CN101141675A - 基于gprs无线网络的多线路公交电子站牌系统 - Google Patents
基于gprs无线网络的多线路公交电子站牌系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种电信技术领域的基于GPRS无线网络的多线路公交电子站牌系统。本发明包括：无线通讯控制模块、若干个显示控制模块和点阵式LED显示屏。无线通讯控制模块通过GPRS无线网络与监控中心通讯，用于接收监控中心服务器发送来车辆实时位置、速度和到站时间信息，并将信息分类发送至显示控制模块，以进行信息的显示和播报；显示控制模块通过串行信号线与无线通讯控制模块相连，用于接收无线通讯控制模块发送来的车辆实时信息，经过解析处理后，显示线路上所有车辆位置，以及预报车辆到达本站的时间；点阵式LED显示屏用于接收无线通讯控制模块发送来信息，提供车辆信息预报提醒及生活信息提示。本发明信息传输高效稳定、可读性强。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种电信技术领域的系统，具体的说，是一种基于GPRS(通用分组无线业务)无线网络的多线路公交电子站牌系统。
背景技术
目前，城市交通状况随着城市人口增长和私家车辆的增加日益恶化，大力发展公共交通是解决这一问题的主要出路。公交站牌是城市公交的重要设施，其主要作用是给乘客提供本条线路公交车辆的基本信息。但传统的站牌，功能简单，信息量少，难以满足乘客出行需求。比如：传统的站牌只能以固定的方式显示公交线路号、车站站名、首末班车时间等信息，无法动态显示线路上车辆的位置、车辆到达本站所需时间等车辆实时营运信息，出行公众无法了解到公交当前运营情况，因而就无法根据自己的出行计划及时调整出行线路和时间的选择，在一定程度上加剧了公交运输的拥挤和不平横现象。另一方面，由于站牌分布在公交运行线路沿线，缺少应用现代网络和通讯技术建立的交互式沟通途径，相互间信息难以交换。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号200520102466.9，专利名称为“电子站牌”。该专利由进站状态电子显示屏、与进站状态电子显示屏电连接的信号处理器、若干个车辆运行线路指示板及其支撑固定座组成。与传统站牌相比，该电子站牌信息量大，可按到站先后顺序滚动显示多辆即将到站车辆信息。但其信号处理器是通过电子站牌箱体内的电脑主机与通讯网络相连，需要铺设大量网线，因此成本较高，受网络状况影响，与公交指挥控制中心联系不便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于GPRS无线网络的多线路公交电子站牌系统，使其能够显示出实时、准确的公交信息，与公交指挥控制中心联系方便，成本相对较低，并且可靠性强。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：无线通讯控制模块、若干个显示控制模块和点阵式LED(发光二极管)显示屏。所述显示控制模块、点阵式LED显示屏通过串行信号线分别与无线通讯控制模块相连。所述的无线通讯控制模块通过GPRS无线网络与监控中心通讯，用于接收监控中心服务器发送来车辆实时位置、速度和到站时间等信息，并将信息分类发送至相应的显示控制模块，以进行信息的显示和播报。所述的若干个显示控制模块通过串行信号线与无线通讯控制模块相连，用于接收无线通讯控制模块发送来的车辆实时信息，经过解析处理后，显示线路上所有车辆位置，以及预报车辆到达本站的时间。所述的点阵式LED显示屏，用于接收无线通讯控制模块发送来信息，提供车辆信息预报提醒及生活信息提示。
