為了實(shí)現(xiàn)公交系統(tǒng)的智能信息化建設(shè)目標(biāo)，本文設(shè)計了一套公交車到站自動預(yù)報系統(tǒng)，主要目的在于方便乘客在等待公交車時能直觀地看到所要乘坐的公交車的行駛位置，讓乘客能夠更加合理地安排自己的乘車計劃。此前，眾多學(xué)者已經(jīng)對公交車到站自動預(yù)報系統(tǒng)進(jìn)行了廣泛研究，并提出了多種方案，如參考文獻(xiàn)提出利用 GPS定位信息實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)檢測，利用GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)站臺數(shù)據(jù)分發(fā);參考文獻(xiàn)提出利用GPS定位信息實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)檢測，利用ZigBee實(shí)現(xiàn)站臺數(shù)據(jù)分發(fā);參考文獻(xiàn)提出利用RFID卡實(shí)現(xiàn)車輛檢測，利用GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)站臺數(shù)據(jù)分發(fā);參考文獻(xiàn)提出利用GPS定位信息實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)檢測，利用交通通信專網(wǎng)(iDEN)實(shí)現(xiàn)站臺數(shù)據(jù)分發(fā);參考文獻(xiàn)提出利用近距離無線數(shù)傳模塊實(shí)現(xiàn)車輛檢測，利用遠(yuǎn)距離無線數(shù)傳模塊實(shí)現(xiàn)站臺數(shù)據(jù)分發(fā)。

        雖然上述方案均是可行的，但是，它們具有一定的局限性。參考文獻(xiàn)采用GPS實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)檢測的局限性在于：價格昂貴;在城市環(huán)境中GPS信號易受建筑物、樹木、隧道遮擋，從而導(dǎo)致某些區(qū)域無法定位;需要在車內(nèi)走線，在車頂安裝調(diào)試，安裝困難;當(dāng)站點(diǎn)或運(yùn)行線路發(fā)生變化時，須重新采集站點(diǎn)坐標(biāo)，過程繁瑣，通用性差。參考文獻(xiàn)采用GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)站臺數(shù)據(jù)分發(fā)的局限性在于：該系統(tǒng)是一套集中式處理系統(tǒng)，當(dāng)處理中心發(fā)生故障時，一條或多條線路均將無法正常工作，影響面大，站點(diǎn)正常工作時間急劇下降。參考文獻(xiàn)采用近距離無線數(shù)傳模塊實(shí)現(xiàn)車輛檢測的局限性在于：與ZigBee模塊相比，無線數(shù)傳模塊的成本更高、功耗更大、體積更大、時延更長、可靠性更低、安全性更差?；谏鲜鲈恚疚慕o出了公交車到站自動預(yù)報系統(tǒng)總體設(shè)計方案，并對系統(tǒng)的組成及工作原理進(jìn)行了闡述，特別著重闡述了系統(tǒng)軟件流程及設(shè)計。最后，通過現(xiàn)場安裝、調(diào)試、使用證明了該系統(tǒng)具有良好的工作性能和可靠性。

       系統(tǒng)總體設(shè)計其中，車載模塊安裝在公交車上，負(fù)責(zé)把公交車位置信息發(fā)送給站臺模塊;站臺模塊安裝在站牌處，負(fù)責(zé)接收、處理、顯示公交車位置信息，同時把該信息發(fā)送給下一站臺，實(shí)現(xiàn)信息的接力傳遞;中繼模塊安裝在兩站臺間合適位置，負(fù)責(zé)通信中繼，用于保障站臺間隔超出通信距離時的正常通信。公交車到站自動預(yù)報系統(tǒng)具體包括控制模塊、ZigBee模塊、控制面板、狀態(tài)指示燈、無線數(shù)傳模塊。其中，電源模塊的作用是把車載電瓶12 V直流電(車載模塊)或220 V交流電(站臺模塊/中繼模塊)變換成5 V直流電，以便給控制模塊(車載模塊)和無線數(shù)傳模塊(站臺模塊/中繼模塊)供電;控制模塊的作用是收發(fā)串口數(shù)據(jù)，控制LED燈亮滅，接收控制面板按鍵指令;ZigBee模塊的作用是實(shí)現(xiàn)公交車與站臺間無線通信;控制面板的作用是控制車載模塊上電、重啟和斷電以及設(shè)置公交車運(yùn)行方向，以便馬路對面站臺模塊接收到車載模塊信息時能夠正確區(qū)分公交車運(yùn)行方向;狀態(tài)指示燈的作用是顯示駕駛員當(dāng)前操作指令，以便駕駛員能夠直觀判斷出其操作的正確性;無線數(shù)傳模塊的作用是實(shí)現(xiàn)站臺模塊/中繼模塊問的無線通信;LED面板的作用是直觀顯示公交車當(dāng)前位置信息，以便乘客合理安排出行計劃。

       2 系統(tǒng)硬件設(shè)計及選型

       2.1 控制模塊設(shè)計

       由于控制模塊需要控制LED燈亮滅，因此，它的I/O口個數(shù)必須大于站點(diǎn)個數(shù)。以長沙為例，目前，長沙公交車停站數(shù)最多的車次是501路，共經(jīng)停81站，因此，控制模塊需至少包含88個I/O口。其中，81個I/O口用于連接LED面板，5個I/O口用于配置成兩路串口(232串口占用2個I/O 口，485串口占用3個I/O口)。另外，考慮到將來站點(diǎn)數(shù)以及控制模塊功能的進(jìn)一步豐富，控制模塊的I/O口還應(yīng)有所保留，不能完全占用。

       2.2 ZigBee模塊選型</p>

       為了實(shí)現(xiàn)公交車檢測的高可靠性和有效性，ZigBee模塊的通信距離應(yīng)小于站臺間最短距離的1/2。以長沙為例，目前，長沙公交車站臺間最短距離約180 m，所以限定ZigBee模塊的通信距離為不大于90 m。另外，一般公交車站臺會有多輛公交車?？?，若站臺模塊接收所有公交車模塊信息，則必將影響站臺模塊的信息處理速度，同時還會增大誤碼率。因此，站臺模塊與車載模塊間應(yīng)建立身份驗(yàn)證機(jī)制，以保證數(shù)據(jù)的正確、高效處理。

       2.3 無線數(shù)傳模塊選型</p>

        為了保證站臺間信息傳輸?shù)母呖煽啃院陀行裕瑹o線數(shù)傳模塊的通信距離最好大于大多數(shù)相鄰站臺間的距離。以長沙為例，目前，兩相鄰公交車站臺間距離幾乎都在500 m以內(nèi)(不過，也有極個別相鄰站臺間距離達(dá)到了4000 m)。因此，為了保證相鄰站臺模塊間能夠正常通信，無線數(shù)傳模塊的通信距離不應(yīng)小于1000 m。另外，考慮到天線高度、波特率、城市環(huán)境的復(fù)雜性對通信距離的影響，要求無線數(shù)傳模塊的通信距離不小于3 000 m。