英文名称简写”“在该方向上的位置”。

2.3缓存信息

“缓存关键字段内容”。

2.4配置信息

“语言配置”。

2.5版本信息

“版本号”。

3数据关联

以一次换乘为例,通过查询两个站点分别查出所有经过他们的线路,再通过线路找到所有经过那些线路上的所有站点,如果两边站点的集合有相同的站点,该站点即为换乘点, 两点确定一条线,通过线路表可以查到换乘线路的详细信息。

4数据表结构设计

结合需求分析,在满足数据完整性和实用性基础上,实现数据库逻辑结构设计。系统共5张表(表1- 表5),如下所示。

注:通过本表查询线路相关信息。

注:通过本表查询站点相关信息,换成相关信息以及在地图上通过经纬度划线。

注:通过本表得知软件的版本信息。

注:通过本表查询安卓的一些配置信息等。

注:通过本表比较数据库版本是否更新,根据情况下载新的数据库版本。

5开发工具

通过对数据库的需求进行分析[9],采用了关系型的数据库“sqllit”作为数据环境;采用 “sqllitstudio”对数据进行管理。

6结语

智能公交的实现方便了广大用户的出行,也潜移默化地推动了移动互联的发展。而数据库的精确设计起了很大的作用。精巧的设计不仅节省了资源,提高软件运行效率,也为以后系统的维护,升级带来了很大方便。

摘要：在智能公交的软件设计中,数据库的设计尤为重要。本系统针对徐州市的公交进行分析和调研,利用数据建模工具进行建模并在数据库中进行实现。通过本系统的实际运行,验证了最初的设计要求,能够满足软件的要求。

智能公交车管理系统功能需求 篇2

1.1 GIS功能

GIS功能模块包括地图服务、地图管理、检索、车辆实时显示、车辆跟踪功能、轨迹绘制、距离计算功能。

GIS模块数据流序列图gis服务器客户端GPS数据接口线路数据接口地物数据接口车辆信息接口地图数据请求GPS数据请求单一或多个GPS数据地图数据线路数据请求线路数据地物数据请求地物数据车辆数据请求车辆数据

1.1.1 地图服务子功能

支持shpfile和BingMap两种地图格式，shpfile地图实现放大、缩小、移动、距离测量、面积测量、矩形查询、点选取、全视图、鹰眼地图。BingMap实现放大、缩小、移动功能。如图3.3。

GIS服务器获取地图数据地图shpfile和BingMap两种地图格式控件加载地图数据放大、缩小、移动、距离测量、面积测量、矩形查询、点选取、全视图、鹰眼地图地图类型shpfile地图功能BingMap功能放大、缩小、移动功能

图3.3

1.1.2 地图管理子功能

地图控制管理分为图层控制、注记设置、符号设置三方面功能，以便用户对于地图数据进行个性化配置.3.1.2.1 图层控制

图层控制功能又可细化为三方面功能：

（1）图层位置控制：包括图层上移、图层下移、图层置顶、图层置底。（2）图层显示控制：图层图例、图层比例尺、图层显示、鹰眼显示。（3）图层配置：加载图层、删除图层。

3.1.2.2 注记设置

注记设置功能，用户可设置注记显示、注记比例尺、注记字段、注记颜色和注记字体，并可预览注记样式。

3.1.2.3 符号设置

车辆显示设置，包括符号设置、名称属性设置两部分。可以根据车辆运行方向设定不同车辆符号。车辆名称可设置名称显示位置、显示字号、一般车辆、激活车辆等设置。

1.1.3 检索子功能

实现车辆检索、线路检索、地名检索。

（1）车辆检索：关键字模糊匹配线路列表中所有车辆，地图上闪烁显示所选择的在线车辆，掉线车辆显示最近有效位置。

（2）线路检索：画出线路，并通过线路关键字模糊匹配该线路中所有车辆，显示在列表中；地图上闪烁显示所选择的在线车辆，掉线车辆显示最近有效位置。

（3）地名检索：关键字模糊匹配所有地物，在地图上闪烁显示所选择的地物。

GIS地图所有检索功能支持关键字模糊查询。车辆检索线路检索地名检索车辆信息线路信息地物信息车辆信息接口线路信息接口地物信息接口

1.1.4 车辆实时监控子功能

根据 GPS 车载设备实时上传的数据包，结合电子地图，即可让用户快速、直观的确认车辆的地理位置，并可以根据业务需求，设置不同的监控类型。

车辆实时监控类型分为以下几类：

（1）实时监控：打开地图窗口，系统默认显示所有车辆；（2）单车监控：在地图窗口，只显示指定车辆；

（3）单线路监控：在地图窗口，显示指定线路所有车辆；（4）单分公司监控：在地图窗口，显示指定分公司所有车辆；

（5）自定义组监控：用户自定义指定车辆分组（可以跨线路、跨分公司），在地图窗口监控指定分组车辆；

GIS地图车辆实时监控车辆信息线路信息分公司信息自定义分组信息车辆信息接口线路信息接口分公司信息接口自定义分组信息接口

图3.4

1.1.5 车辆跟踪子功能

用户根据业务需要可以指定车辆为跟踪模式，则车辆始终在地图视野范围 内运营； 支持定时跟踪、定距跟踪、锁定车辆等跟踪方式。1.1.6 轨迹绘制子功能

在轨迹绘制的输出列表中显示历史轨迹数据，包括线路，车辆，时间，经纬度，速度，方位角，高度，方向，下一站，工号，是否超速。在 shpfile地图中，显示轨迹点(绿色)，及轨迹点连线(蓝色)；在 BingMap地图中，只显示轨迹点(红色)。绘制子功能包括：（1）实时绘制：绘制选择车辆的最近运行轨迹点，默认50（可修改）。（2）轨迹回放：设置时间范围，回放速度进行车辆轨迹回放。

其中轨迹回放支持支持跨天查询，回放时间段任意设置；系统支持一个车或多个车辆组合回放；轨迹回放速度可以设置。

1.1.7 距离计算子功能

计算车辆轨迹中任意两点间的轨迹距离。

1.2 监控功能

监控功能包括车辆监控列表，视频监控，语音监控三个子功能。

1.2.1 车辆监控列表子功能

车辆监控列表通过分组列表的形式展示所有车辆。

（1）集团、营运公司、分公司、线路分级显示车辆列表。（2）车辆列表包括车辆自编号和在线、离线状态。

（3）支持对单车辆调度和监控功能的调用。包括：车辆信息查询、视频监控、语音控制、历史视频获取、单车监控、显示轨迹、车辆跟踪、GPS公里、历史数据回放、自定义组监控、取消车辆监控、清除车辆轨迹。1.2.2 视频监控子功能

视频监控子功能分为视频实时监控和历史视频提取。其中视频实时监控数据不实时上传，只在发送指令时实时调取。

（1）视频实时监控：

 多画面视频监控：最多支持 16 画面，并支持浮动窗口，视频画面可分为 1、4、8、9、12、16，画面布局可任意切换。

 通道位置切换：多画面视频监控时，鼠标左键选中指定视频通道，可拖拽到其他视频通道上，实现通道位置切换。

 单通道最大化显示：多画面视频监控时，鼠标双击左键，视频通道最大化显示，再双击鼠标左键，返回多画面布局。

 图像抓拍：即指定视频通道截屏功能，可将视频截图保存到指定位置。 关闭：单个关闭指定视频通道。 全部关闭：关闭全部视频通道。

 在视频中，可显示线路号、自编号和车牌号等信息。（2）历史视频提取：按照筛选条件提取。

1.2.3 音频监控子功能

音频监控子功能包括语音广播，语音通话和语音监听三个子模块。（1）语音广播：下发指令车载终端进行语音播报。如图所示。

（2）语音通话：调度可主动发起语音通话请求，实现调度和驾驶员双向语音通话。或输入请求的电话号码和拨号等待间隔，下发给 GPS 车载设备，GPS 车载设备自动回拨。实现集团、营运公司指挥中心与车辆进行通话。

