基于ZigBee的公共交通信息平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　近年來(lái)，隨著我國(guó)的城市發(fā)展速度越來(lái)越快。城市人口數(shù)量和市民擁有的私家車(chē)數(shù)量逐年遞增，使得城市交通擁堵現(xiàn)象日益惡化，交通擁堵?tīng)顩r嚴(yán)重成為我國(guó)大中型城市面臨的共同問(wèn)題，而擁堵?tīng)顩r造成的市民乘車(chē)難的問(wèn)題困擾著每個(gè)人，同時(shí)帶來(lái)的環(huán)境污染現(xiàn)象也十分嚴(yán)重。

　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)車(chē)輛定位技術(shù)的研究總體水平可以得出，目前現(xiàn)有的定位技術(shù)都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)目前對(duì)車(chē)輛定位技術(shù)的研究可得知，最佳的方案是選擇多種系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息融合之后根據(jù)適當(dāng)算法從而得到一定意義上的最佳解決方案。目前城市發(fā)展迅速，人們對(duì)公共交通的依賴越來(lái)越強(qiáng)，對(duì)交通服務(wù)質(zhì)量水平的要求越來(lái)越高，如果能將公交車(chē)的到站信息和車(chē)輛信息及時(shí)準(zhǔn)確的通知給候車(chē)的人們，將對(duì)緩解上下班高峰期時(shí)候車(chē)站人員擁堵的情況起著重要的作用。通過(guò)安裝在公交候車(chē)站牌上信息提示系統(tǒng)將會(huì)向候車(chē)的人們提供即將到站的車(chē)次到站時(shí)間和車(chē)上的人員情況，同時(shí)還可以知道下一班車(chē)的大概到站時(shí)間，這樣就能使要候車(chē)的乘客可以根據(jù)自己的需求提前的做好準(zhǔn)備，為乘客出行提供方便。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

　　該系統(tǒng)采用ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，及時(shí)、準(zhǔn)確的將公交車(chē)輛的具體位置反映到公交調(diào)度站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并及時(shí)發(fā)布到行車(chē)路線站點(diǎn)，使乘客與調(diào)度人員能夠?qū)Ξ?dāng)前線路上的公交車(chē)的行駛狀況和分布情況有所掌握。乘客能夠了解當(dāng)前車(chē)輛的行駛信息；調(diào)度人員能夠根據(jù)車(chē)輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)合理安排和調(diào)度。當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件時(shí)（如堵車(chē)、車(chē)輛損壞等）調(diào)度中心可以做出更加合理的調(diào)度安排，并且能夠有效的避免公交司機(jī)出現(xiàn)早退的現(xiàn)象。

　　智能公交系統(tǒng)能夠根據(jù)車(chē)輛的位置與車(chē)輛的平均速度估算出到達(dá)下一站的時(shí)間。公交車(chē)輛的位置信息通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳送至公交站牌并通過(guò)電子顯示屏展示給乘客，使乘客隨時(shí)了解所要乘坐的車(chē)輛信息；同時(shí)位置信息通過(guò)ZigBee節(jié)點(diǎn)問(wèn)的轉(zhuǎn)發(fā)最終傳送至調(diào)度中心，供調(diào)度人員調(diào)度與分配車(chē)輛。本系統(tǒng)中應(yīng)用車(chē)輛定位跟蹤技術(shù)，能夠了解線路上的客流分布情況，為制定行車(chē)時(shí)刻表提供依據(jù)，同時(shí)，能夠有效解

　　決公交車(chē)輛運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀，提高車(chē)輛管理水平。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　智能公交系統(tǒng)下位機(jī)硬件平臺(tái)由CC2430／2431芯片、網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)、無(wú)線參考節(jié)點(diǎn)和定位節(jié)點(diǎn)組成，并采用無(wú)線定位機(jī)制對(duì)正在行駛的車(chē)輛進(jìn)行定位并對(duì)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與轉(zhuǎn)發(fā)。

　　2．1 ZigBee無(wú)線定位單片機(jī)CC2430／CC2431

　　CC2430／CC2431芯片是在CC2420芯片架構(gòu)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)完成的，在芯片上整合了微控制器、內(nèi)存和ZigBee射頻前端，如圖1所示。主要由1個(gè)8位MCU（8051）、32／64／128KB可編程閃存、8KB的RAM、模／數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、定時(shí)器（Timer）、AES128協(xié)同處理器、32 kHz晶振帶休眠模式定時(shí)器、看門(mén)狗定時(shí)器、掉電檢測(cè)電路、上電復(fù)位電路和21個(gè)可編程I／O引腳組成。

　　2．2 網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)

　　網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)包括底板和CC2430 ZigBee模塊。底板上具有圖形漢字LED液晶顯示器、ZigBee無(wú)線模塊接口、可調(diào)電阻、LED、小鍵盤(pán)、電源接口和RS-232接口。

　　2．3 無(wú)線參考節(jié)點(diǎn)和定位節(jié)點(diǎn)

　　該模塊中含有CC2430／CC2431，是一款符合IEEE802．15．4標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊。CC2430／CC2431模塊具有ZigBee／802．15．4的物理層和硬件層，且可通過(guò)物理層和媒體訪問(wèn)控制子層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線通信。

　　2．4 ZigBee無(wú)線定位系統(tǒng)

　　ZigBee無(wú)線定位系統(tǒng)包括兩部分組成：無(wú)線定位網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)監(jiān)控軟件。本系統(tǒng)中無(wú)線定位網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用TI／Chipcon公司生產(chǎn)的帶有硬件定位引擎功能的CC2431芯片和帶有路由功能的CC2430芯片。無(wú)線定位網(wǎng)絡(luò)主要是由終端節(jié)點(diǎn)、參考節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)組成；