所述的无线通讯控制模块包括：电压转换芯片、双路串口微控制器、电子开关、电平转换芯片、GPRS/GSM(全球移动通讯系统)无线模块、GSM天线、SIM(客户身份识别卡)卡座、SIM卡。电压转换芯片为所有模块提供能源，SIM卡安装在SIM卡座内，SIM卡用于在GSM网络中标识自己，GSM天线用于GSM信号的接收，GPRS/GSM无线模块与GSM天线相连用来接入无线网络，通过SIM卡标识自己，用于接收监控中心服务器发送来车辆实时位置、速度和到站时间信息，双路串口微控制器对接收到的信息转化处理，分类发送至相应显示控制模块和点阵式LED显示屏，通过电子开关实现串口的分时复用，切换双路串口微控制器与各显示控制模块和点阵式LED显示屏间的连接，并通过电平转换芯片将双路串口微控制器的TTL电平信号转换成232信号，发送至点阵式LED显示屏。
所述的GSM天线通过同轴电缆安装于GPRS/GSM无线模块内。
所述显示控制模块包括：主控芯片、LED显示驱动芯片和七段数码管显示驱动芯片。主控芯片通过串行通信线与无线通讯控制模块的双路串口微控制器相连，接收其发送来的显示控制命令，对接收到的信息解析处理后，分两路驱动外围显示电路，一路通过LED显示驱动芯片采用动态扫描的方式控制LED灯的亮暗，显示车辆的实时位置，另一路通过七段数码管显示驱动芯片采用串入并出的方式控制七段数码管的亮暗，显示车辆到达本站所需时间。
与现有技术相比，本发明提出的基于GPRS无线网络的多线路公交电子站牌系统具有以下优点：(1)使用范围广，只要在GPRS网络覆盖的范围内都能正常使用；(2)控制系统实时在线，其较强的实时能满足公交信息的响应要求；(3)利用现有的GPRS无线网络进行数据传输，具有较高的可靠性和安全性；(4)可以提供量化的等待时间，提供候车乘客充分地计划可能性；(5)提供的信息量大，可读性强；(6)可扩展性好，线路数量增加时，只需相应增加显示控制模块即可完成系统升级；(7)成本低，可推广于市场。点阵式LED显示屏具有广告显示等功能。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图
图2为本发明的无线通讯控制模块工作流程图
图3为本发明的显示控制模块工作流程图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：无线通讯控制模块、若干个显示控制模块和点阵式LED显示屏。无线通讯控制模块，通过GPRS无线网络与监控中心通讯，用于接收监控中心服务器发送来车辆实时位置、速度和到站时间等信息，并将信息分类发送至相应的显示控制模块，以进行信息的显示和播报。若干个显示控制模块，通过串行信号线与无线通讯控制模块相联，用于接收无线通讯控制模块发送来的车辆实时信息，经过解析处理后，显示线路上所有车辆位置，以及预报车辆到达本站的时间。点阵式LED显示屏，用于无线通讯控制模块发送来信息，提供车辆信息预报提醒及生活信息提示。
所述无线通讯控制模块包括：电压转换芯片、双路串口微控制器、电子开关、电平转换芯片、GPRS/GSM无线模块、GSM天线、SIM卡座、SIM卡。电压转换芯片为所有模块提供能源；双路串口微控制器的串行输出信号线与电子开关相连，电子开关分别与电平转换芯片和GPRS/GSM无线模块相连；双路串口微控制器还通过控制线与GPRS/GSM无线模块相连；SIM卡座通过信号线与GPRS/GSM无线模块相连，SIM卡安装在SIM卡座内。GPRS/GSM无线模块与GSM天线相连用来接入无线网络，通过SIM卡标识自己，用于接收监控中心服务器发送来车辆实时位置、速度和到站时间等信息，双路串口微控制器对接收到的信息转化处理，分类发送至相应显示控制模块和点阵式LED显示屏，通过电子开关实现串口的分时复用，切换双路串口微控制器与各显示控制模块和点阵式LED显示屏间的连接，并通过电平转换芯片将双路串口微控制器的TTL电平信号转换成232信号，发送至点阵式LED显示屏。
所述的双路串口微控制器，用于对接收到的信息转化处理，分类发送至相应显示控制模块和点阵式LED显示屏。
所述的电子开关，用于实现串口的分时复用。
所述的电平转换芯片，用于将双路串口微控制器产生的TTL电平信号转换成232总线信号。
