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工控機(jī)

基于GPS/GPRS的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)

發(fā)布日期:2022-04-18 點(diǎn)擊率:31

    0 引 言
     目前,國(guó)內(nèi)公交車(chē)報(bào)站的方式多采用手動(dòng)報(bào)站,但是因?yàn)樗緳C(jī)需要在保證安全駕駛的前提下進(jìn)行報(bào)站,所以經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)報(bào)、漏報(bào)、安全隱患等一系列問(wèn)題。采用GPS全球定位系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)站使這一難題迎刃而解,不需要人工干預(yù),大大減輕了司機(jī)的工作量,也同時(shí)提高了車(chē)輛運(yùn)行的安全性,促進(jìn)公交系統(tǒng)的現(xiàn)代化進(jìn)程。
     現(xiàn)階段,公交車(chē)內(nèi)信息屏多通過(guò)有線方式獲得新聞、天氣預(yù)報(bào)、廣告等信息,也可以同步顯示報(bào)站信息。但是有一個(gè)不可避免的問(wèn)題,那就是由于沒(méi)有整合GPRS無(wú)線通訊功能,所以維護(hù)起來(lái)比較麻煩,如果需要更換廣告內(nèi)容,就必須派出大量的人員,對(duì)需要更改廣告內(nèi)容的公交車(chē)內(nèi)信息屏一一更改,浪費(fèi)了大量的人力物力。GPRS的應(yīng)用使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了前所未有的高度整合,解決了目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的公交車(chē)內(nèi)信息更新方式落后的弊端。通過(guò)GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和GPRS無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò),公交監(jiān)控調(diào)度中心可實(shí)時(shí)監(jiān)控各條線路公交車(chē)位置的分布情況,并根據(jù)監(jiān)控情況向有關(guān)公交車(chē)發(fā)出調(diào)度通知。


1 公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的組成
     該系統(tǒng)由公交車(chē)內(nèi)各終端(信息屏、腰牌等)、自動(dòng)報(bào)站器、GPRS/GSM通信網(wǎng)絡(luò)、公交監(jiān)控調(diào)度中心組成。自動(dòng)報(bào)站器主要由主控芯片、GPS/GPRS通信模塊、LCD、SD卡、MP3解碼芯片組成。整個(gè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。



     自動(dòng)報(bào)站器利用自學(xué)習(xí)功能存儲(chǔ)站點(diǎn)的經(jīng)緯度信息到SD卡,當(dāng)公交車(chē)行駛到某站點(diǎn)時(shí),接收的經(jīng)緯度信息與存儲(chǔ)的某站點(diǎn)經(jīng)緯度信息一致,就可以。自動(dòng)播報(bào)相應(yīng)站點(diǎn)的站名,同時(shí)實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)功能:
     (1)通過(guò)RS 485接口發(fā)送相應(yīng)的信息到車(chē)內(nèi)各終端,實(shí)現(xiàn)公交車(chē)內(nèi)的控制一體化;
     (2)通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送公交車(chē)的狀態(tài)信息(經(jīng)緯度、速度等參數(shù))到公交監(jiān)控調(diào)度中心,實(shí)現(xiàn)公交車(chē)與監(jiān)控調(diào)度中心的高度統(tǒng)一。



2 公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站器的硬件設(shè)計(jì)
     公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站器主要以LM3S1601主芯片、GPS模塊和GPRS模塊為核心,搭建終端平臺(tái),他們之間通過(guò)串行通信方式連接,其余還包括電源模、MP3播放接口和SD卡接口等。硬件原理結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。



2.1 電源模塊的設(shè)計(jì)
     電源系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)報(bào)站器的可靠性運(yùn)行影響很大,好的電源電路能夠過(guò)濾掉很多通過(guò)電源電路傳人的干擾信號(hào)。本電源模塊的電源電路如圖3所示。



     控制器輸入電壓為24 V,由于GPRS上網(wǎng)時(shí)的峰值電流可達(dá)2 A,所以電源芯片選用LM2596-5.0,輸出電流可達(dá)3 A。采用LM1117-3.3芯片給LM3S1601、SD卡等供電,LM1117-2.5芯片給MP3解碼芯片供電,MIC29302芯片輸出4 V電壓給GPRS模塊。
2.2 SIM300C GPRS模塊
     SIM300C內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧,基于GSM/GPRS900/1 800/1 900 MHz三頻,采用雙列直插式板對(duì)板連接,適合車(chē)載應(yīng)用。尺寸:50 mm×33 mm×6.2 mm。支持class2,通過(guò)AT指令控制,滿足GSM 2/2+標(biāo)準(zhǔn),帶有RS 232電平,直接與單片機(jī)相連。
2.3 主控芯片
     采用TI公司的LM3S1601單片機(jī)作為控制主芯片,該芯片采用ARM Cortex-M3內(nèi)核,Cortex-M3是ARM公司最新推出的基于ARMv7體系架構(gòu)的處理器核,具有高性能、低成本、低功耗的特點(diǎn)。它采用哈佛結(jié)構(gòu),使用分離的指令和數(shù)據(jù)總線(馮諾伊曼結(jié)構(gòu)下,數(shù)據(jù)和指令共用一條總線),處理速度明顯加快。Cor-tex-M3只支持最新的Thumb-2指令集。免去Thumb和ARM代碼的互相切換,Cortex-M3內(nèi)核中集成了中斷控制器,提供基本的32個(gè)物理中斷,具有8層優(yōu)先級(jí),最高可達(dá)到240個(gè)物理中斷和256個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。此類(lèi)設(shè)計(jì)是確定的且具有低延遲性,特別適用于汽車(chē)應(yīng)用。具有128 KB的片內(nèi)FLASH,32 KB片內(nèi)SRAM,3個(gè)UART串口,2個(gè)SSI接口,2個(gè)I2C接口,完全能夠滿足現(xiàn)在的需求。 </font

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