（3）语音监听：分为主动监听和被动监听。

 主动监听，即车上有紧急/危险情况，驾驶员上传请求监听指令，客户

端收到短信提醒，调度员可发送语音监听请求，监听车辆语音，及时了解车上情况。 被动监听，调度用户发送语音监听请求，监听车辆语音，及时了解车上情况。

图 语音广播

1.3 排班功能

排班功能模块主要包括运营计划管理、推班规则设置、系统自动排班。实现对某一线路公交车发车计划，车与司机、乘务员对应关系的确定。

1.3.1 运营计划管理子功能

制定某一线路公交车的发车计划（发车时间点和发车间隔等）。

（1）可通过excel模板导入线路运营计划，满足不同节假日类型营运计划管理。如图所示。（2）可通过软件设置时间区间及发车间隔，从而确定发车时间点。

1.3.2 推班功能设置子功能

1.3.3 自动排班子功能

（1）初始化人车配备表，即确定车辆和司机、乘务员的对应关系。人车配备表包括班次、车号、早班司机和乘务员、晚班司机和乘务员。

（2）设置排班日期和节假日标识，根据推班规则，自动生成排班计划。

1.4 车辆调度功能

车辆调度功能包括线路模拟调度，调度参数管理，实时调度三个子功能。

1.4.1 线路模拟调度子功能

通过直线和实际走向线路，实时显示车辆信息。该模块应包括以下信息：汽车位置、当前时间、配车台数、运营车辆数量、去行数、回行数、起始站车辆数、终点站车辆数；单个车辆的信息包括运行方向、车辆自编号、前一站、后一站、额定人数、车上人数、速度、驾驶员、终到时间、发车时间、GPS时间。

（1）直线模拟调度图

（2）实际走向模拟调度图

1.4.2 调度规则管理子功能

该功能实现对车辆调度参数的设置。支持多种调度规则的选择，包括刚性规则（是否匹配计划车）及灵活规则（进站出站、先进先出）。

（1）进站出站

例如：如果“停站时间”设置为“2分钟”，例如车辆“906615”于15:00到达本站，则该车辆进站后的调度发车时间为“15:00加上2分钟”,也就是“15:02”。

（2）先进先出

可以分时段进行先进先出的设置，表示在该时段范围内，先进站的车辆先出站。发车时间列表可手动修改。

1.4.3 实时调度子功能

实时调度子功能即实时调整发车业务，包括新增发车计划、修改运行方案、修改司乘、智能计算、调度计划下发。在实时调度界面上调用该子功能。

（1）新增发车计划和修改运行方案

在实时调度界面上可操作修改车辆的运营状态，修改发车时间点，下达空放、越站、车辆换向调度、手动发车终到指令，该调度指令通过短信下发到指定车载终端。

短信下发支持自定义短信功能：

空放和车辆换向的区别：根据线路实际调度情况，正确操作【空放】，该操作会产生相应的车次及公里信息；车辆从主站空放到副站，同时将该车的调度时间留给其它到站的车辆使用。根据车辆实际位置，正确操作【车辆换向】，该操作不会产生车次及公里信息，仅是车辆位置从主站调整到副站。

（2）修改司乘

司机换班操作可通过司机刷卡确认后系统自动处理，也可由调度人员手动更换，下发短信到指定车辆的车载终端。

（3）智能计算

根据配车数量智能计算发车间隔；大间隔告警时智能调度；车辆进入主副站时，智能计算越站站数，并发送短信至车载机。

（4）调度计划下发

调度员实时调整了发车时间后，服务器自动下发车辆发车计划到车载终端上，同时下发到线路调度屏上显示。

1.5 报警功能

报警功能主要包括安全报警，报警联动，异常信息记录三个子功能。

根据报警类型预设报警机制，实现车载设备自动提示功能，同时报警信息上传。当车辆报警时，可以在客户端以弹出窗口和声音的形式告警，同时可以通过一次点击观察到报警车辆的实时视频。

同时支持告警类型的灵活扩充与配置，平台端提供存储、统计查询、声光提醒（弹出窗口或固定滚动条，支持提示音的自定义配置）、告警联动等事件的灵活关联与绑定。

1.5.1 安全报警子功能

安全报警子功能为实时报警，包括违章报警、车机报警、司机紧急报警、网管报警。

（1）违章报警

当车辆运行违反规章标准时立即产生报警，包括超速、滞站、偏离线路、未按时发车、出现大间隔，并提供明细统计表。

（2）车机报警

包括车辆抛锚、投币机故障报警。

（3）司机紧急报警

当司机遇到危险情况时，按动紧急报警按钮，通过一键报警。（4）网管报警

监控中心发现车上有异常情况的时候，可以远程启动车辆的报警系统。

1.5.2 报警联动子功能

可以设置多个报警输入和输出端口，当报警产生时，根据报警种类的不同和预先设定的通知机制，同时或者分别通知监控中心和司机等相关人员和部门。

1.5.3 异常信息记录子功能

安全报警信息，以及票箱开关门信息、车辆离线信息需要记录，以供查询。

1.6 统计查询功能

统计查询功能主要包括营运报表查询、基础信息查询、运行信息查询、安全告警信息查询四个子功能。统计查询内容均能导出至文件和进行打印。

1.6.1 营运报表查询子功能

营运报表包括但不限于电子路单管理、行车调度日报明细表、线路营运月报表。

3.6.1.1 电子路单管理

电子路单管理包括路单查询、路单确认、路单补录、路单修改、路单删除操作。其中路单查询可以查询历史记录，路单补录、路单修改、路单删除只能对当天记录进行操作。

电子路单的信息包括车辆名称、司机名称、乘务名称、载客公里、加油公里、回场公里、包车公里、公里合计、GPS公里、快慢点次数、快慢点时间、机障名称、机障次数、起始时间、持续时间。可根据司机名称和车号名称进行筛选查询。

3.6.1.2 行车调度日报明细表

格式待定。

3.6.1.3 线路营运月报表

格式待定。

1.6.2 基础信息查询子功能

包括线路信息浏览、车辆信息浏览、站点信息浏览。

1.6.3 运行信息查询子功能

包括所有车辆的定位信息、到站信息、离站信息、上传短信、下发调度信息、车载机连接信息。

1.6.4 安全告警信息查询子功能

报警模块中的报警类型及异常信息均可查询。

1.7 运维管理功能

运维管理模块包括基础信息管理、报站文件管理、日志管理、时钟服务等子功能。

1.7.1 基础信息管理子功能

包括公司、线路、车辆、站点、设备、监控点、司机、乘务员信息的新增、修改、删除。

上图为车辆信息。公司、线路、设备等信息待定。

1.7.2 报站文件管理子功能

包括报站文件制作和远程升级。

3.7.2.1 报站文件制作

报站文件制作工具可以实现 GPS 车载设备报站文件制作功能。主要功能包括站点信息配置、服务用语配置、公共信息配置等功能。

3.7.2.2 远程报站文件升级

（1）支持远程站点信息配置、服务用语配置、限速设置、修改 IP 地址等功能。（2）支持升级车载终端软件、升级报站文件等功能。

（3）支持除配置文件（不包括注册车号等）从辆车中导出后，通过系统远程升级直接下发给其他车辆。

1.7.3 日志管理子功能

包括系统操作日志、报警日志、设备状态日志。

（1）操作日志：按照时间、操作人员、操作类型进行查询。

（2）报警日志：可按报警时间、车牌号码、报警区域、报警类型、处置人员等条件进行查询。

（3）设备状态日志：前端采集设备、服务器状态。

1.7.4 时钟管理子功能

在平台建立统一 NTP 时钟服务，各服务器或前端设备应以统一平台的时钟源为基准。统一 NTP 时钟服务以省厅的时钟服务为时钟源。各级系统校时周期应以实际要求为准，但至少每 24 小时校时一次，并有容错功能以避免设备或网络问题造成的局部校时错误。

1.7.5 数据字典管理子功能

为维护系统提供所需要的数据字典，使用户可以方便地对诸如车身颜色、号牌类型、号牌颜色、监控方向等交通参数进行定义。要能够根据数据字典类型和字典项目进行新增、修改、删除、查询等操作。

