CN105632227A - 公交车一种自动报站显示系统 - Google Patents

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施吉方
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Abstract

公交车一种自动报站显示系统，包括单片机、电源适配器、站名显示器和音响播放器，单片机的输入端分别连接公交车行程信号检测单元，转向信号检测单元，制动信号检测单元，和车门开关信号检测单元，以及GPRS网络通信单元，单片机输出端分别连接显示控制器和语音控制器；单片机预存的里程信息与输入的行程信号检测和转向信号检测数据相比对，单片机输出站名的信号至站名显示器和音响播放器，制动信号和车门开关信号触发单片机输出出站和转弯提示信息至站名显示器和音响播放器。本发明采用车辆行驶路径与车辆信号灯相结合的结构实现公交车自动报站和显示，具有结构简单，功能齐全，价格低廉，安全可靠的优点。

Description

公交车一种自动报站显示系统
技术领域
本发明涉及一种公交车自动报站显示系统，特别是一种利用公交车的行程信息和转向信号与计算机预存信息共同作用来实现自动报站的系统。
背景技术
随着环保意识的深入人心和节能减排的需要，绿色出行已成为大众的首选。而公共汽车成了大多数人每天必不可少的交通工具。作为一种重要的出行方式，公交的服务质量直接关系到乘客的出行方便。因此公交站名的精确报站对广大乘客特别是外地游客显得尤其重要。
城市公交站名的报站，经历了售票员人工报站，到无人售票的驾驶员手动按钮报站，再到全自动报站的方式发展。
目前，公交车自动报站有采用GPS定位技术、射频识别技术及红外传感技术等。特别是GPS定位技术的应用，为公交自动报站的发展起到了很好的推广作用。但城市道路旁高楼耸立公交车在经过该路段时卫星的高频信号受到多次反射和遮蔽影响，车载GPS卫星定位模块接收到的卫星信号存在严重的多路径效应，造成GPS卫星定位模块定位精度差，在在经过立交桥、高架桥、隧道时也会出现形成定位盲区，出现提前报站或延迟报站甚至出现漏报站名的现象，影响了乘客的上下车。这时就需要驾驶员的人工干预，但这又会分散驾驶员的精力从而影响公交车的行驶安全。而采用射频技术和红外感应技术的，都需要在站台安装发射装置，而且汽车在行驶时会对设备产生较大的电磁干扰从而影响报站效果。
发明内容
本发明根据上述报站系统不足，提供一种根据车辆的行程记录和车辆信号灯相结合与单片机内存数据相对比来实现公交车自动报站显示的系统。
本发明采用的技术方案是：
公交车的一种自动报站显示系统，包括单片机、电源适配器、站名显示器和音响播放器，其特征在于：单片机的输入端分别连接公交车行程信号检测单元，转向信号检测单元，制动信号检测单元，和车门开关信号检测单元，以及GPRS网络通信单元，单片机输出端分别连接显示控制器和语音控制器；单片机预存的里程信息与输入的行程信号检测和转向信号检测数据相比对，单片机输出站名的信号至站名显示器和音响播放器，制动信号和车门开关信号触发单片机输出出站和转弯提示信息至站名显示器和音响播放器。
所述转向信号检测单元包括右转检测和右转向灯，左转检测和左转向灯。
所述制动信号检测单元包括制动检测和制动灯。
所述车门开关信号检测单元包括车门信号检测和车门开关。
所述公交车行程信号检测单元包括行程信号检测和行程信号。
所述GPRS网络通信单元包括异步通信模块和GPRS控制器。
站名的显示播放和车门开关还利用手动按键实现应急使用。
本发明的有益效果是：系统通过公交车的行程检测来确定车辆的相对位置，结合转向信号灯来确定到站的具体位置，克服了利用GPS定位会出现公交站名提前播报、延迟播报或漏报的现象。同时根据检测到的信号灯、制动灯和车门开启的信息，能精确播放“车辆左转”、“车辆右转”，“车辆起步”、“车辆制动”、“车辆开门”、“车辆关门”等温馨提示信息。另外通过GPRS模块实现的信息传输功能，实现公交车位置信息的联网和公交调度的最优化。本发明结构简单、功能齐全价格低廉等特点，适合作为城市公交车的站名自动播报显示单元。
附图说明
图1公交车自动报站显示系统结构方框图。
图2为公交车转向和制动灯信号采集工作示意图。
图3为公交车车门开关信号采集工作示意图。
图4为公交车行程信号采集工作示意图。
图5为公交车站名显示工作示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例进一步说明。
如附图1所示，公交车一种自动报站显示系统，包括安装在箱体的电源适配器1，单片机2，和接线端子11，电源适配器1连接单片机2为其提供电源。通过接线端子11连接的公交车左转信号检测6、右转信号检测7、制动信号检测8，其输入接信号灯两端测量电压，共采集左转向、右转向灯和制动灯3路信息，输出连单片机2的P0.0至P0.2引脚。同时通过接线端子11连接的公交车门信号检测9，其输入连接车门行程开关，输出连至单片机2的P0.3口。另外，通过接线端子11连接的公交车里程信号检测10,其输出连接单片机2的P3.2口。
单片机2的P1.0至连接显示控制14，由站名显示15来显示公交车的当前进站状态。单片机2的P1.1和P1.2连接语音控制12，通过扬声器13来播报站名和其它提示信息。另外，报站按键5连接至单片机2的P1.4~P2.7,实现手动站名的播报及系统的其它功能。
单片机2是MCS51系列单片机兼容的可多次编程的快速微处理器选用W77E58，在它内部集成有32K的可重复编程的flashROM、256字节的片内存储器、1K的用MOVX指令访问的SRAM、可编程的看门狗定时器、3个16位定时器、2个增强型的全双工串行口、片内RC振荡器、双16位数据指针等诸多功能。在很多场合，几乎不用扩展外围芯片就能够满足系统要求，而且，由于它采用了全新设计的微处理器内核，去除多余的时钟和存储周期，因此，在相同的晶振频率下，根据不同的指令类型，其运行速度一般比传统8051系列快1.5到3倍，一般情况下，平均可达2.5倍以上。另外，由于W77E58采用全静态CMOS设计，能工作在低速晶振频率下，因此，和普通的8051相比，若W77E58采用低速工作频率，在相同的指令吞吐量下，W77E58的节电性能也将大大提高。
单片机2的P1.2和P1.3通过异步通讯3与GPRS控制器4相连实现无线数据传送，通过GPRS控制器4把当前公交车的位置信息传送到实时公交网络中，方便系统调度及乘客的查询。
本发明是通过公交车的行程检测来确定车辆行驶的相对位置，结合右转向灯信号来确定到站点的具体时间进行显示和播音，还包括车辆进站、出站和转弯提示。
公交车进站报站显示播放，在单片机内存储器内存贮了站名及每一站之间的距离，车辆离开始发站时开始记录行程，当车辆行驶的位置在与设置的进站距离50米内时确定为预备进站，播报“车辆即将进站”的信息，同时当右转向灯闪烁时通过右转信号检测7检测到右转向灯闪烁就确定为车辆进站。扬声器播报“车辆已经到站”信息，车辆进站后，车门打开，旅客下车。
公交车出站显示播放，旅客上车后，车门关闭，制动灯熄灭，此时进入出站模式。当左转向灯闪烁时，系统通过左转信号检测6、制动信号检测8及车门信号检测9检测到这些信号后就确定为车辆已出站，播放安全提示信息及下一站点信息。
公交车转向显示播放，当车辆的行驶位置与设置的车辆转向位置相近时，车辆进入转向区域，此时，如果公交车的左转向灯亮则通过左转信号检测6或右转信号检测7检测到上述信号后可确定为车辆转弯，播报“车辆转弯，请拉好扶手”等信息。
附图2所示，为公交车右转向灯的信号采集工作示意图（左转向灯及制动灯的信号采集原理和右转向灯相同），R21为限流电阻，Q21为光电耦合器，R22为光电耦合器的集电极限流电阻。采集的信号通过Q21的集电极连到单片机的P0.0引脚。
当右转向灯点亮时，光电耦合器Q21的二极管导通，通过耦合作用，使连接在Q21集电极产生电流，电阻R22由于通电产生电压降，使集电极Q21为低电平。光电耦合器Q21的工作状态是由其输入的二极管的导通电流决定的，只有当其输入的二极管电流达到一定值时Q21的集电极才处于导通状态。因此，通过调整限流电阻R21的阻值就可以达到调整信号灯电压与电阻R22两端电压之间的对应关系。从而使检测电路具有更广的电压调整范围同时也能消除干扰电压对信号状态的影响。
附图3所示，为公交车车门开关信号的采集工作示意图，E为外接电源，R31为限流电阻，Q31为光电耦合器，R32为光电耦合器的集电极限流电阻。采集的信号通过Q31的集电极连到单片机的P0.2引脚。当车门关闭时，光电耦合器Q31的二极管导通，通过耦合作用，使连接在Q31集电极产生电流，电阻R32由于通电产生电压降，使Q31集电极为低电平。否则，车门打开时，Q31集电极为高电平。
附图4所示，为公交车行程信号采集工作示意图，E为外接电源，R41为限流电阻，D41为红外光发射二极管，Q41光电接收三极管器，R42为光电耦合器的集电极限流电阻。红外光发射二极管D41和接收三极管Q41安装在轮轴41两侧，轮轴一端凸起。当轮轴转动到一圈的某一位置时，D41发射的红外光被凸起的轮轴遮挡，接收三极管Q41得不到光线而截至使连接到Q41集电极的P3.2为高电平，否则为低电平。因此当轮轴旋转一圈则P3.2得到一个脉冲信号。由于车辆的行程与脉冲的个数成正比，因此，记录在单片机上的脉冲数与车轮的周长的乘积即为公交车的里程。
附图5所示，为公交车站名显示工作示意图，图中每个发光二极管代表一个站名，由单片机的P1.0发送站名显示信号。当将要到站时对应的发光二极管闪烁直到停站时变成常亮。

