基于ZigBee的公交車自動報站系統設計

針對中小城市公交系統的特點及實際運營環境，考慮性價比和實用性設計了基于ZigBee（紫蜂協議）技術的單片機自動報站系統。站臺發射部分采用CC2430芯片實現站址編碼信息的自動發射，外圍電路簡單，可用電池長時間供電。車載部分具有手動和自動報站模式實時切換功能，可通過U盤存儲的線路信息方便地實現公交線路的更換，在自動報站的同時可滾動顯示站名、日歷、時間、星期、溫度和服務用語等信息。該系統成本低、可擴展性強、運行可靠且易于安裝、維護，適合推廣使用。

　　隨著我國經濟的高速發展，人們外出旅行的機會逐漸增多，公交汽車在日常生活中的作用越來越突出，從而對城市公交系統安全運營方面提出了更高的要求。目前，許多中等以上城市的公交車上都實現了無人售票，公交司機對行車安全承擔的責任也就更大，這就迫切需要在每輛公交車上安裝自動報站器。近些年來，國內學者逐步開展了這方面的研究工作，采用單片機、嵌入式處理器、無線傳感器網絡和GPS等技術設計了各種公交自動報站系統，對城市公交的發展起了很好的促進作用。但是，目前大部分中小城市的公交線路仍未全面采用自動報站系統，急需成本低廉、運行可靠、易于維護、易于推廣的自動報站器。

　　針對中小城市公交系統的特點，將單片機與ZigBee技術相結合，設計出基于ZigBee技術的低成本自動報站器，兼有手動和自動兩種報站器的優點，適合于大規模普及應用。

　　1 總體方案

　　在城市各主要街道的公交車站臺眾多，一個站臺可能要停靠多個線路的公交車輛，而且同一站臺在各個線路的命名可能不一樣，因此，站址編碼信息需要采用8位撥碼開關進行動態設置，以便各路公交車自動識別在本線路中的當前位置。圖1所示的是具有n個站臺的公交車自動報站系統示意圖。

圖1 公交車自動報站系統

　　由于中小城市的路面較窄，公交車在行進過程中可能會同時接收到多個站址編碼信息，如圖1中右向行駛的公交車就會同時接收到站臺1和站臺n的編碼信息，此時可以通過行駛方向自動判斷站臺1的編碼信息是有效的。車輛行駛方向可以采用預制或站址遞增（遞減）方式進行識別，如果出現編碼突變的情況，說明車輛行進過程中可能因為無法自動報站而采用了手動報站，這樣系統可以記錄下該站臺的編碼以便及時維修。

　　本系統分為車載和站臺兩部分，車載部分采用以MSP430F149單片機為核心的控制模塊；站臺部分只需要發射站址編碼信息，要求低功耗、低成本、高可靠性且易于維護，因此ZigBee發射模塊以CC2430芯片為核心構成。圖2所示的是公交車自動報站系統的設計框圖。

圖2 公交車自動報站系統設計框圖