1.7.6 其他信息模块

系统配置、监控客户端软件的自动升级操作、监控点信息下载。

1.8 用户管理功能

用户管理功能包括用户组分级管理，角色管理，权限管理。其中用户应分组为集团、营运公司、分公司、线路四级，每个用户对应不同的角色，角色对应相应的权限。提供人机界面，完成用户的注册、注销、编辑、删除、密码修改、密码重置，角色和权限配置等操作。根据用户角色分配操作权限，确保用户只能在授权的计算机上使用。

1.8.1 用户组管理子功能

用户组分为集团、营运公司、分公司、线路四级。该模块完成用户操作的基本功能。（1）注册

输入：所属单位、账户名称、账户姓名、账户级别、帐户类别、账户组别。检查：校验账户名称是否已注册，若已注册提示相应信息。输出：注册成功。说明：

a）注册成功后，随机生成的账户密码和操作密码均为六位随机密码（数字+字母）。b）操作密码为使用监控目标控制功能的密码。（2）注销

输入：选择查询回显结果信息项后的“注销”。检查：提示是否确定注销。

输出：注销成功，并回到原来的账户查询回显界面。（3）修改密码

输入：账户原密码、新密码（两次）；操作原密码、新密码（两次）。检查：校验输入的原密码是否正确；校验两次输入的新密码是否一致。输出：密码修改成功，并回到原来的账户查询回显界面。说明：账户使用者可修改自己的账户密码和操作密码。（4）密码重置

输入：选择查询回显结果信息项后的“密码重置”。

输出：密码重置成功，并回到原来的账户查询回显界面。说明： a）只有系统管理员和机构管理员具备该功能权限。

b）重置后的账户密码和操作密码均为六位随机密码（数字+字母）。

1.8.2 角色管理子功能

根据具体管理需要，自定义系统角色，为不同的角色分配不同权限，对于同一用户可以有不同角色。通过人机界面，方便新增角色、修改角色权限等操作。

1.8.3 权限管理子功能

智能公交车系统设计 篇3

【关键字】射频识别 计程计费 智能扣费 返充值

随着社会的不断向前推进，城市地域的逐渐扩大，城乡一体化的逐次深入，原有的公共交通收费系统不断暴露出新的问题，如一票制定价固定不变、乘客需要多次换乘才往返工作地点与居住地点，由于这种不便促进了私家车的兴起接着便进一步导致了交通的拥堵，形成一个恶性循环。这一切的根源在于公共交通行业，基于此原因公共交通行业的收费方式需要一个革命性的转变。智能公交计程收费系统就是基于此种原因给与的一个解决方案。

一、背景及意义

随着射频识别技术技术理论的不断成熟与发展，由于射频识别技术的安全保密，体积小巧和廉价，基于射频识别的各种产品已渗入各行各业，尤其在基于射频身份识别的门禁系统和基于射频技术的电子收费系统中广泛使用，射频收费方式以其快速、保密的优势已被大众所认同，在公交收费系统中逐渐取代传统的投票方式，然而目前公交收费标准是按人次一票制收费，由于大中型城市中的公交运行路线长，统一收费定价对乘客和公交公司都是一个难题。由于公交路线的有待完善，乘客需要多次转乘，采用按人次收费方式显然很不合理，不利于公共交通行业的发展。于是就需要一种全新的收费方式来减小城市发展对公共交通行业的影响，基于此种原因设计了本解决方案。

二、智能公交收费系统的现状

随着射频识别技术的推广，射频识别技术以其安全、不接触、快速、使用简单等特点在电子收费系统中风靡而开。射频收费方式已被大众所认可，成为一种文化。在公交收费系统中采用的非接触IC卡具有使用简单、快速的特点正在逐步取代传统的人工收费方式。

目前的公交收费系统虽然采用非接触IC卡，但是依旧采用原有的一票制按人次统一收费。仅仅是解决了收费人工收费慢的问题。在城市建设城区面积不断扩大，居住工作地点远，城乡一体化的影响下，部分公交路线运行路线被延长，部分公交路线调整给乘客、公交公司带来新的问题和不便。公交运行路线被延长后一方面增加了司机的工作负荷，容易疲劳驾驶，埋下安全隐患;另一方面运行成本的增加必定使得乘客和公交公司关于票价标准上产生矛盾。路线调整虽然可以增加公交路线的覆盖面积，但是无法解决乘客多次换乘票价高的问题。

由于在长途公交路线在票价问题上难于统一，分段式收费方式逐渐兴起，长途公交路线的部分路线已恢复用人工收费。有提出采用射频远距识别的，即采用远距离射频读写器或射频卡与无线绑定，上下车自动识别射频卡读写，与无线绑定需要供电源，体积也较大，使用不方便。同时远距射频无法定向，不能有效判别上下车状态站台乘客卡误操作，而且成本较高，难以推广。

三、智能公交计程收费系统

1.系统方案

智能公交计程收费系统硬件采用原使有的非接触IC卡和协议标准，因此无需换卡。对原有的刷卡收费系统进行升级，类比地铁收费方式，根据地面公交的特殊环境综合考虑提出本设计方案。与原有公交收费系统相比将刷卡机分为两处。一处车载，一处设在站台（站台可以复用）。站台所有读卡机均为充值机，每个站台都有自己唯一的一个地址编号。车载读卡机均为扣费机，内有这个条路线站点编号，每到一站车载读卡器通过无线接收来自站台的下一个编号，保证编号地址与所到站台同步。收费方式采用返充值方式实现计程收费。乘客在使用时在车载读卡机计算出本站到终点的站点个数按比例扣除全程价，写入余额同时将站点编号（乘车起始点）、本车收费标准（如不同路线站点间距不同，空调车与普通车收费也不同）一起写入乘客的IC卡内，由于通信速率可达106KBPS，对乘客而言瞬间即可完成。乘客下车后在站台读卡处刷卡查看本次乘车消费，在刷卡同时站台读卡器根据读到的乘车起始点、收费标准与本地时间、站点编号进行比较，将多扣金额返充值回乘客卡内，并显示给乘客。乘客转乘时在乘下辆车的时候刷卡两次，第一次刷卡时车载读卡机读卡后先清算上次乘车费用，语音进行提示后刷第二次卡完成本次乘车数据写入。实现让乘客多次转乘不多花冤枉钱，智能化计程收费使得收费更合理，更公平。

2.可行性分析

智能公交计程收费方式硬件电路与原有系统电路大致相同，射频卡内有8Kbit的数据存储空间，对于本设计方案数据存储完全够使用。工作原理相同，都是采用射频识别技术，此处不再赘述。本方案主要是解决软件扣费、返充值的问题。由于智能公交计程收费系统类比地铁收费系统，且在此基础上进行了完善，因此本方案也可以用于地铁收费系统。

3.与原有系统相比的优势

原有系统只是进行简单的读卡、扣费、写入余额、记录交易。扣费固定不可变，不能实现转乘。智能公交计程收费系统实现按程收费，智能扣费，智能返充值，操作简单。对乘客而言只需下车多刷一次卡，收费方式更加多样化，既保证了公交公司的运营收入，也给大部分乘客剩下了不少乘车费用，实现真正便民利民。

四、结束语

城市交通的拥堵原因表面在于私家车的用量居高不下，分析內在原因其源头在城市公共交通的不完善与公交系统的不合理，于是很多人选择乘坐地铁，地铁成本高，建设周期长。只要地上公交系统能更加的便民利民，多数人还是愿意改乘坐公交上下班，从源头上改善工作日公路的拥堵问题。因此智能公交计程收费系统具有极大意义，由于智能公交计程收费系统的使用需要改变原有的系统，普及推广还需要时间，但是智能公交计程收费系统在未来解决城市公交收费不合理，减少私家车上路，节能减排等问题上一定会大放异彩。

参考文献

[1] 游战清.无线射频识别技术（RFID）理论与应用.北京：电子工业出版社，2004 .

