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文檔簡介
智能公交站臺改造施工方案1.1智能公交電子站牌系統(tǒng)功能(1)公交車輛實時到站預(yù)報站亭上部的\t"/article/2010/04/_blank"顯示屏將用于顯示公交車輛的到站預(yù)報信息,包括線路預(yù)報、地點預(yù)報和時間預(yù)報。候車乘客可以直觀清楚地了解到所等候車輛已駛達(dá)的站點、距離到達(dá)本站還要多長時間,緩解候車時的焦慮情緒。同時,候車乘客也能根據(jù)時間合理安排自己的等車計劃。(2)即時信息發(fā)布顯示屏也可用于發(fā)布各類公共信息,如新聞?wù)?、政府公告、天氣預(yù)報、路況信息、財經(jīng)簡訊等。另外,如出現(xiàn)突發(fā)性災(zāi)害天氣和突發(fā)性疫情等緊急事件,電子公交站亭將成為有效的政府緊急信息發(fā)布平臺,第一時間發(fā)布信息,成為城市突發(fā)公共時間應(yīng)急系統(tǒng)的組成之一。(3)移動智能監(jiān)控站亭頂部的無線監(jiān)控攝像頭可以實時監(jiān)控公交站臺周邊客流、車流和治安等狀況,是數(shù)字公交站亭系統(tǒng)的特色功能之一。這不僅方便了交管部門進(jìn)行交通管理疏導(dǎo),也有利于公安部門進(jìn)行城市治安監(jiān)控和管理,構(gòu)建以城市公交站臺和公交場站為網(wǎng)點的城市交通與治安監(jiān)控體系。(4)信息采集與顯示轉(zhuǎn)換自如公交公司可以根據(jù)系統(tǒng)實時采集的相關(guān)數(shù)據(jù),通過后臺信息管理中心,實時查看車輛運行所在位置。車載設(shè)備和站亭同屬于信號采集和傳送系統(tǒng)的一部分,能采集和傳送車輛所在位置等具體數(shù)據(jù),通過信息管理中心的電子系統(tǒng)進(jìn)行處理后發(fā)布到站亭的顯示牌上就變成了等車人所看到的信息。(5)多媒體信息服務(wù)平臺多媒體公交電子站牌由于站牌主機通過網(wǎng)絡(luò)可以連接到后臺,并且后臺可以實時接入互聯(lián)網(wǎng),因此通過該平臺可以實現(xiàn)人網(wǎng)交互功能,例如以數(shù)字站亭為核心點的周邊商業(yè)信息查詢,如周邊1公里范圍內(nèi)的餐廳、藥店、娛樂場所、運動場所、士多店等各類增值服務(wù)信息,這樣充分利用多媒體信息發(fā)布系統(tǒng)平臺優(yōu)勢將數(shù)字站亭變成一個便民服務(wù)平臺。圖5.6-1電子站牌示意圖本系統(tǒng)主要由公交運營管理中心、多媒體視訊管理平臺、智能電子站牌組成,智能電子站牌包括LCD顯示屏、信息發(fā)布系統(tǒng)終端主機、4g通信模塊等連接到INTERNET,通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息遠(yuǎn)程發(fā)布和管理功能。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示:圖5.6-2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(6)公交站臺顯示屏人機交互界面智能觸摸屏公交站牌,功能強大,不僅能告知市民所搭乘車輛的到達(dá)時間、距本站的距離,還可播送時政新聞、娛樂節(jié)目、氣象信息、政府公告及與生活息息相關(guān)的一些便民信息。智能公交站牌除具備基本公交站牌功能外,還是一個公眾信息發(fā)布平臺和交通信息采集終端。市民可直觀了解到本站車輛的上站信息,可利用觸摸查詢系統(tǒng)查詢線路;可查找某一線路的起點、終點、首末班車時間、途徑站點等;還可以輸入某一個站點名稱進(jìn)行檢索,系統(tǒng)會列出所有途經(jīng)該站的線路;也可以輸入出發(fā)地和目的地進(jìn)行檢索,系統(tǒng)可列出所有可直達(dá)的線路,如未找到直達(dá)線路則列出所有換乘方案,為使用者提供包括線路、途徑站、換乘站在內(nèi)的詳細(xì)換乘信息,方便市民對自己的出行進(jìn)行合理規(guī)劃。