所述的GPRS/GSM无线模块，用于与监控中心服务器通讯，接收发送来车辆实时位置、速度和到站时间等信息。
所述GSM天线，用于GSM信号的接收。
所述SIM卡，用于在GSM网络中标识自己。
所述显示控制模块包括：主控芯片、LED显示驱动芯片和七段数码管显示驱动芯片。主控芯片通过串行通信线与无线通讯控制模块的双路串口微控制器相联，接收其发送来的显示控制命令，对接收到的信息解析处理后，分两路驱动外围显示电路，一路通过LED显示驱动芯片采用动态扫描的方式控制LED灯的亮暗，显示车辆的实时位置，另一路通过SEG显示驱动芯片采用串入并出的方式控制七段数码管的亮暗，显示车辆到达本站所需时间。
本实施例市售采用的各器件型号为：
电压转换芯片U1和U2分别采用SEMTECH公司的LM2596和Sipex公司的SPX1117实现；
无线通讯控制模块的双路串口微控制器U3采用Philip公司生产的双串口ARM(高级精简指令集微处理器)芯片LPC2129实现；
电子开关U7采用TI公司的CD4052实现；
电平转换芯片U8采用MAXIM的MAX232实现；
GPRS/GSM无线模块U5采用华为的GTM900模块实现；
显示控制模块的主控芯片U9采用宏晶科技的高性能单片机STC12C5410实现；
LED显示驱动芯片U11和U12分别采用TI公司的ULA2803A和SN74HC573实现；
七段数码管显示驱动芯片U13和U14均采用TI公司的SN74HC595实现。
实施例组件具体连接方式为：
[1]无线通讯控制模块的ARM控制器U3(LPC2129)的串口1 TXD1、RXD1引脚与GPRS/GSM无线模块U5(GTM900)GTM_RXD和GTM_TXD引脚端相联，实现U3与U5的通讯；
[2]GPRS/GSM无线模块U5(GTM900)通过GPRS/GSM无线网络接收监控中心服务器发送来车辆实时位置、速度和到站时间等信息；
[3]SIM卡安装在GPRS/GSM无线模块U5(GTM900)，用以标识无线通讯控制模块的身份，其身份标识通过GPRS/GSM无线网络发送到远程信息管理终端；
[4]无线通讯控制模块的ARM控制器U3(LPC2129)的控制引脚P1.16 4052A、P0.30_4052B与电子开关U7(CD4052)的A、B引脚端相联，控制电子开关U7(CD4052)的输出连接方向；
[5]无线通讯控制模块的ARM控制器U3(LPC2129)的串口0 TXD0、RXD0引脚与电子开关U7(CD4052)的X、Y引脚端相联，实现数据的传输；
[6]电子开关U7(CD4052)的输出引脚X2、Y2与电平转换芯片U8(MAX232)的R2O、T2I引脚端相联，并通过标准DB9接口与点阵式LED显示屏相联；
[7]电子开关U7(CD4052)的输出引脚X0、Y0直接与各个显示控制模块的主控芯片U9(STC12C5410)的TXD、RXD引脚相联；
[8]显示控制模块的主控芯片U9(STC12C5410)通过控制引脚P1.0-P1.5与LED显示驱动芯片U11(ULA2803A)的1B-6B引脚相联，通过控制引脚P1.6-P1.7、P2.0-P2.3与LED显示驱动芯片U12(SN74HC573)的1D-6D引脚相联，采用动态扫描的方式，控制LED灯的亮暗；
[9]显示控制模块的主控芯片U9(STC12C5410)的控制引脚P2.5-P2.7与七段数码管显示驱动芯片U13和U14(SN74HC595)的CS、CLK、DATA引脚相联，采用串入并出的方式，控制七段数码管的亮暗。
所述无线通讯控制模块，工作流程图如图2所示：开始工作时，首先通过模块的拨动开关进行上电，主控芯片U3进行系统初始化等操作，如配置管脚连接，定时器、串口初始化，缓冲字符串数组初始化等工作；然后将电子开关U7拨向点阵式LED显示屏；接着启动GPRS模块U5，使用AT指令加上延时等待其登录到网络上，并将其工作模式设置成接收到数据就直接发送，而不使用U5自身的缓冲区。如果GPRS模块U5接收到了来自服务器的新数据，则直接发送至主控芯片U3的串口1，U3通过串口1中断接收数据后，先对数据进行必要的整合转化处理，变成显示需要的数据类型，然后通过串口0，根据数据的标志位拨动电子开关U7，按自定义的双方通讯协议，将数据发送至相应从机。