智能公交车系统设计 篇4

近几年, 公交司机驾驶过程突发疾病导致车祸、 乘客钱包及物品落在公交车的新闻时有发生, 这让我们了解到, 现有城市公交管理系统还存在一些问题, 亟待改进。据调查, 现阶段大部分城市采用的还是传统公交车系统, 仅有极少数城市应用了智能公共交通系统, 现有的智能公共交通系统主要完成了实时视频监控、车辆调度管理、超速报警等功能。有些城市采用的是智能公交站牌, 电子站牌用于显示公交车的运行方位, 功能单一。城市公交系统的功能还需进一步完善。

2基于物联网技术的智能公交车系统的功能改进

除了GPS定位、监控摄像头实时采集车内信息之外, 本文的智能公交车系统在现有的智能公交模式上添加更多功能。在硬件方面, 系统主要由以下部分组成:单片机、Zig Bee节点、摄像头、无线路由器、 GPS和传感器 (烟雾传感器、压力传感器、酒精浓度传感器) 。底层硬件可以实时采集车内信息传送到车载上位机和数据库, 实现车内监控、落物提醒、灾难报警、紧急状态一键爆破玻璃等功能。软件方面主要由车载客户端、远程服务器和网站组成。公交司机可以通过车载上位机查看车内各种参数是否正常, 紧急状态下可以根据现场情况作出应急处理措施, 当司机身体不适时还可以通过车载上位机向总部发起求助。除此之外, 公交车系统管理人员还可以登录网站控制中心实现公交车的实时监控和系统化的管理。

3关键技术

3.1物联网技术

物联网技术目前较为认可的定义为, 通过射频识别 (RFID) 、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备, 按约定的协议, 把物品与网络连接起来进行信息交换和通信, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网技术中的感知节点, 既能采集物体本身的有关信息, 也能探测、存储、处理乃至融合各种与物体相关的信息, 从而向物联网提供事物的连接性和各种关联信息。

3.2 Zig Bee通信协议

Zig Bee技术是一种基于IEEE8.2.15.4协议标准的短距离无线通信技术, 它具有低成本、低复杂度、低数据速率、低功耗和网络容量大等特点, 能够广泛应用于家庭网络、工业控制、医用设备控制、工业无线定位、汽车自动化等多个领域。Zig Bee技术能够支持多种网络拓扑结构, 具有强大的组网功能。 通过网络中的路由节点的接力方式传输, Zig Bee技术可组成高路由深度和大规模网络节点的自组织自愈合功能的无线通信网络, 系统工作时, 终端节点完成数据采集并传递给路由节点, 由路由节点进行数据处理并沿动态路由将数据转发到协调器节点, 最终协调器节点通过串口将数据汇总并发送到上位机。通过调用Zigbee协议完成网络管理层的设备初始化、初始网络、配置网络, 实现分布在公交车中的传感器节点的自组网络。

4系统总体设计

4.1系统设计思路

本文综合考虑乘客、司机两方面因素, 以及公交车人员的流动性大、天气路况的不确定性, 利用物联网技术设计了一套更为综合化及人性化的智能公交车系统。面向乘客, 系统具有车次查询、GPS定位、 落物提醒等功能;面向司机, 系统具有酒精浓度测试、一键求助、起火报警、紧急爆破玻璃等功能;面向公交公司, 系统具有不同车次位置状态反馈、驾驶员身体状态反馈等功能。系统主要由底层硬件、车载上位机及网站三部分组成。整个系统组成框图如图一所示。

4.2底层硬件设计

烟雾传感器、加速度传感器、重力感应传感器等各类传感器跟车载Zig Bee终端节点相连接, 实时采集此时车内的二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、车内烟雾浓度和座位上重力感应等数据。Zig Bee网络以节点中继方式传输数据。位于车头、车尾、车体前部后部的Zig Bee节点定时启动传感器采集车内环境因素, 并将采集到的数据传送到中继节点;中继节点又传输到传感主站;传感主站利用串口将数据传给传输分站, 并在车载上位机显示, 一旦检测到数据异常, 警报将响起, 同时传输分站以无线方式将数据打包传送到服务器。

4.3车载上位机设计

客户端主机即传输分站, 将传感主站节点接收到的动态数据 (公交车所在位置及各类数据信息, 包括各个节点采集到的环境因素信息) 通过有线串口发送到本地主机并将数据存储到本地主机的后台数据库中, 司机可以通过车载上位机实时查看。这些数据不但在上位机显示, 而且通过Http协议将获取的数据经由Wi Fi发送到远程数据库中。上位机工作界面如图二所示。

4.4网站设计

网站子系统的后台采用Java语言开发及SSH框架。S2SH在J2EE项目中表示了3种框架, 即Struts2+ Spring +Hibernate, 用于实现后台管理人员和公交车驾驶员的交互。网站可以显示车载上位机传回的数据和公交车内监控信息, 可供公交车管理人员进行查询。每辆车上的上位机联网登陆后, 可以在接收数据存入本地数据库的同时, 自动将数据传送到远程服务器, 存入数据库, 供管理人员查询。每个公交车拥有一个ID, 管理人员可以根据不同ID获悉每辆公交车的情况。网站界面如图三所示。

5系统性能测试

5.1网络性能测试

检测系统各方面是否正常, 包括烟雾传感器、加速度传感器、重力感应传感器等各类传感器, 检测到各方面反应正常后, 系统上电。Zig Bee协调器建立网络, 采集传感器信息的Zig Be终端节点搜索并加入网络。当传感器收到上位机发出的采集信息的命令时便开始采集数据, 数据实时更新, 传回上位机。

5.2车载上位机性能测试

公交车司机启动公交车之前需要先打开车载上位机, 检测此时车内情况, 确认车内各项指标一切正常后, 司机才能驾驶公交车。车内各项指标和现场情况是实时监控的。如果传感器指标异常, 发出报警声。以重力传感器为例, 一旦乘客将包落在座位, 将有落物提醒报警声响起, 提醒下车乘客查看自己所携带物品。通过调用软件的Web Browser可以打开服务器端的网页并在上位机上显示, 管理人员可以通过网页查看分析了解车内的相关数据, 及时排除险情。

5.3网站性能测试

各方面指标设计完成后, 将网站部署到服务器, 并进行登录测试。管理员登录成功后, 首先显示自己管辖的公交车列表, 点击公交车牌号, 便可以查看对应公交车上传的车内数据信息, 并显示其行驶位置和路线。通过传输回来的公交车运行状态信息, 可后台协助驾驶员驾驶公交车、排除隐患, 为乘客的人身和财产安全提供保障。

6结束语

本项目通过先进的物联网技术和数据库技术, 将底层传感器、Zig Bee节点、车载上位机、网站融合起来, 完成了公交车底层传感器采集数据, 车载上位机和网站接收数据, 从而完成公交车车况监控、驾驶员状态监测、落物提醒、应急处理等功能, 从而进一步完善了智能公交车系统的性能;增强了城市公交系统的安全性;实现自动化管理。同时, 通过本系统的使用, 不但降低了公交公司的运营成本, 而且为更好地普及智能公交系统提供了技术支持。

摘要：本文针对公交车系统现存的各种问题, 设计了智能公交车系统。它利用各类传感器、GPS定位技术、WiFi技术以及ZigBee技术形成了集乘客公交线路查询、公交司机监管、公交车状态监控与定位、应急处理于一体的统一管理机制, 真正实现公交车的人性化服务、系统化管理。

关键词：物联网技术,公交车,安全性,系统化管理

参考文献

[1]朱洪波, 杨龙祥, 于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报, 2010, (11) :2-9.

[2]曾小虎.Zig Bee路由实现与通信性能测试研究[D].广州:广东工业大学, 2012.

[3]张莉, 曾致远.Windows下网页信息实时监听程序的设计与实现[J].微计算机信息, 2005, 21 (03) :203-204.

