浙江交通职业技术学院学报，第ｌ１卷第３期，２０１０年９月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＺｈ￣ｉａｎｇ Ｉｎｓｉｔｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｖｏ１．１１ Ｎｏ．３，Ｓｅｐ．２０１０ 智能公交电子站牌及其管理系统的设计 苏庆列，王麟珠 （福建交通职业技术学院，福州３５０００７） 摘要：针对国内智能公交的发展现状，本文设计了一款基于ＭＳＰ４３０Ｆ１４９微处理器 和ＧＰＳ／ＧＰＲＳ／ＧＩＳ技术的智能公交电子站牌及其管理系统的总体框图，分别阐述了智 能车载终端、智能电子站牌和智能管理系统三大模块的工作原理及其实现方法。实验 表明该系统可靠性高，功能完善，能够给广大市民提供更加人性化的公交换乘环境。 关键词：智能公交系统；电子站牌；车载终端；管理系统 中图分类号：Ｕ４９５ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１—２３４ｘ．２０１０．０３．０１１ 文章编号：１６７１—２３４Ｘ（２０１０）０３—０Ｏ４０—０４ 站牌、车载终端、管理系统三大模块。车载终端中 ０ 引 言 的ＧＰＳ接收模块采集公交车辆的实时位置信息， 微处理器将位置信息和车辆其他行驶信息等数据打 随着城市规模不断扩大，公交线路不断增多， 包处理，通过车载终端上的ＧＰＲＳ模块发送，经无 公交网络急剧复杂化，传统的ＭＩＳ系统已经满足不 线移动通信网络（ＧＰＲＳ网）上传到公交管理系统 了城市交通系统的有效管理和运行。目前，市区内 的通讯服务器，管理系统对接收的数据进行综合处 公交系统服务水平较低，公交运营服务不能很好地 理后存储，在管理中心的电子地图上将信息标定显 满足市民出行的要求，市民只能被动候车，公交车 示，并发送到市区各个公交电子站牌接收器上，通 何时到站、现在何方等信息都是未知数，致使部分 过电子站牌的终端系统实时显示该站点每一路公交 市民改乘其它交通工具，在一定程度上影响了公交 车的位置信息和到站时间，便于乘客及时掌握候车 系统的利用率，加剧了市区交通拥堵。本项目的开 时间和乘车时间，使换乘衔接更为高效，换乘方案 发和应用将实现车辆到站预报、到站提示、车辆实 可预见性更强。系统拓扑结构如图１所示。 时监控和调度、历史轨迹回放等功能，对方便公众 出行、提高公交营运效率和服务水平，从根本上缓 ２车载终端的设计 解目前城市交通拥堵状况等具有重要意义和作用。 此外，电子站牌还为政府和有关部门服务，用于发 结合城市公交车的行驶特性，公交智能车载终 布公益广告，天气预报，灾害预警等信息，为构建 端由ＭＳＰ４３０系列微处理器、ＧＰＳ卫星定位模块、 和谐社会发挥作用。 ＧＰＲＳ无线数据通信模块、数据采集模块、ＬＣＤ显 示模块、语音模块、电源控制模块、时钟模块以及 １ 系统拓扑结构 扩展模块等组成。实现公交车行驶数据的采集、处 理、存储和通信，通过ＧＰｓ、ＧＰＲＳ技术在车载终 智能公交电子站牌及其管理系统主要包括电子 端上的应用研究，实现公交车的实时定位、远程监 控和调度。智能车载终端设计框图如图２所示。 收稿日期：２０１０—０３—１７ 基金项目：福建省教育厅科技项目（ＪＢ０９２４５）；福建交通职业技术学院科教研发展基金（０９一ＫＹ一１６） 作者简介：苏庆列（１９８０一），男，福建德化人，助教，硕士，Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｕｌａｎｔｉａｎ＠１６３．ｅｏｍ。 第３期 苏庆列，王麟珠：智能公交电子站牌及其管理系统的设计 ４１ 公文智能管理中心 圈圃圈 图１智能公交电子站牌及其管理系统拓扑图 开关量信号 ＵＳＢ磁盘 输入 数字信号 ＬＣＤ显示 输入 模拟信号 语音撤警 输入 打印输出 车内ＣＡＮ 总线扩展 键盘输入ｌ Ｉ 电源模块 图２车载终端设计框图 处理器选用Ⅱ公司具有超低功耗特性的功能 电压能够适应９Ｖ～３２Ｖ的电压输人范围，并将其 强大的ｌ６位ＭＳＰ４３０Ｆ１４９单片机、键盘输入电路、 转换成５Ｖ直流电源，提供给内部电路，为Ａ／Ｄ转 时钟电路、微型打印机（如果需要）、发送模块等 换芯片、处理器模块、定位模块、通信模块、显示 组成，ＭＳＰ４３０Ｆ１４９型单片机有８ＫＢ＋２５６Ｂｙｔｅ Ｆｌａｓｈ一 屏、语音模块等提供电源。 