CN103268710A - 基于rfid/wsn精准公交到站队列导乘牌系统及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于RFID/WSN精准公交到站队列导乘牌系统，包括位于站台的主处理导乘牌、协处理导乘牌、射频卡，和安装于公交车上的车载系统，所述的射频卡沿车辆行驶方向依次排列设置在所述站台上；所述主处理导乘牌和协处理导乘牌分别设置在所述站台的出站口处和入站口处。本发明采用Zigbee的无线传感器网络和RFID相结合的技术，提供了公交到站精准队列次序，为站台乘客乘车提供指南，有助于解决因到站公交较多、人群拥挤等情况造成错失公交的问题，为人们的出行提供便捷。

Description

基于RFID/WSN精准公交到站队列导乘牌系统及工作方法

技术领域

本发明涉及基于RFID/WSN精准公交到站队列导乘牌系统及工作方法，属于利用无线射频技术和无线传感技术实现智能公交的技术领域。

背景技术

科技要以人为本，公交导乘也必须以服务乘客为主旨。目前，在城市客流大量集散之处，常设有多条公交线路，因此站位设计也较长。由此带来了一个问题，当多辆公交车同时到达站台时，乘客往往很难确定到站公交的线路或迅速找到自己所需乘坐的公交，甚至时常错失所需乘坐的公交，这样就会增加乘客的等待时间，给人们的出行带来不便。

近些年，随着智能交通系统的发展，智能导航、电子站牌等的出现，人们可以在出行前利用智能导航系统查找到达目的地的最佳路径，实时了解交通态势，方便选择合适的出行方式；同时公交站台的电子站牌为乘客实时显示公交线路的动态情况，如某辆公交距离该站的站台数，方便人们的选择。但如今往往公交站台客流量较大，而且由于公交站位较长，公交到站较混乱，给人们的坐车带来一定的麻烦。而目前对于公交到站队列导乘方面的研究还比较空白，因此设计一种精准公交到站导乘牌具有很强的新颖性和实用性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于RFID/WSN精准公交到站队列导乘牌系统。

本发明还提供一种上述导乘牌系统的工作方法。

技术术语解释：

1.RFID：Radio Frequency IDentification（射频识别）的简称,是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。

2.WSN：是Wireless Sensor Network的简称，即无线传感器网络，是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。

本发明的技术方案如下：

一种基于RFID/WSN精准公交到站队列导乘牌系统，包括位于站台的主处理导乘牌、协处理导乘牌、射频卡，和安装于公交车上的车载系统，所述的射频卡沿车辆行驶方向依次排列设置在所述站台上，沿车头向车尾方向依次为1号射频卡、2号射频卡、3号射频卡……N号射频卡，其中N为大于3的整数；所述主处理导乘牌和协处理导乘牌分别设置在所述站台的出站口处和入站口处；

所述车载系统包括第一处理器CPU、第一寄存器、与所述第一处理器CPU相连的射频卡阅读器、Zigbee传输模块、电子显示模块和CAN总线模块，车载主机通过CAN总线模块与所述第一处理器CPU相连：将安装该车载系统的公交车线路号和车辆ID号传输给所述的第一处理器CPU，其中车辆ID号包括车牌号或车架号；

所述主处理导乘牌包括第二处理器CPU、第二寄存器、与所述第二处理器CPU相连的Zigbee传输模块、电子显示模块和3G通信模块。

根据本发明优选的，所述射频卡的有效传输距离为2.5-3m。

一种上述导乘牌系统的工作方法，包括步骤如下：

（一）每辆进站的公交车对搜索到的射频卡序号信息进行排序、保存，包括步骤（1）-（3）：

（1）第一处理器CPU搜索有效传输距离内所有射频卡的序号信息；

（2）第一处理器CPU对搜索到的射频卡的序号信息按照序号由小到大进行排序，得到一类排序结果；

（3）第一处理器CPU判断一类排序结果有无更改：如无更改，则返回步骤（1）；如有更改，则第一处理器CPU将步骤（2）的一类排序结果存入第一寄存器，然后返回步骤（1）；