智能公交车系统设计 篇5

一、前言

在一个城市的发展规划中，交通是摆在政府工作中的第一件大事，而公共交通的发展更是重中之重。因此搞好公共交通是利国利民的一件大事，正因为这一点，深圳市振通科技有限公司发挥在积累通信方面的经验与各个智能交通（ITS）公司一起来合作，共同推进了公共交通领域的产品的应用。

在城市公共交通里，最重要的建设主要在以下几个方面：

·停车场或枢纽的调度管理

·候车站牌建设

·车辆及人员监控

本系统的提出正是借鉴国际发展的最新趋势，结合中国的实际情况，在公司自主知识产权产品的基础上，提出了此套解决方案用来解决以上问题。

二、需求提出

本系统的提出主要是针对公交公司和乘车人的需求。在每个地区的公交总公司的总经理的心中总会存在着这样的需求：

公司的车辆这个时刻在什么位置，停车场里还有多少车，哪个线路最繁忙，如何把不繁忙线路的车辆或临时机动车投入到繁忙的线路去，公交中心希望对线路上正在运营的车辆发出一些信息（如：繁忙路段情况等），同时由于广告收入在公交收入中占很大比重，因此中心还希望能控制公交车辆的广告播放，公交公司也希望能有一些先进的方式解决考勤的问题，而目前只能通过人工或计算机打印出来的路单来解决，能否路单电子化？ 对于每个乘车的乘车人来说，他主要想知道：

我如何选择换最少辆车路程最短的公交线路，我要乘坐哪辆公交车，而离我最近的该路公交车预计多长时间到达？

本系统主要解决如上问题。

三、系统设计及功能介绍 系统的建设主要分为四部分：

·公交中心调度显示子系统

·停车场及枢纽调度管理子系统

·候车电子站牌子系统

·公交智能终端子系统 下面对各个子系统做简单介绍：

1．公交中心调度显示子系统主要功能有： 1）车辆动态显示

通过大屏幕和电子地图方式动态显示任何一量公交车辆所处的位置，以便给调度人员及各级指挥人员提供直观判断信息。2）重要通知下发

通过系统，可方便地有选择地针对所有公交车辆或部分公交车辆下发一些重要通知。3）广告播放调度

通过中心广告调度，可随时对所有公交车辆或部分公交车辆的电子广告进行调度控制，以达到广告投放的最大效果，同时获取最大收益。4）核心调度管理

可随时对所有公交车辆进行调度，随时增加或减少线路车辆，以达到车辆使用的合理化。

2．停车场及枢纽调度管理子系统主要功能：

1）自动识别进出场区的车辆信息，包括车牌号码，线路，到站时间等； 2）自动识别车辆上乘务人员信息，包括司机信息，售票员信息等；

3）对进入车场的车辆预先发出发车指令，使司机进入到车场已基本知道自己的发车时间； 4）可随时调度车辆的发车线路，如假如1路公交车线路由于堵车车辆已全部发出，而处于同一车场的2路车还有空闲车辆，调度系统可发出指令让一些2路车更改成1路车投入使用，这样可大大加强公交车辆的使用效率；

5）系统自动记录车辆的到站时间，发车时间和乘务人员信息，这样可方便精确地形成考核信息，并且是权威信息；

6）可为进出的每一辆车分配停车位置，如车道或停车位等； 3．候车电子站牌子系统 1）到站预告：

电子站牌通过LED方便地显示离本站最近的公交车辆的预计到达时间或距离，来告知候车人。2）电子站牌：

通过LED方式显示线路停靠站。

3）接收中心发出的信息并显示。由于中心的信息来源是最多的，中心可随时向电子站

牌推送信息，如堵车信息等等，使候车人时时刻刻感受到公交公司的周到服务。4）也可在间隙时间插播广告。4．公交智能终端子系统主要功能：

1）可方便地通过IC卡或键盘方式，把乘务人员信息输入到公交智能终端； 2）可随时通过加密方式把车辆及乘务人员信息发送到车场或中心； 3）可随时接收中心或调度系统发出的信息，并通过LCD显示屏显示；

4）可通过串口方便地提供一个高速数据传输通道，为其他系统的数据传输提供方便，如一卡通数据的无线采集等；

5）可通过串口控制线路显示，广告系统控制等；

四、系统特点 系统的主要优点在于：

1）全面实现了公交公司、乘务人员、乘客之间的信息采集，信息发送，和信息共享；

2）通过这些服务可大大提升公交公司在市民中的地位，使城市的公共交通管理迈上新的台阶；

3）可大大提高公交公司的车辆的运营效率；

4）通过广告的随时随地的控制播放，可增加公交公司的收入；

5）本系统采用的无线技术（无线数传电台）通讯；

6）本系统均采用无线技术，因此不需布线工程，市政施工简单易行；

7）本系统车辆与车场或站牌之间（微功率无线数传电台）通信，而车场或站牌与中心之间通信采用大功率电台或GPRS，这样可大大节约成本支出；

8）系统通过对公交乘务人员的管理，可把考勤，调度，奖励结合在一起，提高公交系统的透明度；

9）如城市交通已经上“交通一卡通”工程的，还可通过本系统方便地进行无线数据采集； 深圳市振通科技有限公司是专业从事无线数传模块、GPRS通信模块开发、生产、销售的厂家，目前产品广泛应用于各种无线遥测、遥控系统中，解决了客户系统数据传输的难题目。无线通信产品，解决问题更方便！联系我们，总会有合适的方案及产品来满足你对无线通信产品的要求。

在本方案的描述中，我公司主要是提供了无线通信的应用方案及产品，客户采用了ZT-TR43系列的微功率无线数传模块来作为数据的传输设备。ZT-TR43系列微功率无线数传模块技术特点：

* 传输稳定、可靠性高、性能优良：基于FSK调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰能力，在视距情况下，天线位置>3米，可靠传输离距约800m(BER=10-6/1200Bit/S)；

* 低功耗：正常待机：14mA，发射：50mA，休眠耗10μA，采用电池供电方式无需经常更换电池；

* 体积小、重量轻，安装使用方便：无线模块可根据情况嵌入客户各个设备内；

* 低成本：采用这种无线模块的方式成本非常低；

* 微功率发射，具有收发状态指示：发射功率为10mW，通过LED来显示收发状态，方便观察模块的工作情况；

* 频率在ISM频段，无需申请频点，载波频率433MHz（特殊订货也可提供315/915MHz的载波频率）；

* 透明的数据传输接口：客户无须针对无线数传模块作任何开发的工作；

* 内置看门狗，实时监控，杜绝无线模块死机的现象；

* 多信道：标准配置提供4个信道（特殊订货，可有8或16信道），满足用户多种通信组合方式；

* 三种接口方式：标准的RS-232/TTL/RS-485接口（三选一）；

* 智能数据控制：模块能够自动完成收、发转换、控制等，无需客户做特定的控制；

* 高可靠性、体积小、重量轻。

智能公交车系统设计 篇6

关键词：智慧城市；“互联网+”；智能公交站点

中图分类号：[J59] 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）06-0026-01

一、背景

城市公共交通是城市的基础设施，是城市交通的重要一环，是有效缓解城市道路拥堵的有效方式之一。这样以来，公交站点就成为民众短暂集聚的一个小型公共场所。然而传统的公交站点服务功能单一，外观平庸，缺乏设计感。怎么样利用这个平台为民众提供更加方便高效的服务，怎样把“互联网+”运用到公交站点中，打造一个智能化的美观华的公交站点，怎样更好的推动中国“智慧城市”的建设就成为我们亟待解决的问题。

“智慧城市”理念提出以后，有部分设计师开始进行该方向的研究，也有个别发达城市试验性的在推进该项目的发展，如：重庆，专门建造喷水雾公交车站台为等车的乘客降温；广州，驻村站站台下方有即将到达本站的车次和距离本站的站数，让等车的乘客一目了然。但是进度较缓慢，成果不够明显，没有真正实现公交站点的智能化。

