CN110619761A - 基于Zigbee和4G技术的智能公交系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Zigbee和4G技术的智能公交系统，包括Zigbee无线传感器网络、集中器、4G模块、服务器、电子站牌、智能终端和web客户端；其特征在于：通过Zigbee无线传感器网络和4G技术采集公交车信息，并通过网络让人们使用终端设备对信息进行管理和查询，完善公交公司对公交车辆的管理，实时了解每一辆公交车的状况和公交线路的情况，及时调配车辆和解决突发事件；能够让乘客通过智能终端或者是Web客户端查询公交车辆的信息，了解车辆的车内环境，到达时间等信息，发明性强，易于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及智能公交系统应用技术领域，尤其是一种基于Zigbee和4G技术的智能公交系统。
背景技术
城市发展带来的交通拥堵问题是目前很多城市在发展过程中所面临的一大难题，能源浪费以及环境污染也日益严重。快捷，有效的城市公交系统是解决这一问题的重要手段。在城市公共交通系统中，公交车以其乘坐方便，价格经济日渐成为市民出行交通工具的首选。但随着我国城市规模的快速发展和人口的不断增加，公共交通系统面临着严峻的考验，公交车属于人口密集的区域，需要良好的乘车环境和乘车安全，公交线路的增加给也公交公司的管理增加难度，所以积极发展智能公交通系统是改善公共交通出行的最有效途径，将Zigbee无线传感器网络和新一代4G无线通信技术应用到智能公交领域，能够很好的满足公交管理和人们公交出行的需求。
发明内容
现有技术难以人们的需要，为了解决上述存在的问题，本发明提出了一种基于Zigbee和4G技术的智能公交系统，它提供一种能够对公交车辆车况信息，位置信息和车内环境信息进行实时监控，同时将这些信息通过无线通信技术发送至公交公司服务器进行管理，乘客可以通过个人电脑和智能终端对公交信息进行实时查询公交线路，车辆乘车环境和位置的智能公交系统。
为实现该技术目的，本发明采用的技术方案是：一种基于Zigbee和4G技术的智能公交系统，包括Zigbee无线传感器网络、集中器、4G模块、服务器、电子站牌、智能终端和web客户端；所述Zigbee无线传感器网络包括数据采集节点和数据汇聚节点；所述数据采集节点通过数据汇聚节点与集中器通信；所述集中器通过4G模块与服务器进行通信；所述电子站牌通过4G模块与服务器进行通信；所述智能终端和web客户端通过4G模块与服务器进行通信。
进一步，所述数据采集节点包括温湿度采集模块、烟雾检测模块、人数检测模块和Zigbee芯片，且ZigBee芯片的通信模式为终端节点和路由节点模式；
进一步，所述数据汇聚节点包括Zigbee芯片，且ZigBee芯片的通信模式为协调器模式。
进一步，所述集中器包括LPC1788嵌入式系统及其外围电路、GPS模块、显示屏和图像采集模块。
进一步，所述4G模块包括移动4G网络通信芯片和4G网络通信芯片外围电路；
进一步，所述服务器包括主板、CPU、内存条、硬盘和其服务系统；
进一步，所述电子站牌包括MPS430芯片、LED驱动电路、LED显示屏和MPS430芯片外围电路；
进一步，所述智能终端为基于安卓系统及苹果系统下开发的一款客户端软件；
进一步，所述Web客户端包括客户端软件或者是输入输出网页用于实时查询公交路线和公交车辆信息。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该基于Zigbee和4G技术的智能公交系统能够采集公交车的车辆信息和位置信息，并上传至服务器，让公交公司较强对公交车辆的管理，实时了解每一辆公交车的状况和公交线路的情况，及时的调配车辆和解决突发事件；能够让乘客通过智能终端或者是Web客户端查询公交车辆的信息，了解车辆的车内环境，到达时间等信息，合理选择线路和车辆安排自己的出行，同时电子站牌也能实时显示车辆信息和到站时间，为站台乘客提供良好的使用体验；通过智能交通系统吸引更多的人通过公交车出行，这样能够极大的减少能源的消耗，减少城市的污染；通过系统对公交车进行实时视屏和环境监控，及时的发现异常情况，并可以通过系统及时与公交公司或公安机关取得联系，减少公共安全隐患和突出事件；发明性强，易于推广使用。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图；
图2是本发明的数据采集节点示意图；
图3是本发明的集中器结构示意图；
图4是本发明的电子站牌结构示意图；
附图标记中：1-数据采集节点、2-数据汇聚节点、3-集中器、4-4G模块、5-服务器、6-电子站牌、7-智能终端、8-web客户端、9-温湿度采集模块、10-烟雾检测模块、11-人数检测模块、12-Zigbee芯片、13-LPC1788嵌入式系统、14-显示屏、15-图像采集模块、16-GPS模块、17-MPS430芯片、18-LED驱动路、19-LED显示屏、101-1#公交车、102-2#公交车、103-N#公交车、104-ZigBee无线传感器网络。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，基于Zigbee和4G技术的智能公交系统包括：1#公交车101、2#公交车102、N#公交车103、Zigbee无线传感器网络104、数据采集节点1、数据汇聚节2、集中器3、4G模块4、服务器5、电子站牌6、智能终端7和Web/客户端8；公交车辆上分布式安装数据采集节点1，采集公交车的信息，同时数据节点和汇聚节点中的Zigbee芯片通过ZigBee协议进行自检测、自调节、自组网，并通过建立的无线传感器网络将信息传送到汇聚节点，在通过汇聚节点的串口发送到集中器3，图像采集模块15将公交车内图片和视频信息通过HPI接口传输到集中器3，GPS模块16采集公交车辆位置信息传送到集中器，集中器对相关信息进行分析和处理后，通过4G模块4发送到服务器，工作人员根据信息对车辆和线路进行管理和监控，电子站牌6读取服务器信息在公交站台实时显示供人们查看，乘客可以通过智能终端7或者是Web客户端8对车辆信息进行查询，合理安排自己的出行。
