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科普知識
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工控機

基于GPS/GPRS的公交車自動報站系統設計

發布日期:2022-04-18 點擊率:23

    0 引 言
     目前,國內公交車報站的方式多采用手動報站,但是因為司機需要在保證安全駕駛的前提下進行報站,所以經常出現錯報、漏報、安全隱患等一系列問題。采用GPS全球定位系統進行自動報站使這一難題迎刃而解,不需要人工干預,大大減輕了司機的工作量,也同時提高了車輛運行的安全性,促進公交系統的現代化進程。
     現階段,公交車內信息屏多通過有線方式獲得新聞、天氣預報、廣告等信息,也可以同步顯示報站信息。但是有一個不可避免的問題,那就是由于沒有整合GPRS無線通訊功能,所以維護起來比較麻煩,如果需要更換廣告內容,就必須派出大量的人員,對需要更改廣告內容的公交車內信息屏一一更改,浪費了大量的人力物力。GPRS的應用使系統實現了前所未有的高度整合,解決了目前國內現有的公交車內信息更新方式落后的弊端。通過GPS衛星定位系統和GPRS無線通信網絡,公交監控調度中心可實時監控各條線路公交車位置的分布情況,并根據監控情況向有關公交車發出調度通知。


1 公交車自動報站系統的組成
     該系統由公交車內各終端(信息屏、腰牌等)、自動報站器、GPRS/GSM通信網絡、公交監控調度中心組成。自動報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。整個系統的總體結構如圖1所示。



     自動報站器利用自學習功能存儲站點的經緯度信息到SD卡,當公交車行駛到某站點時,接收的經緯度信息與存儲的某站點經緯度信息一致,就可以。自動播報相應站點的站名,同時實現以下兩個功能:
     (1)通過RS 485接口發送相應的信息到車內各終端,實現公交車內的控制一體化;
     (2)通過GSM網絡發送公交車的狀態信息(經緯度、速度等參數)到公交監控調度中心,實現公交車與監控調度中心的高度統一。



2 公交車自動報站器的硬件設計
     公交車自動報站器主要以LM3S1601主芯片、GPS模塊和GPRS模塊為核心,搭建終端平臺,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。硬件原理結構圖如圖2所示。



2.1 電源模塊的設計
     電源系統對自動報站器的可靠性運行影響很大,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。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上網時的峰值電流可達2 A,所以電源芯片選用LM2596-5.0,輸出電流可達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內嵌TCP/IP協議棧,基于GSM/GPRS900/1 800/1 900 MHz三頻,采用雙列直插式板對板連接,適合車載應用。尺寸:50 mm×33 mm×6.2 mm。支持class2,通過AT指令控制,滿足GSM 2/2+標準,帶有RS 232電平,直接與單片機相連。
2.3 主控芯片
     采用TI公司的LM3S1601單片機作為控制主芯片,該芯片采用ARM Cortex-M3內核,Cortex-M3是ARM公司最新推出的基于ARMv7體系架構的處理器核,具有高性能、低成本、低功耗的特點。它采用哈佛結構,使用分離的指令和數據總線(馮諾伊曼結構下,數據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內核中集成了中斷控制器,提供基本的32個物理中斷,具有8層優先級,最高可達到240個物理中斷和256個中斷優先級。此類設計是確定的且具有低延遲性,特別適用于汽車應用。具有128 KB的片內FLASH,32 KB片內SRAM,3個UART串口,2個SSI接口,2個I2C接口,完全能夠滿足現在的需求。 </font

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