Claims (6)

1.公交车一种自动报站显示系统，包括单片机、电源适配器、站名显示器和音响播放器，其特征在于：单片机的输入端分别连接公交车行程信号检测单元，转向信号检测单元，制动信号检测单元，和车门开关信号检测单元，以及GPRS网络通信单元，单片机输出端分别连接显示控制器和语音控制器；单片机预存的里程信息与输入的行程信号检测和转向信号检测数据相比对，单片机输出站名的信号至站名显示器和音响播放器，制动信号和车门开关信号触发单片机输出出站和转弯提示信息至站名显示器和音响播放器。
2.根据权利要求1所述的公交车的一种自动站名报站显示系统，其特征是所述转向信号检测单元包括右转检测和右转向灯，左转检测和左转向灯。
3.根据权利要求1所述的公交车的一种自动站名报站显示系统，其特征是所述制动信号检测单元包括制动检测和制动灯。
4.根据权利要求1所述的公交车的一种自动站名报站显示系统，其特征是所述车门开关信号检测单元包括车门信号检测和车门开关。
5.根据权利要求4所述的公交车的一种自动站名报站显示系统，其特征是所述公交车行程信号检测单元包括行程信号检测和行程信号。
6.根据权利要求1所述的公交车的一种自动站名报站显示系统，其特征是所述GPRS网络通信单元包括异步通信模块和GPRS控制器。
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