公交車自動(dòng)報(bào)站器系統(tǒng)用上RFID技術(shù)

 在現(xiàn)階段無(wú)人售票車系統(tǒng)中，公交車報(bào)站需要司機(jī)手動(dòng)操控報(bào)站按鈕。傳統(tǒng)的人工按鍵報(bào)站已不能滿足公交系統(tǒng)的要求，常常出現(xiàn)誤報(bào)、漏報(bào)甚至干脆不報(bào)等現(xiàn)象，給乘客帶來(lái)了很大的不便。設(shè)計(jì)的基于RFID的公交車自動(dòng)報(bào)站器系統(tǒng)由語(yǔ)音模塊、紅外模塊、溫濕度模塊、單片機(jī)以及RFID模塊組成，搜集確認(rèn)公交車的位置信息，并且測(cè)量車內(nèi)溫濕度以及車內(nèi)乘客人數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)智能報(bào)站自動(dòng)化，降低司機(jī)工作強(qiáng)度，提高車輛運(yùn)行的安全性。手動(dòng)報(bào)站智能化程度低，按鍵復(fù)雜，不僅要求駕駛員熟練操作報(bào)站裝置，由于同時(shí)還在駕駛車輛，也給公家車的安全帶來(lái)的潛在的隱患。

1 為解決這一問(wèn)題，本文將單片機(jī)、語(yǔ)音芯片、RFID模塊相結(jié)合提出只能公交報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)公交車自動(dòng)報(bào)站器功能，即根據(jù)RFID識(shí)別結(jié)果由單片機(jī)控制語(yǔ)音芯片根據(jù)存儲(chǔ)的站名進(jìn)行報(bào)站，并且實(shí)現(xiàn)公交車進(jìn)出站時(shí)自動(dòng)報(bào)站、車輛中途上下車智能處理、發(fā)送車內(nèi)空氣信息功能，從而真正實(shí)現(xiàn)公交車報(bào)站的智能化。

2系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)原理

該系統(tǒng)軟件由C語(yǔ)言編寫，可分為RFID電子標(biāo)簽信息是被解析模塊實(shí)現(xiàn)信息獲取與識(shí)別功能;公交車狀態(tài)判斷模塊、狀態(tài)對(duì)應(yīng)的執(zhí)行程序模塊實(shí)現(xiàn)信息加工與處理功能。LED顯示與語(yǔ)音輸出模塊實(shí)現(xiàn)信息輸出功能。為公交車RFID電子標(biāo)簽信息獲取與識(shí)別和執(zhí)行功能簡(jiǎn)易流程圖，若沒(méi)有接收到或電子標(biāo)簽為“0000”的RFID信號(hào)，不執(zhí)行指令;若收到RFID信號(hào)，則分析改站點(diǎn)是否屬于該公交車的計(jì)劃線路，若是，則啟動(dòng)語(yǔ)音芯片報(bào)站;若不是，則不發(fā)出指令。

完成了自動(dòng)報(bào)站和站臺(tái)LED顯示功能，成功實(shí)現(xiàn)了公交車報(bào)站系統(tǒng)的自動(dòng)化，公交車報(bào)站不準(zhǔn)現(xiàn)象可得到解決，為公交系統(tǒng)提供可靠且成本可控的公交多功能自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)車內(nèi)人數(shù)以及溫度、濕度信息能夠在站臺(tái)上及時(shí)顯示。若進(jìn)一步利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)將車輛站點(diǎn)數(shù)據(jù)傳送到公交管理部門或交通指揮部門，可對(duì)公交運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示系統(tǒng)由語(yǔ)音模塊、單片機(jī)以及RFID模塊組成。系統(tǒng)通過(guò)RFID，確定車輛所處位置，并通過(guò)無(wú)線模塊將信號(hào)傳給單片機(jī)，然后再由語(yǔ)音模塊進(jìn)行報(bào)站。

此模塊實(shí)現(xiàn)公交車站RFID電子標(biāo)簽識(shí)別和獲取相關(guān)信息功能。在每一個(gè)公交站臺(tái)電子標(biāo)簽進(jìn)行登記，由于RFID電子標(biāo)簽的唯一性，系統(tǒng)識(shí)別站點(diǎn)后方可準(zhǔn)確識(shí)別并且報(bào)站。通過(guò)對(duì)電子標(biāo)簽編碼的識(shí)別，獲取站臺(tái)信息，最后發(fā)送到RFID報(bào)站模塊中。

3.2 RFID報(bào)站模塊

接收公交站點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的信息之后，比對(duì)該站點(diǎn)是否是該公交車線路中的站點(diǎn)，從系統(tǒng)中獲取相關(guān)站點(diǎn)的信息，確認(rèn)之后發(fā)送信號(hào)到語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)，語(yǔ)音模塊播放聲音。

4系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理

4.1 車載端硬件

車載設(shè)備由語(yǔ)音功放電路、串口通信借口、射頻收發(fā)電路、溫濕度測(cè)量模塊、穩(wěn)壓電路組成。溫濕度測(cè)量模塊由車內(nèi)單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20(測(cè)溫范圍-55～+125攝氏度)測(cè)量車內(nèi)溫度;濕度傳感器CHR01測(cè)量車內(nèi)濕度;紅外模塊檢測(cè)上下車人數(shù)從而得到車內(nèi)總乘客數(shù)量。

4.1.1 濕度傳感器CHR01

本系統(tǒng)濕度傳感器選用CHR01，它采用功能高分子膜涂敷在帶有導(dǎo)電電極陶瓷襯底上，形成阻抗隨相對(duì)濕度變化成對(duì)數(shù)變化的敏感部件，導(dǎo)電機(jī)理為水分子的存在影響高分子膜內(nèi)部導(dǎo)電離子的遷移率，具有穩(wěn)定、低漂移、高精度、快速響應(yīng)特性、高可靠，耐水性好等特點(diǎn)。

4.1.2 溫度傳感器DS18B20

DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。

4.1.3 ISD4004語(yǔ)音芯片

語(yǔ)音提示系統(tǒng)采用美國(guó)Winbond公司生產(chǎn)的ISD4004系列作為提示輸出語(yǔ)音芯片ISD4004系列工作電壓3V，單片錄放時(shí)間8至16分鐘，音質(zhì)好，適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制，操作命令可通過(guò)串行通信接口(SPI或Microwire)送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù)，每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。

4.2 站臺(tái)端硬件

站臺(tái)端硬件主要發(fā)送編碼控制電路、LED電子電路、射頻收發(fā)電路和穩(wěn)壓電路組成。射頻收發(fā)電路發(fā)送電子標(biāo)簽信息以及接受車輛發(fā)送信息;LED電子電路顯示車輛發(fā)送至站臺(tái)的信息。

LED顯示：LED顯示模塊選用1602LCM字符型液晶顯示器，1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器(CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。