（二）第一处理器CPU识别或更新公交车的车辆线路号及车辆ID号，包括步骤（4）-（5）：

（4）第一处理器CPU等待车载主机发出的车辆线路号和车辆ID号；

（5）第一处理器CPU判断本次的车辆线路号或车辆ID号是否有更改：如无更改，则返回步骤（4）；如有更改，则将本次车辆线路号和车辆ID更新至第一寄存器，然后返回步骤（4）；

（三）第一处理器CPU通过判断第一寄存器内的数据有无更，改决定是否向主处理导乘牌发送数据，包括步骤（6）-（7）：

（6）第一处理器CPU读取第一寄存器中数据，包括车辆线路号、车辆ID和所述一类排序结果；

（7）第一处理器CPU判断第一寄存器中数据：车辆线路号、车辆ID或所述一类排序结果有无更改，如无更改，则返回步骤（6）；如有更改，则第一处理器CPU将车辆线路号、车辆ID和所述一类排序结果通过Zigbee传输模块传输给主处理导乘牌，然后返回步骤（6）；

（四）所述主处理导乘牌中的第二处理器CPU读取、解析并保存每辆进站公交车按照步骤（7）发来的数据，包括步骤（8）-（11）：

（8）第二处理器CPU等待步骤（7）发来的数据；

（9）第二处理器CPU解析步骤（7）发来的数据，取所述一类排序结果中的首位值，即排序最小的射频卡序号；

（10）第二处理器CPU将每辆进站公交车发来数据按照步骤（9）的最小射频卡序号进行排序，得二类排序结果；

（11）第二处理器CPU判断二类排序结果有无更改：如无更改，则返回步骤（8）；如有更改，则第二处理器CPU将步骤（10）的二类排序结果存入第二寄存器，然后返回步骤（8）；

（五）第二处理器CPU通过判断第二寄存器内的二类排序结果有无更改，决定是否在主处理导乘牌和协处理导乘牌进行显示，包括步骤（12）-（14）：

（12）第二处理器CPU读取第二寄存器中数据，包括二类排序结果；

（13）第二处理器CPU判断第二寄存器中的二类排序结果有无更改，如无更改，则返回步骤（12）；如有更改，则第二处理器CPU将二类排序结果通过电子显示模块进行显示：进站公交车的队列次序、公交线路，然后返回步骤（12）；

（14）第二处理器CPU通过Zigbee传输模块传输给协处理导乘牌进行显示。

根据本发明优选的，所述第二处理器CPU将二类排序结果通过3G通信模块发向公交指挥调度中心，所述公交指挥调度中心将全部站点发来的二类排序结果打包成车辆行车数据发至每个站点的第二处理器CPU；通过主导乘牌显示车辆行车数据如步骤（15）-（16）：

（15）第二处理器CPU判断公交指挥调度中心发来的车辆行车数据有无更改；

（16）如无更改，则返回步骤（15）；如有更改，则第二处理器CPU将车辆行车数据存入第二寄存器。

根据本发明优选的，所述主处理导乘牌显示未到站公交车的车辆行驶信息，如步骤（17）-（18）：

（17）第二处理器CPU读取第二寄存器中的车辆行车数据；

（18）判断未到站公交车的车辆行车数据是否有更改：如无更改，返回步骤（17）；如有更改，则第二处理器CPU通过电子显示模块将未到站公交车行车数据进行显示；然后返回步骤（17）。该步骤的目的在于，本发明的主处理导乘牌通过接收公交指挥调度中心发来的车辆行车数据，并通过电子显示模块进行显示，以提示等车乘客实时了解所要乘坐公交车的行车情况，距自己所在站点还有多远的距离，以便其及时统筹安排自己的行程。