二、智能公交应具备的特征

1.功能属性。（1）“互联网+‘公交站点’”，以互联网为依托的智能公交站点，将会给广大市民提供更加便捷的服务，例如：①公交智能报站：乘客在等车的时候不用在焦急中度过，站牌显示屏会显示出来下趟班车所在整个公交路线中所在的位置以及剩余公交站数，让乘客心中有数，合理选择公交路线。这样既可以避免某一路公交车乘客过多拥挤，也可以节省乘客的宝贵时间，对于城市道路交通拥挤也起到了一定的缓解作用。②WIFI全覆盖。在当今社会互联网已经深入我们生活的方方面面，也给我们的生活、学习、工作提供了极大的方便。在许多发达国家已经实现了城市wifi的全面覆盖，国内的一些大城市也在这方面做出了一些尝试和努力，例如在大型商场、学校、医院等公共场所提供免费wifi，但是这样的公共场所在整个城市中的覆盖是点式的，对于实现城市wifi全覆蓋还是远远不够的。公交站在城市中是以点到面的网状式分布，如果可以利用公交站点，在公交站装载无线信号发射装置，这样就可以很好的解决城市wifi全覆盖的问题。对于推动互联网+的快速发展也有重大意义。③智能导航。对周边路况不太熟悉的乘客、或者外来的游客通过导航界面可以轻松搜到想去的酒店、餐厅……等等（2）便民资源的综合体。公交站点设置一些人性化的便民设施，例如：USB应急插口，乘客在手机等电子设备没电的情况下可以进行应急充电，这样就解决了在外出行手机没电、通讯中断等普遍问题。为了防止造成不必要的资源浪费，在充电端口可设置自助投币进行充电。（3）智能报警系统。城市交通安全问题和城市治安是城市管理中的重中之重。公交站点在城市中由点到面的网状分布，可形成对整个城市中不法行为的良好监控，如果出行市民遇到突发情况可及时报警或求救。每个公交站点都会和周边的派出所形成一张无形的网，并由公交站点所属辖区的社区派出所进行联网监控。（4）新能源。新能源利用这个话题已经不再新鲜，我们的日常生活中也随处可见。对于新能源的利用也应该成为智慧城市背景下智能公交站点设计的一大特色。在智能公交的外立面采用电池板，即可以让智能公交站拥有现代化的外观，同时也实现了自身所需能源的自给自足，复合绿色，环保，高效的时代要求。

2.形式美感。传统公交站牌在设计上显然是把功能放在了首位，而忽略了其形式美感，然而好的产品设计应该注重形式与功能的统一。而在新时代下，传统公交站牌单一古板的外观显然不能满足人们的审美需求。另外，公交站作为乘客临时交通站和服务站在城市中随处可见，其数量和体积在城市道路的基础设施中占有庞大的比重。因此，城市智能公交站的外观设计、形式美感直接影响着整个城市的形象建设。“智慧城市”背景下的城市智能公交站点在外观设计设计上应该跟上时代的步伐，摒弃传统公交站点古板，冰冷的形态，加入时代特征，兼具人文情怀，并与周围环境相融合，改变原本古板，单一的公交站点原貌，给人一种城市景观雕塑的视觉感受。让原本枯燥无味的公交站变的有生气，可以很好的吸引乘客来乘坐公交车，同时缓解乘客等车时的焦急心态。

三、智能公交站点的优势

智能、高效、可靠的智能公共站点的推广与普及，将减缓交通拥堵、减少车辆污染物排放、降低能耗、保护环境、节省自然资源、节约居民出行时间、保护公众健康、刺激经济发展、降低对原油的依赖、促进社会平等、维护城市和谐、加强社区凝聚力。这不仅符合国家节能减排的相关政策，也为城市公共交通的可持续发展提供新的发展路径。

城市公共交通的优先发展，不仅是缓解城市交通拥堵的有效措施，也是改善城市人居环境，促进城市可持续发展的必然要求。智能化公交站点的推广除了其具备传统公交系统的优点之外，更可以为公交乘客提供多样化基础服务，在提升乘客出行舒适感的同时也对城市周边的美化，治安的维护提供帮助。

四、结语

随着社会的快速发展，新型城市、智慧城市是社会发展的一个必然趋势，城市公共交通是城市的基础设施，是城市交通的重要一环。在这样一个大背景下，城市建设的配套基础设施必定要进行升级改造，形式陈旧、功能单一的传统公交站点也必将被淘汰。实现城市公共基础设计的现代化、人性化、智能化，这样才能更好的顺应时代发展趋势，推动“互联网+”计划的进行和智慧城市的发展进程，进而更好的为社会服务。因此，智能公交站点在 未来的发展中毕将成为一种潮流、趋势。

参考文献：

[1]张辉宜，陶勇.智能公交系统的设计与实现[J].中国仪器仪表，2007（10）.

[2]龙安国.基于GPS/GPRS 的智能公交系统的设计与实现[J].通信技术， 2009.

[3]徐杨，胡鹏，鲁宏伟.智能公交电子站牌的设计与实现[J].计算机与数字程，2007（6）.

智能公交检测系统设计研究 篇7

关键词：综合检测,客流信息,动态门限

目前, 公交客流信息的采集方式主要为人工抽样技术或利用IC卡信息统计客流技术、踏板压力垫子检测以及主动式红外、被动式红外的自动客流信息采集系统。但是, 传统的人工调查方式不仅花费大, 而且难以保证数据的质量。 IC卡统计技术虽然提取技术简单、成熟, 但是仅限于对使用IC卡的乘客进行统计。 典型的踏板压力垫子检测系统、红外检测系统在单一传感器的信息采集中获得数据的准确率往往只有40%~60%。 本文从实际情况出发, 综合考虑影响客流信息采集误差的因素, 提出了一种基于多种传感器综合检测的客流信息采集系统。 本系统采用以主动式红外传感器为主, 红外热释电传感器和压力踏板传感器为辅的传感器综合检测思路, 进行系统设计。 研究了主动式红外传感器的误差来源, 提出了相应的误差修正算法。 上位机端采用B/S模式的web设计方式, 为修正后的客流数据的各种分析显示提供了友好的人机交互界面。

1 系统框架

目前, 公交客流信息的采集方式多采用人工抽样技术以及凭借公交司机的多年经验, 但是这其中都有很大的人为因素, 难以保证客流信息的准确性。 随着嵌入式技术和计算机技术的发展, 数据采集及处理越来越智能化, 简易化, 准确化。利用嵌入式技术及计算机技术能够很好的实现数据的采集和分析处理, 从而得到较为准确的客流信息, 进而为城市公共交通系统的发展提供有利可靠的保证。在传统的单一传感器检测系统中, 客流信息数据的准确性较低, 各个传感器的特有优势难以综合体现。 主动式红外传感器检测方式采用自身光源, 不易受外界环境温度、光线的影响, 在单个乘客依次上下车的情况下能够获得相对较高的精度, 但随着客流量增大、乘客上下车次序较为混乱时, 检测精度也会随之降低。 压力踏板传感器在乘客上下车次序较为混乱的情况下, 能够较为准确的实现客流数据的采集, 但是系统部件易坏。红外热释电传感器作为被动式红外传感器能够很好的区分人和其他物品, 从而降低检测的误判率, 提高检测的准确性。主动式红外传感器采取单门双管策略, 通过在公交车辆的前门和后门分别部署等高、适宜间距的高定向红外发射管和接收管, 实现乘客上下车方向的准确判定、以及乘客人数的初步判定。

2 系统设计与实现

2.1 硬件实现

由于公交车前门和后门的硬件部署是一致的, 以前门为例说明硬件方面的构建思路。 首先在前门的左边一侧高度为1.4m的位置安放两个高定向红外发射管, 在右边一侧的相同高度处安放两个红外接收管, 构成两对红外发射接收检测系统。经实验研究, 同一侧的红外发射管之间间距为10cm为宜。 同时在车门处的台阶上安放压力传感器, 在车门处的顶部安放红外热释电传感器。 下位机采用STC12C5A60S2MCU进行传感器的控制和数据的处理、存储和发送。 MCU通过两个外部中断分别和两个红外接收管相连, 通过I/O端口和BISS0001 芯片输出端相连。 压力传感器通过A/D输入端与MCU进行相连从而将模拟量转换成数据量。 当红外热释电传感器输出有效时 ( 检测判决为人时) , MCU的数据处理方法如下。 MCU对时间片内的平均压力数据设定一定的门限值, 当压力数据值小于设定的门限时, MCU不考虑压力数据, 乘客上下车人数判决为1。 当压力数据值大于设定的门限时, MCU考虑压力数据, 乘客上下车人数判决为多人 ( 根据公交车车门宽度实际情况一般为2 人) 。综上所知, 压力门限的设定对于判决的准确度至关重要。 对于压力门限的值的选取, 主要是采用模型训练的方法从而获取初始经验值, 设为tho。