Ｍｅｍｏｒｙ和２５６Ｂｙｔｅ ＲＡＭ以及两个串口和一个定时 定位模块由ＧＰＳ接收机和天线组成，实时接 器；高效率的精简ｌ６位指令结构可以确保任何任 收ＧＰＳ卫星信号，并输出车辆定位信息，存储于 务的快速执行，大多数指令可以在一个时钟周期内 车载终端中。定位模块通过串口向处理器发送定位 完成；它还具有高级语言编程的能力，可以加速软 坐标；处理器也可以向定位模块发送设置命令，以 件的开发…Ｏ时钟芯片采用的是Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的低 控制定位模块的状态和工作方式。ＧＰＲＳ通信模块 功耗实时时钟芯片ＰＣＦ８５６３，它具有１．０～５．５Ｖ的 的任务包括车辆行驶数据的上传和下载，接收来自 大工作电压范围，工作电流仅为０．２５ （ＶＣＣ＝ 上位机的指令，或根据要求上传数据。 ３．ＯＶ，２５０Ｃ）左右，具有很强的实用性。 键盘输入模块采用了复用的概念，共用了ｌ４ 供电采用车载电瓶，其电压为１２Ｖ／２４Ｖ。电源 个键，其中有ｌ０个输人键，另外４个功能键。这 ４２ 浙江交通职业技术学院学报 样既有效地节省了空间，同时又美观便携，非常便 了ＬＥＤ发光二极管来显示公交到站情况，包括下 于车载使用。扩展接口模块是为实现扩展设计，预 一辆公交的到站时间和距离。 留有Ｉ／Ｏ口（用于中断）和Ａ／Ｄ通道，便于以后 将终端设备与防盗报警设备和视频设备相连接，实 现车辆的智能控制与防盗功能，同时还预留有 ＧＰＲｓ模块Ｌ ＣＡＮ总线接口。 （ＰＩＭＬ）卜 ｌ 主 制器 ３Ｃ （ＭＳＰ４３Ｏｆ１４９ ＳＩＭ－￣．Ｉ 单片机） ３电子站牌的设计 智能公交电子站牌通过电子屏幕显示车辆到站 图３电子站牌系统组成框图 信息，通过该电子屏幕可以看到下一辆车到达本站 的时间和距离本站的距离，还可以提供车上的人员 ４智能管理系统的设计 拥挤状况、该车是否出现故障等信息。电子站牌与 车载终端选用同一款ＭＳＰ４３０Ｆｌ４９微处理器和ＧＰＲＳ 公交智能管理系统软件是与电子站牌和车载终 无线接收模块，还包括显示模块和电源模块。系统 端配套的对公交车进行信息化管理的系统，系统顶 结构如图３所示。 层数据流程图如图４所示。该系统对公交车载终端 系统控制器采用动态扫描显示方式，ＬＥＤ显示 发送过来的车辆位置和行驶信息进行统计、分析、 模块包括电子站牌显示屏和广告信息显示屏，其中 处理，并向智能电子站牌发送公交车的位置信息和 电子站牌显示屏主要用来显示车辆到站和路况信 行驶信息等；系统管理员录人公交公司、车辆和驾 息，广告信息显示屏主要用来显示新闻和各类广告 驶员基本信息，并可将车辆行驶信息形成报表呈送 信息等 Ｊ。站牌的上部与普通站牌一样，下部增加 公交公司管理层和交管部ｉ＇ｑ ｃ３Ｊ。 图４软件顶层数据流程图 管理系统分为系统管理、信息管理、统计分 辆、驾驶员基本信息的输人、编辑、删除等操作， 析、图表绘制、数据通信、数字道路地图查询、 对行驶数据进行统计分析，并根据分析结果来查看 ｉＢｕｔｔｏｎ管理、系统登陆等模块。系统一方面结合建 驾驶员是否有超速、甩客等违章行为，通过绘制车 设智能公交电子站牌需要，应用ＧＰＳ全球卫星定 辆行驶曲线查看行驶过程中车辆的速度变化和驾驶 位、ＧＰＲＳ无线通信和ＧＩＳ电子地图查询等高新技 员的操作行为，为公交公司提供了一个对车辆、驾 术，在智能管理系统中心平台实现对车辆的实时定 驶员、公交公司信息进行全方位自动化管理的平 位、查询、调度和轨迹回放等功能，并向智能电子 台。 站牌发送所需显示的车辆到站时间和距离等信息， 本系统软件以Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ作为开发平台，采 方便了市民的出行，也方便了公交公司对公交车的 用典型的Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２０００数据库，具有客 实时管理和调度，降低了公交运营成本等多方面经 户机／ＨＥ务器体系结构的关系型数据库管理系统。 济和社会效益。另一方面，可以实现公交公司、车 它使用客户机／服务器体系结构把所有的工作负荷 第３期 苏庆列，王麟珠：智能公交电子站牌及其管理系统的设计 ４３ 分解成在服务器上的任务和在客户机上的任务。