0 引 言
目前，國(guó)內(nèi)公交車報(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，公交車內(nèi)信息屏多通過有線方式獲得新聞、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)不可避免的問題，那就是由于沒有整合GPRS無線通訊功能，所以維護(hù)起來比較麻煩，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)有的公交車內(nèi)信息更新方式落后的弊端。通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)，公交監(jiān)控調(diào)度中心可實(shí)時(shí)監(jiān)控各條線路公交車位置的分布情況，并根據(jù)監(jiān)控情況向有關(guān)公交車發(fā)出調(diào)度通知。
1 公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的組成
該系統(tǒng)由公交車內(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RS 485接口發(fā)送相應(yīng)的信息到車內(nèi)各終端，實(shí)現(xiàn)公交車內(nèi)的控制一體化；
(2)通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送公交車的狀態(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)公交車與監(jiān)控調(diào)度中心的高度統(tǒng)一。
2 公交車自動(dòng)報(bào)站器的硬件設(shè)計(jì)
公交車自動(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濾掉很多通過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，適合車載應(yīng)用。尺寸：50 mm×33 mm×6．2 mm。支持class2，通過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)。此類設(shè)計(jì)是確定的且具有低延遲性，特別適用于汽車應(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。
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