假设拥挤程度是高斯分布的, 则可以通过调整当前的压力门限值调整拥挤程度, 从而通过控制拥挤程度的分布, 提高判决数据的准确度。 压力门限的动态选取算法如下。 第n次压力门限的取值, 由前m次 ( m为偶数) 的判决结果和前m次压力数据的平均值与第n-1 次的压力门限的差值决定。 每一次的判决结果用di表示。 前m次的判决结果决定当前的拥挤程度, 用Cn表示。 Cn由下式给出:

其中di为判决结果为1 的数据, 0<Cn<1。 当Cn<1/2 时, 当前门限值thc由下式给出:

式中β为调整因子, 为单位阶跃函数, 代表当前拥挤程度的可靠性。

当Cn>1/2 时, 当前门限值thc由下式给出:

式中β为调整因子, 为单位阶跃函数, 代表当前拥挤程度的可靠性。当然门限值有一个取值区间[a, b], 如果调整后门限值超出取值区间, 则保留上次的门限值。

2.2 软件实现

C++程序主要负责对接收的实时客流信息进行存储, 通过HTTP协议上传至内网web服务器端, 由PHP程序进行对数据的分析处理工作。主要功能有数据接收、数据存储、数据传输、数据处理分析、结果展示等五个部分。 主要实现的功能如下:通过串口通信将数据传送到pc端, 存储后上传至web服务器, 将数据分类分时处理, 调用PHPGD库, 生成各类数据分析图形, 通过大量训练实验, 得到数据的预处理算法, 得到预设压力门限值, 最后将数据发布在网上显示, 面向管理人员和乘车用户。

3 实验数据分析及结果

首先, 通过对大量不同特征 ( 身高和体重) 的乘客进行实验, 获取最优的初始压力门限值。然后, 针对不同的乘客上下车情况, 分成乘客单人上下车、双人同时上下车和双人交叉上下车各10 组, 每组采集20次数据, 获得计数的数据以及误差统计图。

从图1 的数据和误差图可知, 本系统在单人上下车等乘客次序较好的情况下, 误差在10%左右, 能够很好的检测到客流信息。从图2 和图3 的数据和误差图可知, 本系统在双人同时上下车和双人交叉上下车时, 误差控制在20%左右, 也能够较好的实现客流信息的检测。

分析实验, 可知误差基本上源于两处, 第一红外传感器产生的漏计误差和计数错误误差;第二压力传感器的判决误差。 当乘客上下车时间低于红外光线发射周期时, 乘客不能正常的遮蔽红外光线从而导致漏计。 当有多人同时上下车, 彼此间互相遮挡红外光线也会引起计数错误。

4 结语

本文设计研究了一种新型的综合性客流信息检测系统, 通过相应的算法实现了客流信息检测准确度的提高。 从传统的40%-60%的准确度提高到了80%左右。 虽然进一步的提高了检测的准确度, 但当乘客上下车次序很混乱的时候, 还是存在较大的检测误差, 还需要进一步的改进或寻找更有效的算法实现检测准确度的进一步提高。

参考文献

[1]胡金星, 刘允才.公交信息智能化管理系统框架及关键技术研究[J].交通运输系统工程与信息, 2005, 4 (6) :14-17.

[2]王建军.红外光电开关在人流量记录中的应用[J].电脑编程技巧与维护, 2008 (2) :75-76.

智能公交车系统设计 篇8

现行的城市交通监控调度系统主要依赖于预先部署的基础设施, 在多数情况下, 只能对区域内的行驶车辆进行少量的信息交互, 存在感知信息不足, 交通数据收集方式落后, 应急处置能力不足等弊端。

ZigBee技术具有统一的技术标准, 它以IEEE802.15.4无线技术为标准, 可用于搭载公交车通信网络, 与传统基础设施网络比较, ZigBee技术有两个主要优势:首先, 成本低廉、容易部署。其次, ZigBee技术可以实现自组网, 不仅能够将车辆内部的设备纳入同一ZigBee网络, 也能与另一车辆的自组织网络进行通信, 还可以与外部其他网络进行通信, 从而实现公交系统之间的通信。

1 ZigBee技术优势

ZigBee是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术, 它以IEEE802.15.4技术标准为基础, IEEE802.15.4仅规范了MAC层和物理层协议, ZigBee联盟在此基础上对其网络协议和API进行了标准化。

ZigBee工作在2.4GHz的工业科学医疗 (ISM) 频段, 目前工作在这个频段的还有蓝牙、无线局域网Wi-Fi, 无线USB, 还有无绳电话和微波炉等。IEEE802.15.4物理层在碰撞避免机制中提供空闲信道评估的能力, 即如果信道被其他设备占用, 允许传输退出而不必考虑采用的通信协议, 来保证ZigBee和其他无线技术标准的共存。

ZigBee在2.4GHz频段分为16个信道, 传输速率为10K字节/秒到250K字节/秒, 接入方式采用载波侦听多点接入/避免碰撞 (CSMA/CA) 机制, 有效的减少传输帧之间的冲突, MAC层采用了自动请求重传 (ARQ) 和帧缓存两种策略, 发送方在接受到确认后才发送下一帧, 满足公交通信的要求, 并确保公交通信的可靠。

ZigBee的响应速度较快, 一般从睡眠转入工作状态只需15ms, 节点连接进入网络只需30ms, 进一步节省了电能。能够满足智能公交通信的需求。

ZigBee提供了基于循环冗余校验 (CRC) 的数据包完整性检查功能, 提供了三级安全模式, 包括无安全设定、使用接入控制清单 (A-CL) 防止非法获取数据以及采用高级加密标准 (AES128) 的对称密码, 以灵活确定其安全属性, 能够保证智能公交通信的安全。一个Zig Bee网状网络可容纳65500个节点, 并且设备能耗极低, 发射输出为0~3.6dBm。

因此, ZigBee在公交通信中的优势还体现在可以容纳的网络节点多、系统开销小和能耗低等方面。

2 智能公交通信系统方案设计

基于ZigBee的智能公交通信系统的设计主要分为:一是公交车之间的通信;二是公交车与路边基站之间的通信。其中, 公交车的通信采用网状拓扑, 而公交车与路边基站之间的通信采用星形拓扑。

本文设计的系统架构图如图1所示, 车载节点作为ZigBee网络中的移动节点, 分布在整条公交线路上, 固定节点主要分布在公交车站上, 当两个公交车站之间距离过长时, 在公交车站之间的路边设施增加一定数量的固定节点, 所安置的固定节点和车载终端节点能够自动地组成一个ZigBee通信网络, 该网络实际上就是一个定位和信息传输网络, 各个网络节点协作感知和采集网络覆盖范围中被感知交通对象的状态信息, 结合无线自组网技术实现区域内传感节点的短程通信, 从而实现对线路车辆动态位置、车辆运行速度、载客数量以及是否按时发车等的实时感知。

该系统不仅支持公交车之间的通信, 有效保障公交车的安全行驶, 同时, 该区域内的公交车还可以通过路边固定接入点进行数据通信, 借助于路边固定接入点的远程通信能力, 利用有线或无线技术将数据传回后台, 在后台根据实际需要结合相关的数据处理技术将接收到的数据进行处理, 并将反馈信息回传给终端节点, 实现与监控和管理中心的实时、可靠的信息交互。

3 节点设计

3.1 Zig Bee车载终端节点设计

ZigBee公交车移动传感节点的功能是通过相应的传感器采集需要的数据, 将数据发送到自组织网络中的其他公交车和固定节点, 同时又将接收到其他网络的数据进行分析并显示。

ZigBee公交车移动传感节点主要由传感器模块、MCU模块、ZigBee收发模块、存储器模块、显示模块和电源管理模块组成, 如图2所示:

3.2 Zig Bee固定节点设计

ZigBee固定节点是路由节点, 可以提供自身地理位置信息, 接收各公交车终端节点传输的数据, 并广播这些数据到网络内的其他公交车节点。同时, 可采用ZigBee接力传输或其他通信方式, 实现数据的远程通信。

ZigBee固定节点由MCU模块、ZigBee收发模块、存储器模块、电源管理模块、远程通信模块和GPS定位模块组成。如图3所示:

4 结束语

本文从低功耗、低成本的角度提供了一种基于ZigBee的智能公交通信系统设计的方案。该系统可以实现对公交车运行状态的实时监控, 为公交车的调度和人们的出行提供方便。该方案组网简单、成本低且网络扩张容易, 具有很好的实用性。

参考文献

[1]Zig Bee Alliance.Zig Bee Specification Version 1.0[M].ZigBee Standards Organization, 2004.