本发明的优势在于：

本发明采用了Zigbee的无线传感器网络和RFID相结合的技术，主要涉及三大部分，分别为射频卡的安置、公交车载的配置和精准公交到站队列导乘牌的设计。

本发明利用RFID射频识别，在站内或站内的广告牌上顺次安装序号为1，2，3…N的射频卡，以实现公交车的停靠站点时的定位识别。

本发明利用Zigbee的无线传感器网络将进站的每辆公交车定位识别信息发至主处理导乘牌、协处理导乘牌，排序显示，以提示乘客精确选择登乘。其中，无线传感器网络采用Zigbee网络协议，每辆公交都设有Zigbee无线传输模块，构成网络传感器节点。每个传感器节点有通信和路由的功能，也担负其他节点信息的转发。本发明采用Zigbee的无线传感器网络和RFID相结合的技术，提供了公交到站精准队列次序，为站台乘客乘车提供指南，有助于解决因到站公交较多、人群拥挤等情况造成错失公交的问题，为人们的出行提供便捷。

本发明利用3G通信技术，本发明将所述进站的每辆公交车定位识别信息发至公交指挥调度中心，同时接收公交指挥调度中心发来的车辆行车数据，同时主处理导乘牌将所有未到站的公交车行车信息进行显示，以使乘客实时了解所要乘坐公交车的行车情况，距自己所在站点还有多远的距离，以便其及时统筹安排自己的行程。

附图说明

图1是本发明所述基于RFID/WSN精准公交到站队列导乘牌系统的结构示意图；

图2是本发明的车载系统的工作流程图；

图3是本发明的车载系统结构图；

图4是本发明的主处理导乘牌的工作流程图；

图5是本发明的主处理导乘牌的结构图；

图6是本发明所显示的内容示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例来详细说明本发明，但不限于此。

实施例1、

如图1、3、5、6所示。

一种基于RFID/WSN精准公交到站队列导乘牌系统，包括位于站台的主处理导乘牌、协处理导乘牌、射频卡，和安装于公交车上的车载系统，所述的射频卡沿车辆行驶方向依次排列设置在所述站台上，沿车头向车尾方向依次为1号射频卡、2号射频卡、3号射频卡……N号射频卡，其中N为大于3的整数；所述主处理导乘牌和协处理导乘牌分别设置在所述站台的出站口处和入站口处；

所述车载系统包括第一处理器CPU、第一寄存器、与所述第一处理器CPU相连的射频卡阅读器、Zigbee传输模块、电子显示模块和CAN总线模块，车载主机通过CAN总线模块与所述第一处理器CPU相连：将安装该车载系统的公交车线路号和车辆ID号传输给所述的第一处理器CPU，其中车辆ID号包括车牌号或车架号；

所述主处理导乘牌包括第二处理器CPU、第二寄存器、与所述第二处理器CPU相连的Zigbee传输模块、电子显示模块和3G通信模块。

所述射频卡的有效传输距离为2.5-3m。

实施例2、

如图2、4所示。

一种如实施例1所述导乘牌系统的工作方法，包括步骤如下：

（一）每辆进站的公交车对搜索到的射频卡序号信息进行排序、保存，包括步骤（1）-（3）：

（1）第一处理器CPU搜索有效传输距离内所有射频卡的序号信息；

（2）第一处理器CPU对搜索到的射频卡的序号信息按照序号由小到大进行排序，得到一类排序结果；

（3）第一处理器CPU判断一类排序结果有无更改：如无更改，则返回步骤（1）；如有更改，则第一处理器CPU将步骤（2）的一类排序结果存入第一寄存器，然后返回步骤（1）；

（二）第一处理器CPU识别或更新公交车的车辆线路号及车辆ID，包括步骤（4）-（5）：

（4）第一处理器CPU等待车载主机发出的车辆线路号和车辆ID；

（5）第一处理器CPU判断本次存入的车辆线路号或车辆ID是否有更改：如无更改，则返回步骤（4）；如有更改，则将本次车辆线路号和车辆ID更新至第一寄存器，然后返回步骤（4）；

（三）第一处理器CPU通过判断第一寄存器内的数据有无更改决定，是否向主处理导乘牌发送数据，包括步骤（6）-（7）：

（6）第一处理器CPU读取第一寄存器中数据，包括车辆线路号、车辆ID和所述一类排序结果；

（7）第一处理器CPU判断第一寄存器中数据：车辆线路号、车辆ID或所述一类排序结果有无更改，如无更改，则返回步骤（6）；如有更改，则第一处理器CPU将车辆线路号、车辆ID和所述一类排序结果通过Zigbee传输模块传输给主处理导乘牌，然后返回步骤（6）；