如图2所示，本发明中的数据采集节点包括温湿度采集模块9、烟雾检测模块10、人数检测模块11和Zigbee芯片12；温度采集模块9采用RHT30温湿度传感器采集车厢内的温度和湿度，烟雾检测模块10采用MQ-2型气敏烟雾传感器检测车厢是否有烟雾和有害气体，人数检测模块11采用红外传感器检测车箱内的人数。
如图3所示，本发明中的集中器包括LPC1788嵌入式系统13、显示屏14、图像采集模块15和GPS模块16；LPC1788是集中器的主控芯片，通过串口接收数据汇聚节点的无线传感器网络信息，同时对信息进行分析和处理，接收和暂存图像采集模块的视频和图像信息，GPS模块使用U-BLOX NEO-6M模组，可以高效稳定接收到GPS位置信息，通过显示屏的实时显示车辆信息和图像信息，通过4G模块与互联网进行数据交互，将信息上传至服务器。4G模块使用第4代无线通信芯片实现无线数据传输，上行速度为50Mbps，下行速度为100Mbps，完全满足视频数据的无线传输。
如图4所示，本发明中的电子站牌包括MPS43017、LED驱动电路18和LED显示屏19；MPS43017是高效低功耗的单片机系统，通过4G模块4从服务器上读取车辆信息在站台上LED显示屏19实时显示，LED驱动电路18为AC-DC电路模块为显示屏提供能量，LED显示屏19由LED点阵模块组成，实时显示信息。
本发明工作原理：本发明具体实施方案可以分为以下几个部分，各部分相对独立工作；第一部分为Zigbee无线传感器网络，由数据采集节点(ZigBee终端节点和ZigBee路由节点)，数据汇聚节点(ZigBee协调节点)组成ZigBee无线自组织传感器网络，每个无线自组织传感器网络有多个终端节点和路由节点，一个协调器节点，终端节点和路由节点上载有不同的传感器模块，用于采集车厢温湿度信息，人数信息，烟雾信息，并传输到协调节点，协调节点通过串口发送到集中器。
第二部分为集中器和图像采集模块，集中器通过图像采集模块采集车厢内的图像，GPS模块采集车辆的位置信息，并将这些信息和协调器传输过来的信息在显示屏上显示供公交车司机查看，如果车内出现危险情况，司机能够及时通过集中器与公交车公司或者是公安机关取得联系，集中器还能通过4G模块将这些信息上传至服务器上进行存储和分析。
第三部分为互联网部分，集中器将车辆信息通过4G网络传送至互联网的服务器上，服务器上运行有数据库程序用于数据的存储、分析和统计，同时提供Web服务，工作人员可以对信息进行实时分析及时处理，乘客在PC机上可以通过Web/客户端访问服务器，查询相关数据，根据信息安排自己的出行，也可以通过安卓或者是苹果智能设备上的App对服务器的数据进行查询。
第四部分是电子站牌部分，MPS430单片机系统通过4G网络从服务器中读取相关的信息，同时将信息在站台上的LED显示屏上显示，供乘客查看，以免减少乘客在站台乘车等待时的盲目性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于Zigbee和4G技术的智能公交系统，包括Zigbee无线传感器网络、集中器、4G模块、服务器、电子站牌、智能终端和web客户端；其特征在于：所述Zigbee无线传感器网络包括数据采集节点和数据汇聚节点；所述数据采集节点通过数据汇聚节点与集中器通信；所述集中器通过4G模块与服务器进行通信；所述电子站牌通过4G模块与服务器进行通信；所述智能终端和web客户端通过4G模块与服务器进行通信。
2.根据权利要求1所述的基于Zigbee和4G技术的智能公交系统，其特征在于：所述数据采集节点包括温湿度采集模块、烟雾检测模块、人数检测模块和Zigbee芯片，且ZigBee芯片的通信模式为终端节点和路由节点模式；所述数据汇聚节点包括Zigbee芯片，且ZigBee芯片的通信模式为协调器模式。
3.根据权利要求1所述的基于Zigbee和4G技术的智能公交系统，其特征在于：所述集中器包括LPC1788嵌入式系统及其外围电路、GPS模块、显示屏和图像采集模块。
4.根据权利要求1所述的基于Zigbee和4G技术的智能公交系统，其特征在于：所述4G模块包括移动4G网络通信芯片和4G网络通信芯片外围电路。
5.根据权利要求1所述的基于Zigbee和4G技术的智能公交系统，其特征在于：所述服务器包括主板、CPU、内存条、硬盘和其服务系统。
6.根据权利要求1所述的基于Zigbee和4G技术的智能公交系统，其特征在于：所述电子站牌包括MPS430芯片、LED驱动电路、LED显示屏和MPS430芯片外围电路。
7.根据权利要求1所述的基于Zigbee和4G技术的智能公交系统，其特征在于：所述智能终端为基于安卓系统及苹果系统下开发的一款客户端软件。
8.根据权利要求1所述的基于Zigbee和4G技术的智能公交系统，其特征在于：所述Web客户端包括客户端软件或者是输入输出网页用于实时查询公交路线和公交车辆信息。
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