市民在等候乘車的過程,通過電子站牌了解天氣預(yù)報,公交線路調(diào)整等實用信息。1.2電子站牌系統(tǒng)工作原理(1)設(shè)備組成本系統(tǒng)主要由調(diào)度中心、電子站牌和車載設(shè)備組成。采用無線通信模式實現(xiàn)三者之間的信息傳輸,保證調(diào)度與司機之間的聯(lián)系,以及向電子站牌發(fā)布車輛信息。系統(tǒng)設(shè)備總體結(jié)構(gòu)圖如下圖3-1所示:圖5.6-3系統(tǒng)設(shè)備總體結(jié)構(gòu)圖(2)設(shè)備工作原理公交車將其位置信息和到站信息通過無線模塊及時的發(fā)給最近的電子站牌,電子站牌收到此信息后,將信息放入寄存器內(nèi)并打包發(fā)給下一個站牌;再接力向下傳遞;最后包含了所有車站和公交車的信息被傳送到調(diào)度中心。調(diào)度中心將收到的信息經(jīng)過處理,再接力式的傳回給各電子站牌,實現(xiàn)車輛位置的動態(tài)顯示和車輛預(yù)計到站時間的顯示;調(diào)度中心也可將調(diào)度信息通過站牌傳給車載設(shè)備,從而實現(xiàn)公交調(diào)度的智能化。1.3電子站牌系統(tǒng)硬件設(shè)計(1)LED電子顯示屏驅(qū)動顯示電路顯示屏分成屏體和控制器兩部分,屏體的主要部分是顯示陣列以及有行列驅(qū)動電路。根據(jù)安裝環(huán)境的空間以及考慮成本造價,決定使用多大尺寸的顯示屏,從而決定了顯示模塊的數(shù)量,這里以8×8點陣為例,模塊單位為256點陣,即需要16塊點陣模塊,如圖所示。漢字一般是256點陣,那么該屏可以一次顯示4個漢字。VVCC74HC15474HC59574HC595ABCDDATACLKSTR圖5.6-4顯示驅(qū)動電路采用掃描方式進(jìn)行顯示時,分成兩步,對于每行有一個行驅(qū)動器,各行的同名列共用一個列驅(qū)動器,由單片機給出行選通信號,從第一行開始依次對各行進(jìn)行掃描,對于列,根據(jù)各列所存數(shù)據(jù),確定相應(yīng)的列驅(qū)動器是否將該列與行接通,如果接通,那么該行該列的LED將亮,以同樣方法進(jìn)行顯示全部各行都掃描一遍之后(一個掃描周期),再從第一行開始,進(jìn)行下一個周期的掃描。只要一個掃描周期的時間比人眼1/25秒的滯留時間短,就不會感覺出閃爍現(xiàn)象。顯示數(shù)據(jù)從驅(qū)動芯片到顯示模塊是以并行方式傳輸?shù)?,但顯示數(shù)據(jù)從單片機到驅(qū)動芯片是以串行方式傳輸?shù)模捎诖袀鬏數(shù)目刂齐娐泛唵?,設(shè)計容易,缺點是串行數(shù)據(jù)傳輸需要很長的時間,不過這可以由軟件來彌補,也可考慮單片機的控制速度。顯示驅(qū)動電路由74HC595組成。74HC595輸入端是8位串行移位寄存器,輸出端是8位并行緩存器具有鎖存功能。由于CLK、LOAD端相連,而數(shù)據(jù)線分開,這樣在同一脈沖下,行列的數(shù)據(jù)可以同時進(jìn)行傳入,行列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后,啟動LOAD信號使所有數(shù)據(jù)同時輸出并鎖存,這樣的設(shè)計較之傳統(tǒng)方法提高了4倍的速度,占用I/O口少,由于CLK,LOAD引線較長,為避免線間干擾,在驅(qū)動6片74LS595之后再加驅(qū)動芯片74LS5244以驅(qū)動下一級驅(qū)動電路。LED顯示屏驅(qū)動電路的設(shè)計,與所用控制系統(tǒng)相配合,通常分為動態(tài)掃描型驅(qū)動及靜態(tài)鎖存型驅(qū)動二大類。