各结构功能如下:
1)无线模块无线模块主要是将车内的信息,发送给站台上的乘客,可以让乘客提前了解车内信息,较好地选择出行路线;从而避免某些车过分拥挤而造成出行不便。
2)语音模块 主要用来提醒乘客和乘务员到站信息,让乘客作好下车的准备。
3)液晶模块提醒即将到站,显示乘客和车内信息,提供了良好的人机交换界面。
4)非接触式IC卡读写模块集成了原有公交卡的功能,可以对公交卡进行读写,方便持卡乘车的乘客。
5)单片机模块 装置的核心模块,用来处理各种数据,处理各类信息,连接该装置的各个模块,使整个的装置性良好地工作。
6)输入模块 录入乘客的信息,提供了人机交换的渠道。
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2 系统硬件设计
这种手持式公交车收费及信息统计装置,主要应用在有人售票的长途公交车上,它包括非接触式IC卡读写模块、无线收发模块、液晶显示模块、键盘输入、语音播报和微处理器。本文各装置模块采用串口连接通信,此种装置其硬件模块连接电路图如图2所示。
其中IC卡读写模块采用射频卡读写模块,型号为wm_17tc,读写8 k及32 k mifare卡,使用ARM处理器,读写速度快,读写稳定性好,有卡上传卡号,不用轮询,编程简单,开发资料全,在线技术支持,使用量大,是单片机开发的最佳选择。
无线收发模块采用CC2430芯片来实现需要的功能。CC2430/CC2431芯片采用0.18μm CMOS工艺生产,在接收和发射模式下,电流损耗分别低于27 mA或25 mA。CC2430/CC2431的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性,特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。
液晶显示模块采用的型号为HG1286419,此芯片显示颜色为单色,LCM液晶模块屏幕尺寸为3英寸,STN黄绿模式对比度可调,分辨率为128x64,点距0.40x0.40(mm)响应时间500 ms,可视角度50°,显示尺寸为60.0x32.6 mm2点大小:可使用单5 V/单3.3 V。
语音播报采用ISD4004芯片;此芯片工作电压为3 V,单片录放时间为8~16 min。芯片使用CMOS技术,内含震荡器、防混淆滤波器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。采样频率可为4.0,5.3,6.4,8.0 kHz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下降,片内信息存于闪烁存贮器中,可在断电情况下保存100年,反复录音10万次。
微处理器采用ATMEL公司的AT89S52单片机,AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。具有8 k在系统可编程Flash存储器。使用ATMEL公司非易失性存储器技术制造,于工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许存储器在系统可编程,也适用于常规编程器。 AT89S52具有以下标准功能:8 k字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,定时器,2个数据指针,3个16位定时器/计数器,1个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。
此种装置的键盘设置为4x4矩阵键盘,分别为数字键0~9、更正、确认、乘号、刷卡、播报以及发送。各键的功能设置如下:数字键0~9作为站台输入和人数输入,清除键为清除上一次按键输入的记录。确认键是输入站台数和人数之后的确认,按确认键后在液晶显示上可以显示具体金额。乘号键是输入站台和输入人数之间的一个识别键,在按完站台数后,再按乘号键,然后按人数,则表示有几人在该上述站台数的站台下车。刷卡键的作用在于得到金额数之后利用装置的非接触式IC卡的读写模块从IC卡上扣除具体的金额,实现对公交卡的读写。播报的功能是播报站台,以及需要下车的人数。按“数字+发送”则表示在该站台上车的人数,该人数就是售票员需要收费的人数。同时在按下“发送”键的同时也触发了无线数据收发模块将数据发送给站台。
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3 系统软件设计
此种装置还具有长时间统计区间客流量的功能,根据每次乘客的上车站数以及下车站数信息,每次乘客的乘车区间信息都将被累加记录在装置内。
这种装置主要依靠键盘模块输入信息,键盘模块的软件程序如下:
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以下是对某次公交车出行进行的数据统计如图4、表1所示。
通过表1可以清晰地了解公交车行车过程中车内的状况,公交车人流量最大的是在中间的几站,而上车和下车人数最多的也在中间的几站。通过接口将信息输出到计算机内进行分析,长时间的乘客乘车区间统计有助于公交调度和公交线路规划。同时对公交出行人数,状况进行数据的采集,可以分析出各个站台的上车人数,了解到各个站台的需求。使用这些数据的记录和统计,通过非线性算法分析,甚至可以分析出某天,某个时段的路况、拥挤程度和是否有交通事故的发生。
4 结束语
这种手持式的公交车收费装置,很大程度上优化了现在收费方式一刀切的不合理之处,对各种乘客特别是近距离出行的乘客提供了很大的便利。同时对车内信息的统计和反馈,对在公交站台上的乘客有很好的提醒和预报作用,公交司也能合理的分析和处理数据。
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