所述显示控制模块，工作流程图如图3所示：开始工作时，首先给模块上电，主控芯片U9进行系统初始化等操作，如定时器、串口初始化，缓冲字符串数组初始化等工作；然后对接收缓存中的数据进行解析处理，依次进行命令解析、七段数码管数据解析、LED数据解析，为驱动外围显示电路做数据准备；最后，利用解析出的LED数据，通过驱动芯片U11和U12，采用动态扫描的方式，控制LED灯的亮暗，显示车辆的实时位置，利用解析出的七段数码管数据，通过驱动芯片U13和U14，采用串入并出的方式，控制七段数码管的亮暗，显示车辆到达本站所需时间。如果有新数据发送至主控芯片U9，则通过串口1中断接收数据，先解析出标志位，与自己的ID号比较，如果相同则继续解析出七段数码管和LED的控制数据，存放在相应变量中，用于信息显示；否则，放弃。
本实施例的电子站牌系统采用了GPRS无线网络与232总线相结合的信息传输方式，能显示公交车辆实时位置及到站时间等信息，具有信息传输高效稳定、可读性强的特点。
Claims (4)
1.一种基于GPRS无线网络的多线路公交电子站牌系统，其特征在于包括：无线通讯控制模块、若干个显示控制模块和点阵式LED显示屏，所述显示控制模块、点阵式LED显示屏通过串行信号线分别与无线通讯控制模块相连；
所述的无线通讯控制模块，通过GPRS无线网络与监控中心通讯，用于接收监控中心服务器发送来车辆实时位置、速度和到站时间信息，并将信息分类发送至相应的显示控制模块，以进行信息的显示和播报；
所述的若干个显示控制模块，通过串行信号线与无线通讯控制模块相连，用于接收无线通讯控制模块发送来的车辆实时信息，经过解析处理后，显示线路上所有车辆位置，以及预报车辆到达本站的时间；
所述的点阵式LED显示屏，用于接收无线通讯控制模块发送来信息，提供车辆信息预报提醒及生活信息提示。
2.如权利要求1所述的基于GPRS无线网络的多线路公交电子站牌系统，其特征是，所述的无线通讯控制模块包括：电压转换芯片、双路串口微控制器、电子开关、电平转换芯片、GPRS/GSM无线模块、GSM天线、SIM卡座、SIM卡，电压转换芯片为所有模块提供能源，SIM卡安装在SIM卡座内，SIM卡用于在GSM网络中标识自己，GSM天线用于GSM信号的接收，GPRS/GSM无线模块与GSM天线相连用来接入无线网络，通过SIM卡标识自己，用于接收监控中心服务器发送来车辆实时位置、速度和到站时间信息，双路串口微控制器对接收到的信息转化处理，分类发送至相应显示控制模块和点阵式LED显示屏，通过电子开关实现串口的分时复用，切换双路串口微控制器与各显示控制模块和点阵式LED显示屏间的连接，并通过电平转换芯片将双路串口微控制器的TTL电平信号转换成232信号，发送至点阵式LED显示屏。
3.如权利要求2所述的基于GPRS无线网络的多线路公交电子站牌系统，其特征是，所述的GSM天线通过同轴电缆安装于GPRS/GSM无线模块内。
4.如权利要求1所述的基于GPRS无线网络的多线路公交电子站牌系统，其特征是，所述显示控制模块包括：主控芯片、LED显示驱动芯片和七段数码管显示驱动芯片，主控芯片通过串行通信线与无线通讯控制模块的双路串口微控制器相连，接收其发送来的显示控制命令，对接收到的信息解析处理后，分两路驱动外围显示电路，一路通过LED显示驱动芯片采用动态扫描的方式控制LED灯的亮暗，显示车辆的实时位置，另一路通过七段数码管显示驱动芯片采用串入并出的方式控制七段数码管的亮暗，显示车辆到达本站所需时间。
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