以下就動態(tài)掃描型驅(qū)動電路的設(shè)計為例為進(jìn)行分析:動態(tài)掃描型驅(qū)動方式是指顯示屏上的4行、8行、16行等n行發(fā)光二極管共用一組列驅(qū)動寄存器,通過行驅(qū)動管的分時工作,使得每行LED的點亮?xí)r間占總時間的1/n,只要每行的刷新速率大于50Hz,利用人眼的視覺暫留效應(yīng),人們就可以看到一幅完整的文字或畫面。常規(guī)型驅(qū)動電路的設(shè)計一般是用串入并出的通用集成電路芯片如74HC595或MC14094等作為列數(shù)據(jù)鎖存,以8050等小功率NPN三極管為行驅(qū)動,而以達(dá)林頓三極管如TIP127等作為行掃描管。如動態(tài)掃描型驅(qū)動方式是指顯示屏上的4行、8行、16行等n行發(fā)光二極管共用一組列驅(qū)動寄存器,通過行驅(qū)動管的分時工作,使得每行LED的點亮?xí)r間占總時間的1/n,只要每行的刷新速率大于50Hz,利用人眼的視覺暫留效應(yīng),人們就可以看到一幅完整的文字或畫面常規(guī)型驅(qū)動電路的設(shè)計一般是用串入并出的通用集成電路芯片如74HC595或MC14094等作為列數(shù)據(jù)鎖存,以8050等小功率NPN三極管為列驅(qū)動,而以達(dá)林頓三極管如TIP127等作為行掃描管。如以單色點陣、16行×64列為一個基本單元,則需用8片74HC595、16個行掃描管,其工作原理為:將八片74HC595級連,共用一個串行時鐘CLK及數(shù)據(jù)鎖存信號STR。當(dāng)?shù)谝恍行枰@示的數(shù)據(jù)經(jīng)過8×8=64個CLK時鐘后將全部移入74HC595中,此時產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)鎖存信號STR,使數(shù)據(jù)鎖存在74HC595的后級鎖存器中,同時由行掃描控制電路產(chǎn)生信號使第一行掃描管導(dǎo)通,相當(dāng)于第一行LED的正端都接高平,顯然第一行LED管子的亮、滅取決于74HC595中所鎖存的信號;在第一行LED管子點亮的同時,在74HC595中移入第二行需要顯示的數(shù)據(jù),隨后將其鎖存,并同時由行掃描控制電路將第一行掃描管關(guān)閉而接通第二行,使第二行LED管子點亮……以此類推,當(dāng)?shù)谑袙呙柽^后再回到第一行,只要掃描速度足夠高,就可形成一幅完整的文字或圖像。(2)顯示屏主控制電路在控制領(lǐng)域51系列、PIC系列以及AVR系列單片機是常用的微型控制器,每個系列都有自己的優(yōu)缺點,在某些方面都有自己的長處。在具體的設(shè)計當(dāng)中要綜合考慮,如單片機的資源是否滿足系統(tǒng)要求,系統(tǒng)是否有嚴(yán)格的速度要求,系統(tǒng)對控制器的抗干擾能力,硬件的加密性,外圍電路是否簡單,是否有比較齊全的成熟的開發(fā)、調(diào)試工具,如果要生產(chǎn)的話,則還要考慮價格和供貨渠道等因素。1.4控制器的比較及選型PIC系列單片機:PIC單片機采用精簡指令使其執(zhí)行效率大為提高。PIC系列8位CMOS單片機具有獨特的RISC結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛總線(Harvard)結(jié)構(gòu),使指令具有單字長的特性,且允許指令碼的位數(shù)可多于8位的數(shù)據(jù)位數(shù),這與傳統(tǒng)的采用CISC結(jié)構(gòu)的8位單片機相比,可以達(dá)到2:1的代碼壓縮,速度提高4倍。PIC有優(yōu)越開發(fā)環(huán)境。PIC在推出一款新型號的同時推出相應(yīng)的仿真芯片,所有的開發(fā)系統(tǒng)由專用的仿真芯片支持,實時性非常好。其引腳具有防瞬態(tài)能力,通過限流電阻可以接至220V交流電源,可直接與繼電器控制電路相連,無須光電耦合器隔離,給應(yīng)用帶來極大方便
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