[2]杜丽敏, 郭文成.ZigBee技术在远程抄表系统中的应用[J].单片机与嵌入式系统应用, 2006.

[3]俞波, 须成忠等.车载物联网技术探讨[EB/OL].中国电子商务研究中心, 2011.

[4]詹杰, 石伟.基于ZigBee的智能公交通信网络的设计[J].现代电子技术, 2007.

智能公交车系统设计 篇9

1基于RFID的城市智能公交系统的结构

RFID ( Radio Frequency Identification) 即无线射频识别技术,是一种非接触式的自动识别技术。与其他自动识别技术相比,RFID具有多目标识别、识别距离远、移动识别、 非接触识别、动态实时通信、应用安全稳定等优点。

根据RFID技术的特点,城市智能公交系统在体系结构上自底向上分为5层,即标签层、基站层、数据层、支撑层和应用层。其中标签层、基站层、数据层和应用层4层通过无线通信网络相互联系,支撑层主要是为数据层到应用层提供技术支撑。其结构如图1所示。

2智能公交系统典型应用流程设计

( 1) 智能场站管理。在公交场站出入口安装固定式读写器,用于读取公交车辆进出场站的状况。当装有电子标签的公交车辆进出场站时,读写器将读取并记录公交车辆的电子标签信息,并通过无线传输发送至后台服务器。后台服务器对采集到的车辆信息进行存储和处理,自动识别公交车辆合法身份,统一进行公交场站车辆管理,并限制其他车辆的驶入。智能公交场站管理实现了公交车辆的不停车自动身份识别和智能化车辆管理。

( 2) 智能公交调度。智能公交调度通过设置于城市道路主要节点的固定式读写器,读取在道路上运行的公交车辆位置、客流量等信息,并通过无线网络传输到通信服务器。 通信服务器对信息进行存储,并传输给数据处理服务器,信息加工处理后,将分析结果传输到数据库服务器。系统运营服务器从数据库服务器获取与公交车辆运行管理相关的所有实时信息,实现调度管理中心对公交运行车辆监控的目的, 经过车载设备信息发布服务器与通信服务器,向公交企业或驾驶人发送调度指令。具体流程如图3所示。

( 3) 公交信号优先控制。在距离交叉口100 ~ 300m范围内或者公交站点附近布置读写设备,安装有电子标签的公交车辆经过时,电子标签相关信息会被读取,通过近距离无线通信终端将申请信号接入信号机,判断是否给予公交车优先通行权,或者信号机再通过数据传输网络连接至后台交通信号控制中心,实现干道公交信号优先协调控制或者网络公交信号优先协调控制。此外交通信号控制中心还将与公交调度中心连接,及时交换车辆定位及调度计划、配时信息等 ( 见图4) 。

( 4) 公交信息服务。公交信息服务子系统通过布设在主要道路上识别设备读取公交车辆及从业人员的相关信息,并通过无线网络实时传输到后台数据中心。一方面数据中心为公交调度提供数据支持,公交调度中心将最新的公交行车计划等信息反馈至数据中心; 另一方面数据中心将最新的公交信息传输至公交信息服务中心,通过电子站牌、手机软件、 服务网站、交通广播等方式将实时交通信息传递给公众 ( 见图5) 。

3结论

本文在分析RFID技术特点的基础上,提出基于RFID的城市智能公交系统的结构,并设计了系统典型应用流程, 为公共交通管理系统的智能化、信息化建设提供指导,在提高公共交通管理效率的同时,提升公共交通服务水平,促进公共交通发展。下一步有待继续研究RFID技术在城市交通管理领域更多方向的应用。

摘要：近年来,受道路空间资源和机动车辆持续增长限制,城市公共交通发展遭遇瓶颈,构建智能化、信息化公共交通系统,可有效提高公共交通运输效率,成为促进公共交通发展的有效手段。本文基于RFID技术的优势,结合公交车辆的运行特点和典型应用,设计了城市智能公交系统的结构及典型应用流程,构建了集多应用于一体的城市智能公交系统。

智能公交车系统设计 篇10

1 系统硬件电路设计

该系统框图设计如图1所示。采用单片机AT89C51作为自动报站的检测和驱动控制核心;单片机与专用的语音处理芯片ISD2560设计实现语音存储与回放,实现语音的分段录取、组合回放,语音信号抗干扰能力强,存储方便,调试简单;以LCD液晶显示屏进行站台名显示。

1.1 语音模块

数码语音芯片选用的是ISD2500系列单片语音录放集成电路ISD2560,它是美国Winbond公司产品,具有抗断电、音质好,使用方便,无须专用的开发系统等优点[3,4,5]。这是一种永久记忆型语音录放电路,录音时间为60s,可重复录放10万次。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术,省去了A/D、D/A转换器。每个采样值直接存储在片内单个EEPROM单元中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。ISD2560集成度较高,内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采样时钟、滤波器、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解码器和480K字节的E2PROM等。ISD2560控制电平与TTL电平兼容,接口简单,使用方便。

ISD2560与单片机AT89C51的接口电路以及外围电路如图2所示[6]。单片机的P1口、P3.4和P3.5分别与ISD2560的地址线相连,用以设置语音段的起始地址。P3.0~P3.3用以控制录放音状态。在该系统电路中,SP+,SP-本可以直接接上扬声器,由于驱动功率比较小,所以可在1SD2560芯片口和扬声器之间接上低频功率放大芯片LM386,这样就可以满足公交车上音量较大的需求,符合实际情景。

1.2 液晶模块

显示部分采用图形液晶模块M12864-7A7,能显示汉字、图形和字符,并可换页显示。具有现实信息量大、直观等特点。该模块使用两个KS0108B作为列驱动器,使用一个KS0107B作为行驱动器。KS0107B不与单片机联系,只要提供电源就能产生行驱动信号和各种同步信号。

液晶与单片机的接口电路如图3所示[7],数据输入端DB0~DB7与单片机的P0口相接,CS1和CS2端为左右半屏的选择,FL-E为液晶屏开关控制口,数据口加电阻是为了防止热插拔时烧毁单片机。

1.3 按键模块

报站系统的人机接口采用独立式按键,其接口电路如图4所示[8]。系统设有7个功能键,分别为:K1、K2分别为起始站、终点站报站键,分别进行起点站欢迎词和终点站欢送词介绍;K3、K4为上一站、下一站报站键,进行相应站台的提示信息;K5为服务用语键,比如“车辆起步,请乘客拉好扶手,请为老弱病残让座”等务用语;K6为重复键,按下此键,将重复前一按键的播报内容;K7为录音键供为ISD25660录音时使用。系统还设有一个红色的发光二极管,发光时表示公交车运行在上行方向,否则为下行方向。

2 系统软件设计

系统的主流程见图5所示。上电后分别对语音芯片和液晶显示器进行初始化;接下来进行按键扫描,当录音键按下时,调用录音子程序开始录音,录入公交站名结束后返回。若是其他键按下,则需既要站台播报[9]又要在LCD上站名显示[10],基本实现公交报站功能。

3 结束语

本设计的公交车自动报站系统通过模拟仿真,实现了智能语音报站和液晶显示的功能,实验运行效果良好。ISD2560语音芯片采样多电平直接模拟量存储专利技术,能够非常自然地再现声音;液晶模块进行站台名称汉字的显示,具有直观性,在车辆内部乘客拥挤嘈杂的环境下可避免因错过单一的语音播报而错过站台的情况。通过细微的改动,本设计还可应用到工业测量控制、水利监测、智能电话系统、公安报警系统、计价器、空调机、银行报号系统、公路收费系统、铁路指挥系统等各种产品系统中。

摘要：采用单片机AT89C51作控制核心,语音芯片ISD2560实现语音的存储和回放,LCD进行汉字显示,设计了公交车智能报站系统。实现了公交车站台语音播报和液晶显示双重功能。

关键词：公交车报站系统,AT89C51,ISD2560,LCD

参考文献

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