系 统图文并茂、界面友好，并具有良好的可靠性和操 作性。系统数据流图如图５所示。 图５公交智能管理系统数据流程图 ５ 结 语 本公交智能管理系统及其电子站牌成功结合了 ＭＳＰ４３０系列微处理器的强大功能、ＧＰＳ的成熟技 术、ＧＰＲＳ网优质的传输性能和ＧＩＳ的直观高效特 性，具有设计成本低、技术成熟、功能完善、结构 合理等优势。系统经过软硬件调试后，运行稳定可 靠、维护方便快捷，车载终端实时采集公交车辆的 参考文献： 位置信息和行驶数据；管理系统可在线查询公交车 辆实时行驶状况，方便监控和调度；电子站牌及时 显示车辆到站信息，给广大市民提供更加人性化的 公交换乘环境。本系统的应用极大地优化了公交调 度工作流程，提高了企业的运营效率、经济效益和 社会效益。同时为公交企业的现代化和未来城市智 能交通系统（ＩＴＳ）、快速公交系统（ＢＲＴ）的发展 奠定了良好的技术基础，特别适用于中小城市，具 有广阔的发展前景。 ［１］沈建华，杨艳琴，翟骁曙．ＭＳＰ４３０系列１６位超低功耗单片机原理与应用［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００４． ［２］高铁杠，顾巧论．公交车站电子站牌应用前景及可行性分析［Ｊ］．城市公共交通，２ＯＯ２，（６）：２８—２９． ［３］陈胜，董德存．公交电子站牌系统分析［Ｊ］．交通科技与经济，２００９，１１（４）：１—４． Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｂｕｓ Ｂｏａｒｄ ａｎｄ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｕｂｌｉｃ Ｔｒａｆｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ｆＳＵ Ｑｉｎｇ—ｌｉｅ，ＷＡＮＧ Ｌｉｎ—ｚｈｕ （Ｆｕｊｉａｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００７，ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｐｕｂｌｉｃ ｔｒａｆｆｉｃ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｂｕｓ ｂｏａｒｄ ａｎｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｐｕｂｌｉｃ ｔｒａｆｆｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＳＰ４３０Ｆ１４９ ＣＯｒｅ ａｎｄ ＧＰＳ／ＧＰＲＳ／ＧＩＳ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｕｔｏ’Ｓ ｔｅｒｍｉｎａｌ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｂｕｓ—ｓｔｏｐ ｂｏａｒｄ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓ— ｔｅｍ．Ｔｈｅ ｒｅｓｌｔｕｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．ｐｅｒｆｃｔｅ ｉｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｉｖｅｓ ａ ｈｕｍａｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｔｏ ｃｈａｎｇｅ ｂｕｓｅｓ ｆｏｒ ｐｅｏｐｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｐｕｂｌｉｃ ｔｌ￣，ｆｉｅ ｓｙｓｔｅｍ；ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｂｕｓ ｂｏａｒｄ；ａｕｔｏ’Ｓ ｔｅｒｍｉｎａｌ；ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ
