專利名稱：公交車無線報(bào)站系統(tǒng)及報(bào)站方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公交車及公交車站臺(tái)自動(dòng)化管理系統(tǒng)，尤其是公交車無線報(bào)站系統(tǒng)及
報(bào)站方法。
背景技術(shù)：
城市公共交通系統(tǒng)是城市文明形象的重要標(biāo)志，隨著科技的發(fā)展，城市公交系統(tǒng) 也即將進(jìn)入新的時(shí)代。以前傳統(tǒng)公交報(bào)站系統(tǒng)是公交車手動(dòng)按鈕報(bào)站和人工語音報(bào)站，由 于其費(fèi)時(shí)費(fèi)力、誤報(bào)錯(cuò)報(bào)率高，更是存在交通安全隱患，它們將漸漸退出歷史舞臺(tái)，而新時(shí) 代背景下對(duì)公交系統(tǒng)提出了新的要求，公交系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化、多用化、經(jīng)濟(jì)化、管理高效 化、管理可視化是其發(fā)展的必然趨勢(shì)。近年來出現(xiàn)了一些自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，他們大致分為基 于ZigBee技術(shù)的公交報(bào)站系統(tǒng)；基于GSM通信平臺(tái)的公交報(bào)站系統(tǒng)；基于GPRS通信平臺(tái)的 公交報(bào)站系統(tǒng)；基于紅外遙控技術(shù)的報(bào)站公交系統(tǒng)；基于GPS定位技術(shù)的公交報(bào)站系統(tǒng)。
以上系統(tǒng)除了大多都還處在試驗(yàn)階段，究其原因就是技術(shù)不盡如人意，在實(shí)際環(huán) 境中使用問題較多。例如目前投入使用的基于GPS定位系統(tǒng)的公交自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)也有很 多問題。從GPS自身問題來說，第一，GPS本是美國(guó)軍方開發(fā)的一套系統(tǒng)，易受美國(guó)控制，且 使用權(quán)限有限；第二， GPS缺乏加密機(jī)制容易被干擾，加上環(huán)境和天氣的影響使其穩(wěn)定性不 高；第三，GPS精度低，普通商用GPS精度在0. 1Km ;第四，GPS后期使用費(fèi)增加了成本投入。 除了以上自身局限外，GPS定位系統(tǒng)應(yīng)用于公交車報(bào)站系統(tǒng)在原理上也有其局限性。基于 GPS的公交自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的工作原理必須預(yù)先將公交車要經(jīng)過站臺(tái)位置的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 于公交車接收裝置中，在公交車運(yùn)行過程中，接收裝置不斷接收GPS經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)與已 經(jīng)存儲(chǔ)的站點(diǎn)數(shù)據(jù)比較，相符后調(diào)用存儲(chǔ)在車內(nèi)的語音播放。 經(jīng)過以上原理分析，基于GPS定位的公交報(bào)站系統(tǒng)其存在以下問題GPS定位精度 限制，在實(shí)際使用過程中，如果GPS受到橋梁、高層建筑的影響，很容易出現(xiàn)無法接收數(shù)據(jù)， 那么將導(dǎo)致公交車漏報(bào)；公交車上行、下行線路的站臺(tái)距離相距很短，當(dāng)在GPS的精度100m 內(nèi)，系統(tǒng)將無法不能正確區(qū)分上行線和下行線，特別在車輛快速進(jìn)站的時(shí)候，車輛每秒移動(dòng) 的距離加上誤差距離，此問題更突出。公交車存儲(chǔ)固定了站點(diǎn)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，這使系統(tǒng)靈活性 嚴(yán)重受限，如果遇見道路改建，公交車線路變更，公交車存儲(chǔ)的站點(diǎn)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)將得重新更 改，加大了公交公司物力和財(cái)力投入；系統(tǒng)播放的報(bào)站語音是按順序存放在車內(nèi)的，如果在 某一站點(diǎn)出現(xiàn)漏報(bào)，累積效應(yīng)將導(dǎo)致整條線路無法正確報(bào)站；此類公交系統(tǒng)可移植性不好， 不能應(yīng)用如旅游車，城市觀光車等其他用戶，存在資源浪費(fèi)；GPS只具有定位測(cè)速等功能， 它不能完成數(shù)據(jù)通信，如果要監(jiān)管車輛信息，必須增加其他如GSM或GPRS等數(shù)據(jù)傳輸模塊， 無意間這在硬件設(shè)計(jì)上就增加了系統(tǒng)成本，限制了其使用范圍。 信息化時(shí)代的今天，希望公交車管理能可視化，當(dāng)遇見險(xiǎn)情和突發(fā)事故時(shí)管理部 門能快速準(zhǔn)確的了解現(xiàn)場(chǎng)的情況，而在以上介紹的公交自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)中，實(shí)用性較強(qiáng)且在 成本上存在優(yōu)勢(shì)的只有基于ZigBee的公交報(bào)站系統(tǒng)。但是它應(yīng)用于公交系統(tǒng)自身也存在 一定局限性，原因在于ZigBee是短距離、低速率的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它在小區(qū)域的數(shù)據(jù)傳輸中占有優(yōu)勢(shì)，但是在如城市公交車系統(tǒng)的大區(qū)域內(nèi)就無法滿足技術(shù)要求。特別當(dāng)一個(gè)站臺(tái) 有多輛車經(jīng)過的情況下，系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大增，就會(huì)使的系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn) 問題，致使系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性大幅下降，這讓系統(tǒng)在實(shí)際環(huán)境中處理能力上受到限制。同 樣該系統(tǒng)也存在靈活性、可移植性差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種公交車無線報(bào)站系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過無線通信技術(shù)組建成 自動(dòng)化的公交管理網(wǎng)絡(luò)，使公交車通過語音和/或顯示方式自動(dòng)預(yù)報(bào)站名，并且在公交站 臺(tái)上通過語音和/或顯示方式提示即將到來的車輛信息和/或線路上各車輛的位置信息， 從而方便乘客候車，也提高了整個(gè)公交系統(tǒng)的工作效率，并且存儲(chǔ)在公交站臺(tái)上的數(shù)據(jù)還 可由私家車等其它車輛共享； 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述系統(tǒng)中使用的公交車的報(bào)站方法，能夠?qū)崿F(xiàn)
公交車自動(dòng)報(bào)站，并且不受公交車線路變更的影響。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 —種公交車無線報(bào)站系統(tǒng)，其特別之處在于，包括一個(gè)管理終端、至少一個(gè)公交站 臺(tái)終端、和至少一個(gè)用戶終端，其中管理終端和所有公交站臺(tái)終端之間通過有線或無線方 式連接從而雙向通信，而公交站臺(tái)終端和用戶終端之間通過無線方式連接從而雙向通信。
其中管理終端和公交站臺(tái)終端之間通過大于lkm的長(zhǎng)距無線方式通信，公交站臺(tái) 終端和用戶終端之間通過小于lkm的短距無線方式通信。 其中公交站臺(tái)終端包括中央處理模塊，該中央處理模塊分別與短距無線模塊、長(zhǎng) 距無線模塊、和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接，該中央處理模塊還與顯示輸出模塊或語音輸出模塊連 接。 其中用戶終端包括中央處理模塊，該中央處理模塊分別與短距無線模塊和數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)模塊連接，該中央處理模塊還與顯示輸出模塊或帶有語音解碼功能的語音輸出模塊連 接。 進(jìn)一步的，其中公交站臺(tái)終端和用戶終端的中央處理模塊是單片機(jī)、ARM微處理 器、DSP微處理器、或帶有全雙工通信串口的MCU。 進(jìn)一步的，其中公交站臺(tái)終端和用戶終端之間通過跳頻方式實(shí)現(xiàn)無線通信。
其中管理終端由帶有管理終端軟件的計(jì)算機(jī)和與該計(jì)算機(jī)連接的長(zhǎng)距離無線通 信單元組成。 —種公交車無線報(bào)站方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)、首先將與同一個(gè)管理終端連接的所有公交站臺(tái)終端中的每一個(gè)均賦予唯一 的站臺(tái)編號(hào)，并賦予每條公交車線路唯一的線路編號(hào)，賦予每個(gè)用戶終端唯一的公交車編 號(hào)； (2)、用戶終端無線模塊檢測(cè)是否到達(dá)下一站請(qǐng)求信號(hào)范圍； (3)、如到達(dá)，則用戶終端對(duì)下一站發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，等待被請(qǐng)求公交站臺(tái)終端回 復(fù)； (4)、公交站臺(tái)終端接收到用戶終端請(qǐng)求信號(hào)； (5)、公交站臺(tái)終端檢測(cè)用戶終端頻段信道狀態(tài)，生成閑置信道的偽隨機(jī)碼，向請(qǐng)
5求的用戶終端發(fā)送此偽隨機(jī)碼； (6)、公交站臺(tái)終端系統(tǒng)根據(jù)此偽隨機(jī)碼將到通信信道調(diào)整至該頻率； (7)、用戶終端根據(jù)接收的偽隨機(jī)碼設(shè)定本車信道頻率； (8)、用戶終端發(fā)送上一站公交站臺(tái)終端編號(hào)和公交車編號(hào)； (9)、用戶終端發(fā)送本車狀態(tài)數(shù)據(jù)； (10)、公交站臺(tái)終端接收用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)； (11)、公交站臺(tái)終端發(fā)送本終端用戶數(shù)據(jù)，發(fā)送后面連續(xù)三個(gè)公交站臺(tái)終端的編 號(hào)； (12)、用戶終端接收被請(qǐng)求公交站臺(tái)終端發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)，接收公交站臺(tái)終端發(fā)
送的后面連續(xù)三個(gè)公交站臺(tái)終端的編號(hào)； (13)、用戶終端將信道恢復(fù)為公共頻段； (14)、公交站臺(tái)終端將無線信道恢復(fù)至公共頻段。 其中無線方式的通信頻段分為公共頻段、公交車用戶頻段、管理終端頻段、和其他 用戶頻段，其中公共頻段用于各種終端尋呼、應(yīng)答，不同的終端工作方式采用各自的通信頻 段，每個(gè)頻段包含多個(gè)通信頻率，各終端之間的數(shù)據(jù)傳輸使用各自的頻段，均不使用公共頻 段。 本報(bào)站系統(tǒng)能完成公交車預(yù)報(bào)將到站站名的語音和漢子顯示的提示，這個(gè)過程無
需任何人為操作，同時(shí)公交車站臺(tái)完成提示即將到站車輛的信息，以及線路上各車輛所在
位置的信息，為乘客提供便利，方便乘客候車，特別是為盲人朋友提供了很好的候車環(huán)境，
因?yàn)檎九_(tái)上語音提示功能可以告訴候車乘客即將到達(dá)本站的是幾路車，以及路過本站車輛
現(xiàn)在處在何位置和下一班次車輛什么時(shí)候到達(dá)。公交車站臺(tái)上還能顯示各類實(shí)時(shí)信息，從
而改善了乘客的候車環(huán)境。本發(fā)明還提出了一種新的報(bào)站方法，與以往依靠固定線路報(bào)站
的方法比較具有很大的靈活性。本系統(tǒng)只要公交車開到什么站臺(tái)就會(huì)報(bào)出站名，即使公交
車變更了線路，也不需要改變系統(tǒng)任何設(shè)置，就能讓公交車準(zhǔn)確無誤的報(bào)站。 通過管理終端，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)公交車實(shí)時(shí)定位和公交車信息數(shù)據(jù)的采集，管理終端
可以查詢、顯示車輛任何信息，保障公交車高效快速運(yùn)行，實(shí)時(shí)性的掌握線路上運(yùn)行公交車
的狀態(tài)，讓公共交通系統(tǒng)管理實(shí)現(xiàn)可視化、信息化、高效化。 公交站臺(tái)不僅能使公交車用戶享受站臺(tái)信息，而且其他用戶終端也可以使用站臺(tái) 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息，所有存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息都可以在管理終端的管理下更改。其他用戶終端例 如城市觀光車、旅游車、私家車等使用相應(yīng)設(shè)備就可以像公交車一樣從公交站臺(tái)獲取相關(guān) 信息，當(dāng)然其無需向公交站臺(tái)報(bào)站。


附圖1為本系統(tǒng)的拓?fù)鋱D； 附圖2為本系統(tǒng)中公交站臺(tái)部分的原理框圖； 附圖3為本系統(tǒng)中公交車部分的原理框圖； 附圖4為本系統(tǒng)中站臺(tái)部分無線單元原理框圖； 附圖5為本系統(tǒng)中公交車用戶部分通信流程圖； 附圖6為本系統(tǒng)中站臺(tái)部分與公交車通信流程 附圖7為本系統(tǒng)中公交車系統(tǒng)流程圖； 附圖8為本系統(tǒng)中站臺(tái)系統(tǒng)流程圖； 附圖9為本系統(tǒng)中管理終端流程圖； 附圖10為本系統(tǒng)其他用戶流程具體實(shí)施例方式
圖1為本新型公交車報(bào)站系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介示意圖，如圖1所示，本新型公交車報(bào)站系 統(tǒng)實(shí)施例一包含有公交車用戶終端，其他用戶終端，公交車站臺(tái)A，公交車站臺(tái)B，公交車站 臺(tái)C，公交車站臺(tái)N-l，公交車站臺(tái)N，公交城域網(wǎng)，管理終端。公交車用戶即將駛?cè)胝九_(tái)A， 當(dāng)?shù)竭_(dá)短距無線模塊作用距離時(shí)，公交車發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，此時(shí)站臺(tái)A接收請(qǐng)求信號(hào)后與發(fā) 送請(qǐng)求的公交車建立通信，同時(shí)站臺(tái)記錄下公交車用戶數(shù)據(jù)和位置信息，把存儲(chǔ)在站臺(tái)內(nèi) 的報(bào)站語音編碼數(shù)據(jù)流和漢字顯示代碼傳輸給公交車，公交車接收完畢后，播放出報(bào)站名 語音，LED顯示出即將到站站名，公交車用戶終端就與公交車站臺(tái)A通行完畢。此時(shí)，站臺(tái) 將記錄來的公交車用戶數(shù)據(jù)傳傳輸給管理終端，并且還將公交用戶的位置信息傳輸至鄰近 幾個(gè)站臺(tái)。鄰近幾個(gè)站臺(tái)，站臺(tái)B，站臺(tái)C將接收到公交車用戶的位置信息用LED/LCD顯示 出來，提醒候車車乘客注意候車。管理終端接收到站臺(tái)傳輸?shù)墓卉囉脩魯?shù)據(jù)保存，并將數(shù) 據(jù)解析后顯示出公交車位置信息和狀態(tài)信息。其他用戶終端既將到達(dá)公交車站臺(tái)N，其他用 戶終端和公交車用戶一樣，到達(dá)無線作用距離后發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，此時(shí)站臺(tái)A接收請(qǐng)求信號(hào) 后與發(fā)送請(qǐng)求的終端建立通信，把存儲(chǔ)在站臺(tái)內(nèi)的周邊環(huán)境的語音編碼數(shù)據(jù)流傳輸給請(qǐng)求 終端，其他用戶終端接收完畢后，播放出語音，讓乘客了解周邊環(huán)境，感受城市文化。
以上技術(shù)方案所描述的站臺(tái)終端如圖2所示，站臺(tái)終端包括有中央處理模塊，無 線單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、功能子模塊單元、LED/LCD顯示輸出語音輸出模塊。無線單元有多 個(gè)無線模塊組成，其中有用于用戶通信的短距無線模塊，用于站臺(tái)通信的長(zhǎng)距大功率無線 模塊。短距無線模塊使用戶終端在到達(dá)一定距離后才能工作，作用距離可以在500-800米 左右，由于不同站臺(tái)過往用戶數(shù)量不同，過往用戶較多，站臺(tái)無線作用距離可以延長(zhǎng)，保證 乘客有足夠的準(zhǔn)備時(shí)間下車。長(zhǎng)距大功率無線模塊作用距離較遠(yuǎn)，使鄰近幾個(gè)站臺(tái)能互相 通信，完成站臺(tái)信息的上傳和管理數(shù)據(jù)的下載。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元是公交車報(bào)站的數(shù)據(jù)庫(kù)，里面 存有公交用戶數(shù)據(jù)，周邊環(huán)境語音數(shù)據(jù)和公交線路數(shù)據(jù)。公交用戶數(shù)據(jù)包括提醒乘客即將 到站的站名、歡迎乘客乘坐本車的問候語和商業(yè)廣告，這些數(shù)據(jù)都是經(jīng)過編碼壓縮后的語 音數(shù)據(jù)流，接收端收到此類信息后通過語音解碼芯片就可以播放出以上語音，同時(shí)還存儲(chǔ) 有對(duì)應(yīng)語音LED顯示的漢字代碼數(shù)據(jù)。周邊環(huán)境語音是本站臺(tái)周邊環(huán)境的介紹，內(nèi)容包括 金融場(chǎng)所、游樂場(chǎng)、文化、旅游景點(diǎn)、賓館、商業(yè)場(chǎng)所和飯店等，存儲(chǔ)的語音數(shù)據(jù)是簡(jiǎn)介經(jīng)過 編碼壓縮后的語音數(shù)據(jù)流，他們可以用在旅游車和城市觀光車等上面。這不僅使乘客準(zhǔn)確 地了解城市文化，而且還提升了城市形象。公交線路數(shù)據(jù)包括經(jīng)過本站公交車的線路編號(hào)、 線路包以及各線路站臺(tái)編號(hào)，這些數(shù)據(jù)能通過管理終端進(jìn)行更新。功能子模塊是站臺(tái)多功 能設(shè)計(jì)的一個(gè)擴(kuò)展部分，比如站臺(tái)溫度、時(shí)間等日常生活信息的擴(kuò)展，使系統(tǒng)更貼切生活， 讓乘客候車更方便。站臺(tái)輸出部分有顯示輸出和語音輸出，顯示輸出可以是LED，也可以是 LCD，將車輛的信息動(dòng)態(tài)顯示出來，系統(tǒng)還可以顯示實(shí)時(shí)要聞、商業(yè)廣告、電影預(yù)告片等。系 統(tǒng)把即將到站車輛的信息和路過本站車輛的位置信息都通過語音解碼芯片解碼后的語音輸出，用語音提示乘客，盲人朋友就可以根據(jù)語音提示選擇自己要乘坐的車輛。站臺(tái)終端中 央處理模塊是整個(gè)報(bào)站系統(tǒng)的核心，它既要對(duì)無線單元的信道檢測(cè)、跳變，還要分析各類終 端的請(qǐng)求，也要傳輸上行、下行的數(shù)據(jù)。根據(jù)站臺(tái)的位置交通情況，可以使用單片機(jī)、ARM、 DSP等作為CPU，不同的控制芯片使站臺(tái)系統(tǒng)有最大的性價(jià)比。系統(tǒng)為了很好的結(jié)合無線單 元進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，中央處理器串口通信使用全雙工通信方式，并且處理器具有多個(gè)串口 ， 或者采用多子機(jī)組合的方式，或者使用串口擴(kuò)展芯片。 上述無線單元如圖4所示，它具有公共頻段，公交車用戶頻段，其他用戶頻段，管 理終端頻段，頻段可以通過頻率設(shè)定單元來改變，每個(gè)頻段內(nèi)的不同頻率也可以通過單元 來改變，這樣可以使系統(tǒng)在需要的頻段任意跳變，保障系統(tǒng)實(shí)時(shí)通信的流暢。信道閑置狀態(tài) 檢測(cè)單元，是用于檢測(cè)頻段內(nèi)個(gè)頻率是否有數(shù)據(jù)傳輸，將沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率生成一段為 隨機(jī)碼，通過控制口傳輸至中央處理器，同時(shí)根據(jù)這段偽隨機(jī)碼跳變頻段內(nèi)通信信道的頻 率。全雙工的UART接口與中央處理器通信口連接，它用于將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)接收/發(fā)送單元 接收下來或者發(fā)送出去。 以上技術(shù)方案所描述的用戶終端如圖3所示，其有無線收發(fā)單元、串口接收單元、 中央處理器，數(shù)據(jù)暫存單元，LED輸出單元，語音解碼單元和語音輸出單元。公交車用戶終 端無線收發(fā)單元具有公共頻段和公交車用戶頻段，其他用戶終端無線收發(fā)單元具有公共頻 段和其他用戶頻段。系統(tǒng)處理器采用單片機(jī)控制器，全雙工的通信方式實(shí)時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)，完成 公交車的預(yù)報(bào)站名提示。公交車用戶終端使用公交車用戶通信協(xié)議，公交車系統(tǒng)不斷檢測(cè) 是否到達(dá)無線收發(fā)單元的作用距離，如果到達(dá)了作用距離，公交車將發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，等到被 請(qǐng)求端回復(fù)，站臺(tái)接收到請(qǐng)求信號(hào)后使用站臺(tái)與公交車通信協(xié)議，將空閑信道的偽隨機(jī)碼 發(fā)送給請(qǐng)求車輛，同時(shí)設(shè)定自己的頻率。此時(shí)公交車根據(jù)接收到的偽隨機(jī)碼調(diào)整自己通信 頻率，調(diào)整完畢后，公交車發(fā)送本車的狀態(tài)信息，然后準(zhǔn)備接收站臺(tái)語音數(shù)據(jù)，在站臺(tái)接收 完畢公交車狀態(tài)信息，站臺(tái)系統(tǒng)調(diào)用公交用戶數(shù)據(jù)發(fā)送，發(fā)送完畢就將站臺(tái)的通信頻率跳 變?yōu)楣差l段。公交車接收到站臺(tái)發(fā)送的公交用戶數(shù)據(jù)后，把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)暫存單元，待 接收完畢公交車將暫存的數(shù)據(jù)送至語音解碼單元和LED輸出單元，播放和顯示出來。
上述公交車用戶通信協(xié)議遵循以下步驟 第一步公交車無線模塊檢測(cè)是否到達(dá)下一站請(qǐng)求信號(hào)范圍。 第二步公交車對(duì)下一站發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，等待被請(qǐng)求站臺(tái)回復(fù)。如果一段時(shí)間內(nèi)沒 有接受到被請(qǐng)求站臺(tái)回復(fù)，將啟動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求信號(hào)，多次重發(fā)后還是沒有回復(fù)，系統(tǒng)判定被請(qǐng) 求站臺(tái)出現(xiàn)故障，將不對(duì)被該站臺(tái)做預(yù)報(bào)，系統(tǒng)根據(jù)上一站臺(tái)發(fā)送的站臺(tái)編號(hào)，檢測(cè)是否到 達(dá)下下一站臺(tái)的請(qǐng)求信號(hào)范圍。 第三步根據(jù)接收的偽隨機(jī)碼設(shè)定本車信道頻率。公交車用戶擁有公共頻段和公 交車用戶頻段的全部頻率。
第四步公交車發(fā)送上一站站臺(tái)編號(hào)和公交車編號(hào)。本新型公交報(bào)站系統(tǒng)對(duì)城市 每個(gè)站臺(tái)設(shè)有對(duì)應(yīng)的站臺(tái)編號(hào)，每條公交車線路擁有唯一的線路編號(hào)，每輛公交車擁有唯 一的公交車編號(hào)，對(duì)這些唯一的公交車編號(hào)和站臺(tái)編號(hào)解析即可得出對(duì)應(yīng)的位置信息。
第五步公交車發(fā)送本車狀態(tài)數(shù)據(jù)。車輛狀態(tài)信息包括車輛編號(hào)，車輛行駛的線路 編號(hào)，車輛經(jīng)過上一站的站臺(tái)編號(hào)，車輛溫度，載人情況等數(shù)據(jù)。
第六步公交車接收被請(qǐng)求站臺(tái)發(fā)送的公交車用戶數(shù)據(jù)。公交車將接收到的數(shù)據(jù)先緩存在數(shù)據(jù)暫存單元，等到數(shù)據(jù)接收完畢后系統(tǒng)再調(diào)給輸出部分。 第七步接收站臺(tái)發(fā)送的后面連續(xù)三個(gè)站臺(tái)的編號(hào)。公交車始終存儲(chǔ)有三個(gè)站臺(tái) 的站臺(tái)編號(hào)，根據(jù)實(shí)際情況或者存儲(chǔ)更多，這三個(gè)站臺(tái)是動(dòng)態(tài)連續(xù)的。以便防止在某幾個(gè)站 臺(tái)出錯(cuò)的情況下，不影響公交車對(duì)其他站臺(tái)正常報(bào)站。如一條公交線路有A、B、C、D、E五個(gè) 站臺(tái)，公交車甲從A開往E，甲車在A站出發(fā)時(shí)存儲(chǔ)有B、 C、 D三個(gè)站臺(tái)的站臺(tái)編號(hào)，當(dāng)他走 過B站將到達(dá)C站以前，甲車存儲(chǔ)從C、 D、 E三個(gè)站臺(tái)的站臺(tái)編號(hào)。
第八步公交車將信道恢復(fù)為公共頻段。
上述站臺(tái)與公交車通信協(xié)議步驟 第一步接收到公交車請(qǐng)求信號(hào)，站臺(tái)在接收到請(qǐng)求信號(hào)后首先分析是公交車請(qǐng) 求信號(hào)還是其他用戶請(qǐng)求信號(hào)，或者是錯(cuò)誤信號(hào)。 第二步檢測(cè)公交用戶頻段信道狀態(tài)，生成閑置信道的偽隨機(jī)碼，向請(qǐng)求車輛發(fā)送 此偽隨機(jī)碼。
第三步站臺(tái)系統(tǒng)根據(jù)此偽隨機(jī)碼將到通信信道調(diào)整至該頻率。 第四步接收公交車發(fā)送數(shù)據(jù)。每個(gè)站臺(tái)存儲(chǔ)了經(jīng)過本站所有線路的線路包和 線路編號(hào)，每條公交線路的線路包都由該線路經(jīng)過站臺(tái)的站臺(tái)編號(hào)組成。站臺(tái)接收到公交 車數(shù)據(jù)后取出公交車編號(hào)、車輛行駛的線路編號(hào)和上一站臺(tái)編號(hào)，系統(tǒng)先通過公交車編號(hào) 和線路編號(hào)在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找該車的線路包，然后用上一站編號(hào)對(duì)線路包中站臺(tái)編號(hào)進(jìn)行比 較，查找出該車輛將要經(jīng)過的下面三個(gè)站臺(tái)的站臺(tái)編號(hào)。同時(shí)站臺(tái)把溫度和載人數(shù)據(jù)打包， 加上車輛編號(hào)和本站臺(tái)編號(hào)的標(biāo)識(shí)緩存與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。 第五步發(fā)送本站臺(tái)公交車用戶數(shù)據(jù)，站臺(tái)系統(tǒng)在接收完公交車發(fā)送數(shù)據(jù)后，根據(jù) 請(qǐng)求信號(hào)的分析，調(diào)用公交車用戶數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
第六步發(fā)送請(qǐng)求公交車將到站連續(xù)三個(gè)站站臺(tái)編號(hào)，語音數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，站臺(tái)
將查找出的三個(gè)站臺(tái)編號(hào)傳送給公交車。
第七步站臺(tái)系統(tǒng)將無線信道恢復(fù)至公共頻段。 第八步發(fā)送站臺(tái)請(qǐng)求信號(hào)，站臺(tái)在完成一次請(qǐng)求信息處理后就發(fā)送站臺(tái)請(qǐng)求信 號(hào)，讓管理終端和鄰近幾個(gè)站臺(tái)準(zhǔn)備接收站臺(tái)數(shù)據(jù)。 第九步檢測(cè)管理用戶頻段狀態(tài)，生成閑置頻段偽隨機(jī)碼發(fā)送，調(diào)整本站管理頻段 至該頻率。
第十步發(fā)送即將到站公交車數(shù)據(jù)包，將數(shù)據(jù)單元暫存的數(shù)據(jù)包發(fā)送出去，讓管理
終端和鄰近站臺(tái)根據(jù)管理協(xié)議接收數(shù)據(jù)包。
第十一步站臺(tái)系統(tǒng)將無線信道恢復(fù)至公共頻段。 上述管理協(xié)議步驟 第一步接收到站臺(tái)請(qǐng)求信號(hào)，管理終端和鄰近站臺(tái)接收站臺(tái)的請(qǐng)求信號(hào)，表示站
臺(tái)有新數(shù)據(jù)要傳送，管理終端和鄰近站臺(tái)準(zhǔn)備接收。
第二步接收站臺(tái)偽隨機(jī)碼； 第三步調(diào)整通信頻率到管理用戶頻段； 第四步接收站臺(tái)數(shù)據(jù)包；管理終端和鄰近站臺(tái)接收數(shù)據(jù)包，管理終端將數(shù)據(jù)包 備份解析，實(shí)時(shí)顯示輸出。此處鄰近站臺(tái)可以是3個(gè)，也可以根據(jù)實(shí)際情況增加鄰近站臺(tái) 接收數(shù)量，鄰近站臺(tái)只接收數(shù)據(jù)包標(biāo)識(shí)，站臺(tái)將數(shù)據(jù)包標(biāo)識(shí)解析出來，通過站臺(tái)輸出端輸出"某車在某一站臺(tái)"的語音和漢字，提醒乘客注意候車，；
第五步將信道恢復(fù)到公共頻段； 以上技術(shù)方案描述的其他用戶車輛即將到達(dá)站臺(tái)，車輛不斷檢測(cè)無線作用距離，
當(dāng)?shù)竭_(dá)作用距離后，車輛用其他用戶通信協(xié)議向站臺(tái)發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，站臺(tái)接收到請(qǐng)求信號(hào)
后分析出該請(qǐng)求信號(hào)不是公交車用戶，站臺(tái)使用站臺(tái)與其他用戶通信協(xié)議，啟動(dòng)其他用戶
頻段，生成閑置頻率的偽隨機(jī)碼，調(diào)整自身頻率建立通信信道，把存儲(chǔ)在站臺(tái)中的周邊環(huán)境
語音數(shù)據(jù)發(fā)送出去，其他用戶接收完周邊環(huán)境數(shù)據(jù)后，用解碼芯片解碼播放。 上述其他用戶通信協(xié)議遵循以下步驟 第一步其他用戶無線模塊檢測(cè)是否到達(dá)站臺(tái)請(qǐng)求信號(hào)范圍； 第二步發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，等待被請(qǐng)求站臺(tái)回復(fù)，由于城市地區(qū)的繁華程度不同，各
個(gè)站臺(tái)周邊情況也有很大差異，在一些偏僻站臺(tái)沒有存儲(chǔ)周邊環(huán)境數(shù)據(jù)，當(dāng)用戶對(duì)站臺(tái)發(fā)
送請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，該站臺(tái)不會(huì)給予回復(fù)，用戶超過最大請(qǐng)求次數(shù)還沒有回復(fù)則判斷該站臺(tái)沒
有這一功能，用戶則停止對(duì)該站臺(tái)的請(qǐng)求。
第三步根據(jù)接收的偽隨機(jī)碼設(shè)定本車信道頻率； 第四步發(fā)送本車狀態(tài)數(shù)據(jù)； 第五步接收被請(qǐng)求站臺(tái)發(fā)送的周邊環(huán)境語音數(shù)據(jù)，其他用戶接收數(shù)據(jù)時(shí)先將數(shù)
據(jù)緩存于數(shù)據(jù)暫存單元，當(dāng)接收完畢后用戶將暫存的數(shù)據(jù)解碼播放； 第六步信道恢復(fù)為公共頻段。
上述站臺(tái)與其他用戶通信協(xié)議遵循以下步驟 第一步接收到其他用戶請(qǐng)求信號(hào)，如果本站臺(tái)沒有存儲(chǔ)周邊環(huán)境語音數(shù)據(jù)則對(duì) 該請(qǐng)求信號(hào)不予回復(fù)； 第二步檢測(cè)其他用戶頻段信道狀態(tài)，生成閑置信道的偽隨機(jī)碼，向請(qǐng)求用戶發(fā)送 此偽隨機(jī)碼； 第三步站臺(tái)系統(tǒng)根據(jù)此偽隨機(jī)碼將到通信信道調(diào)整至該頻率；
第四步接收其他用戶發(fā)送數(shù)據(jù)；
第五步發(fā)送本站臺(tái)周邊環(huán)境語音數(shù)據(jù)；
第六步站臺(tái)系統(tǒng)將無線信道恢復(fù)至公共頻段； 圖1所述技術(shù)方案中管理終端是系統(tǒng)的綜合顯示、調(diào)度、控制中心，線路上運(yùn)行的 所有公交車信息在管理終端都能顯示，每輛車的狀態(tài)數(shù)據(jù)可以通過管理終端查詢。同時(shí)站 臺(tái)通過管理通信協(xié)議能對(duì)站臺(tái)存儲(chǔ)和顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新和替換，其中管理終端下行傳輸 的數(shù)據(jù)有兩種傳遞方式，雙向接力棒傳遞和單向接力棒傳遞的方式。如甲乙丙是按一定規(guī) 律組建起來連續(xù)站臺(tái)中的三個(gè)站臺(tái)，乙離管理終端最近，雙向接力棒傳遞方式就是乙在接 收到管理數(shù)據(jù)包后，再分別傳遞給甲和丙，然后甲和丙各自依次傳遞下去，這種依次傳遞是 在一定規(guī)律組建的連續(xù)站臺(tái)中傳遞。如中甲乙丙是按一定規(guī)律組建起來連續(xù)站臺(tái)中的三 個(gè)站臺(tái)，甲是這種規(guī)律的起始或者結(jié)尾的站臺(tái)，單向接力棒傳遞方式就是甲接收到管理終 端數(shù)據(jù)包后向乙傳遞，乙接收完畢后，再傳遞給丙，依次遞推。單向或者雙向的傳遞是基于 站臺(tái)編號(hào)一定規(guī)律變化的一種方式，這種規(guī)律就是為管理便利設(shè)計(jì)的，這種變化方式可以 是遞增、遞減簡(jiǎn)單函數(shù)關(guān)系，也可以是一條線路編號(hào)的關(guān)系。管理終端可以對(duì)城市某一區(qū)域 的線路進(jìn)行數(shù)據(jù)更新和變換，方便城市廣告等數(shù)據(jù)的發(fā)布。如果城市區(qū)域很大，終端管理可以級(jí)聯(lián)的方式，對(duì)一定區(qū)域內(nèi)的站臺(tái)設(shè)定一個(gè)管理基站，城市管理終端就管理這些管理基 站。由站臺(tái)與管理終端通信協(xié)議，站臺(tái)接收管理數(shù)據(jù)包后更新數(shù)據(jù)，完成本次管理信息的更 新。 站臺(tái)與管理終端通信協(xié)議遵循以下步驟 第一步接收管理終端請(qǐng)求信號(hào)； 第二步將系統(tǒng)信道調(diào)整至管理用戶頻段； 第三步接收更新數(shù)據(jù)包版本編號(hào)，站臺(tái)接收數(shù)據(jù)包的版本編號(hào)，如果已經(jīng)更新過
了 ，將拋棄此數(shù)據(jù)包，如果沒有更新過，則將接收本次版本的數(shù)據(jù)包。
第四步接收本版本的數(shù)據(jù)包； 第五步站臺(tái)系統(tǒng)將無線通信恢復(fù)至公共頻段。
1權(quán)利要求
一種公交車無線報(bào)站系統(tǒng)，其特征在于包括一個(gè)管理終端、至少一個(gè)公交站臺(tái)終端、和至少一個(gè)用戶終端，其中管理終端和所有公交站臺(tái)終端之間通過有線或無線方式連接從而雙向通信，而公交站臺(tái)終端和用戶終端之間通過無線方式連接從而雙向通信。
2. 如權(quán)利要求1所述的公交車無線報(bào)站系統(tǒng)，其特征在于其中管理終端和公交站臺(tái)終端之間通過大于lkm的長(zhǎng)距無線方式通信，公交站臺(tái)終端和用戶終端之間通過小于lkm 的短距無線方式通信。
3. 如權(quán)利要求2所述的公交車無線報(bào)站系統(tǒng)，其特征在于其中公交站臺(tái)終端包括中央處理模塊，該中央處理模塊分別與短距無線模塊、長(zhǎng)距無線模塊、和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接， 該中央處理模塊還與顯示輸出模塊或語音輸出模塊連接。
4. 如權(quán)利要求2所述的公交車無線報(bào)站系統(tǒng)，其特征在于其中用戶終端包括中央處理模塊，該中央處理模塊分別與短距無線模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接，該中央處理模塊還與 顯示輸出模塊或帶有語音解碼功能的語音輸出模塊連接。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的公交車無線報(bào)站系統(tǒng)，其特征在于其中公交站臺(tái)終端和 用戶終端的中央處理模塊是單片機(jī)、ARM微處理器、DSP微處理器、或帶有全雙工通信串口 的MCU。
6. 如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的公交車無線報(bào)站系統(tǒng)，其特征在于其中公交 站臺(tái)終端和用戶終端之間通過跳頻方式實(shí)現(xiàn)無線通信。
7. 如權(quán)利要求1所述的公交車無線報(bào)站系統(tǒng)，其特征在于其中管理終端由帶有管理終端軟件的計(jì)算機(jī)和與該計(jì)算機(jī)連接的長(zhǎng)距離無線通信單元組成。
8. —種公交車無線報(bào)站方法，其特征在于，包括如下步驟(1) 、首先將與同一個(gè)管理終端連接的所有公交站臺(tái)終端中的每一個(gè)均賦予唯一的站臺(tái)編號(hào)，并賦予每條公交車線路唯一的線路編號(hào)，賦予每個(gè)用戶終端唯一的公交車編號(hào)；(2) 、用戶終端無線模塊檢測(cè)是否到達(dá)下一站請(qǐng)求信號(hào)范圍；(3) 、如到達(dá)，則用戶終端對(duì)下一站發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，等待被請(qǐng)求公交站臺(tái)終端回復(fù)；(4) 、公交站臺(tái)終端接收到用戶終端請(qǐng)求信號(hào)；(5) 、公交站臺(tái)終端檢測(cè)用戶終端頻段信道狀態(tài)，生成閑置信道的偽隨機(jī)碼，向請(qǐng)求的 用戶終端發(fā)送此偽隨機(jī)碼；(6) 、公交站臺(tái)終端系統(tǒng)根據(jù)此偽隨機(jī)碼將到通信信道調(diào)整至該頻率；(7) 、用戶終端根據(jù)接收的偽隨機(jī)碼設(shè)定本車信道頻率；(8) 、用戶終端發(fā)送上一站公交站臺(tái)終端編號(hào)和公交車編號(hào)；(9) 、用戶終端發(fā)送本車狀態(tài)數(shù)據(jù)；(10) 、公交站臺(tái)終端接收用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)；(11) 、公交站臺(tái)終端發(fā)送本終端用戶數(shù)據(jù)，發(fā)送后面連續(xù)三個(gè)公交站臺(tái)終端的編號(hào)；(12) 、用戶終端接收被請(qǐng)求公交站臺(tái)終端發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)，接收公交站臺(tái)終端發(fā)送的 后面連續(xù)三個(gè)公交站臺(tái)終端的編號(hào)；(13) 、用戶終端將信道恢復(fù)為公共頻段；(14) 、公交站臺(tái)終端將無線信道恢復(fù)至公共頻段。
9. 如權(quán)利要求8所述的公交車無線報(bào)站方法，其特征在于其中無線方式的通信頻段分為公共頻段、公交車用戶頻段、管理終端頻段、和其他用戶頻段，其中公共頻段用于各種終端尋呼、應(yīng)答，不同的終端工作方式采用各自的通信頻段， 每個(gè)頻段包含多個(gè)通信頻率，各終端之間的數(shù)據(jù)傳輸使用各自的頻段，均不使用公共頻段。
全文摘要
本發(fā)明涉及公交車及公交車站臺(tái)自動(dòng)化管理系統(tǒng)，尤其是公交車無線報(bào)站系統(tǒng)及報(bào)站方法，其中公交車無線報(bào)站系統(tǒng)包括一個(gè)管理終端、至少一個(gè)公交站臺(tái)終端和至少一個(gè)用戶終端，其中管理終端和所有公交站臺(tái)終端之間通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接從而雙向傳送信息，而公交站臺(tái)終端和用戶終端之間通過無線方式連接從而雙向傳送信息。本報(bào)站系統(tǒng)能完成公交車預(yù)報(bào)將到站站名的語音和漢字顯示的提示，整個(gè)過程無需人為操作，同時(shí)公交車站臺(tái)完成提示即將到站車輛的信息，以及線路上各車輛所在位置的信息，為乘客提供便利。
文檔編號(hào)H04W4/00GK101702264SQ200910117530
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者毛建鑫 申請(qǐng)人:毛建鑫