（四）所述主处理导乘牌中的第二处理器CPU读取、解析并保存每辆进站公交车按照步骤（7）发来的数据，包括步骤（8）-（11）：

（8）第二处理器CPU等待步骤（7）发来的数据；

（9）第二处理器CPU解析步骤（7）发来的数据，取所述一类排序结果中的首位值，即排序最小的射频卡序号；

（10）第二处理器CPU将每辆进站公交车发来数据按照步骤（9）的最小射频卡序号进行排序，得二类排序结果；

（11）第二处理器CPU判断二类排序结果有无更改：如无更改，则返回步骤（8）；如有更改，则第二处理器CPU将步骤（10）的二类排序结果存入第二寄存器，然后返回步骤（8）；

（五）第二处理器CPU通过判断第二寄存器内的二类排序结果有无更改，决定是否在主处理导乘牌和协处理导乘牌进行显示，包括步骤（12）-（）：

（12）第二处理器CPU读取第二寄存器中数据，包括二类排序结果；

（13）第二处理器CPU判断第二寄存器中的二类排序结果有无更改，如无更改，则返回步骤（12）；如有更改，则第二处理器CPU将二类排序结果通过电子显示模块进行显示：进站公交车的队列次序、公交线路，然后返回步骤（12）；

（14）第二处理器CPU通过Zigbee传输模块传输给协处理导乘牌进行显示。

根据本发明优选的，所述第二处理器CPU将二类排序结果通过3G通信模块发向公交指挥调度中心，所述公交指挥调度中心将全部站点发来的二类排序结果打包成车辆行车数据发至每个站点的第二处理器CPU；通过主导乘牌显示车辆行车数据如步骤（15）-（16）：

（15）第二处理器CPU判断公交指挥调度中心发来的车辆行车数据有无更改；

（16）如无更改，则返回步骤（15）；如有更改，则第二处理器CPU将车辆行车数据存入第二寄存器。

实施例3、

如图4所示。

一种如实施例2所述导乘牌系统的工作方法，还包括步骤如下：

所述主处理导乘牌显示未到站公交车的车辆行驶信息，如步骤（17）-（18）：

（17）第二处理器CPU读取第二寄存器中的车辆行车数据；

（18）判断未到站公交车的车辆行车数据是否有更改：如无更改，返回步骤（17）；如有更改，则第二处理器CPU通过电子显示模块将未到站公交车行车数据进行显示；然后返回步骤（17）。

Claims (4)

1.一种基于RFID/WSN精准公交到站队列导乘牌系统，其特征在于，该队列导乘牌系统包括位于站台的主处理导乘牌、协处理导乘牌、射频卡，和安装于公交车上的车载系统，所述的射频卡沿车辆行驶方向依次排列设置在所述站台上，沿车头向车尾方向依次为1号射频卡、2号射频卡、3号射频卡……N号射频卡，其中N为大于3的整数；所述主处理导乘牌和协处理导乘牌分别设置在所述站台的出站口处和入站口处；

所述车载系统包括第一处理器CPU、第一寄存器、与所述第一处理器CPU相连的射频卡阅读器、Zigbee传输模块、电子显示模块和CAN总线模块，车载主机通过CAN总线模块与所述第一处理器CPU相连：将安装该车载系统的公交车线路号和车辆ID号传输给所述的第一处理器CPU，其中车辆ID号包括车牌号或车架号；

所述主处理导乘牌包括第二处理器CPU、第二寄存器、与所述第二处理器CPU相连的Zigbee传输模块、电子显示模块和3G通信模块。

2.根据权利要求1所述一种基于RFID/WSN精准公交到站队列导乘牌系统，其特征在于，所述射频卡的有效传输距离为2.5-3m。

3.一种如权利要求1所述导乘牌系统的工作方法，其特征在于，该工作方法包括步骤如下：

（一）每辆进站的公交车对搜索到的射频卡序号信息进行排序、保存，包括步骤（1）-（3）：

（1）第一处理器CPU搜索有效传输距离内所有射频卡的序号信息；

（2）第一处理器CPU对搜索到的射频卡的序号信息按照序号由小到大进行排序，得到一类排序结果；

（3）第一处理器CPU判断一类排序结果有无更改：如无更改，则返回步骤（1）；如有更改，则第一处理器CPU将步骤（2）的一类排序结果存入第一寄存器，然后返回步骤（1）；

（二）第一处理器CPU识别或更新公交车的车辆线路号及车辆ID号，包括步骤（4）-（5）：

（4）第一处理器CPU等待车载主机发出的车辆线路号和车辆ID号；

（5）第一处理器CPU判断本次的车辆线路号或车辆ID号是否有更改：如无更改，则返回步骤（4）；如有更改，则将本次车辆线路号和车辆ID更新至第一寄存器，然后返回步骤（4）；

（三）第一处理器CPU通过判断第一寄存器内的数据有无更，改决定是否向主处理导乘牌发送数据，包括步骤（6）-（7）：

（6）第一处理器CPU读取第一寄存器中数据，包括车辆线路号、车辆ID和所述一类排序结果；

（7）第一处理器CPU判断第一寄存器中数据：车辆线路号、车辆ID或所述一类排序结果有无更改，如无更改，则返回步骤（6）；如有更改，则第一处理器CPU将车辆线路号、车辆ID和所述一类排序结果通过Zigbee传输模块传输给主处理导乘牌，然后返回步骤（6）；

（四）所述主处理导乘牌中的第二处理器CPU读取、解析并保存每辆进站公交车按照步骤（7）发来的数据，包括步骤（8）-（11）：

（8）第二处理器CPU等待步骤（7）发来的数据；

（9）第二处理器CPU解析步骤（7）发来的数据，取所述一类排序结果中的首位值，即排序最小的射频卡序号；

（10）第二处理器CPU将每辆进站公交车发来数据按照步骤（9）的最小射频卡序号进行排序，得二类排序结果；

（11）第二处理器CPU判断二类排序结果有无更改：如无更改，则返回步骤（8）；如有更改，则第二处理器CPU将步骤（10）的二类排序结果存入第二寄存器，然后返回步骤（8）；

（五）第二处理器CPU通过判断第二寄存器内的二类排序结果有无更改，决定是否在主处理导乘牌和协处理导乘牌进行显示，包括步骤（12）-（14）：

（12）第二处理器CPU读取第二寄存器中数据，包括二类排序结果；

（13）第二处理器CPU判断第二寄存器中的二类排序结果有无更改，如无更改，则返回步骤（12）；如有更改，则第二处理器CPU将二类排序结果通过电子显示模块进行显示：进站公交车的队列次序、公交线路，然后返回步骤（12）；

（14）第二处理器CPU通过Zigbee传输模块传输给协处理导乘牌进行显示。

根据本发明优选的，所述第二处理器CPU将二类排序结果通过3G通信模块发向公交指挥调度中心，所述公交指挥调度中心将全部站点发来的二类排序结果打包成车辆行车数据发至每个站点的第二处理器CPU；通过主导乘牌显示车辆行车数据如步骤（15）-（16）：

（15）第二处理器CPU判断公交指挥调度中心发来的车辆行车数据有无更改；

（16）如无更改，则返回步骤（15）；如有更改，则第二处理器CPU将车辆行车数据存入第二寄存器。

4.根据权利要求3所述的导乘牌系统的工作方法，其特征在于，所述主处理导乘牌还显示未到站公交车的车辆行驶信息，如步骤（17）-（18）：

（17）第二处理器CPU读取第二寄存器中的车辆行车数据；

（18）判断未到站公交车的车辆行车数据是否有更改：如无更改，返回步骤（17）；如有更改，则第二处理器CPU通过电子显示模块将未到站公交车行车数据进行显示；然后返回步骤（17）。

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