一种卧铺火车防过站提醒系统的制作方法

本实用新型涉及一种按键提醒与反馈装置，具体涉及一种卧铺火车防过站提醒系统，属于自动控制技术领域。

背景技术：

旅客在卧铺火车上，尤其在长途卧铺火车上，常常睡眠较深，因此错过目的地站点忘记下车的情况时有发生。

目前，卧铺火车仅仅白天有广播提醒，旅客即将到站时主要靠乘务员的换票机制实现人工提醒，这种方法对乘务员来说工作量很大、极易造成疏漏且时效性得不到保证。即使是白天有广播提醒，但是由于缺少乘客的反馈环节，也不能确保乘客确实醒来、准备下车。目前有部分带有到站提醒功能的设备，例如：具有到站提醒及辅助睡眠功能的车辆座椅，申请号：CN201710254847.6，该方案在乘客到站时仅仅通过振动的方式提醒旅客。此方案需要对座椅、床铺等进行大规模改造更换，成本较高，不宜大范围推广应用。因此，在保持现有床铺的不变情况下，发明一种实用的卧铺火车防过站提醒装置有一定实际应用价值。

技术实现要素：

本实用新型提出一种卧铺火车防过站提醒系统，通过乘务员端的控制，并配合能够可靠传输信号的ZigBee通信技术，及时发出即将到站提醒，通知旅客准备下车。系统带有乘客端反馈的功能，使乘务员可以确认乘客是否收到信号。

技术方案如下：

整体说明如下：

本实用新型所述系统包含三部分：乘务员端、车厢内路由节点、乘客端。这三种类型的设备通过Zigbee无线通信的方式进行连接、数据交换。Zigbee组网形式为网状网络，即每一个设备均可作为路由转发的节点。乘务员端位于乘务员室内，作为协调器节点，控制着整个Zigbee通讯网络且还需要下发程序预设指令或是乘务员人为下达的指令给乘客端，并接收其余节点的反馈信息；车厢内路由节点位于车厢走道顶部，专职对乘务员端、乘客端的信号进行数据路由转发，达到增强信号、确保通讯可靠的目的；乘客端配置于每个铺位，用于接收乘务员端指令、给乘客发送提醒并将乘客的反馈信息上传到乘务员端。三种类型设备同时工作以实现通知旅客准备下车并反馈给乘务员的功能。

乘务员端由外壳、天线、按键模块、电源指示灯、LED阵列、第一B型电源模块、集成无线传输功能的MCU模块、4G模块组成。

车厢内路由节点由外壳、天线、指示灯、第二B型电源模块、集成无线传输功能的MCU模块；

乘客端由外壳、A型电源模块与电池盒、提醒模块、按键模块、集成无线传输功能的MCU模块、防盗锁扣组成。

三种类型设备的详细信息见具体实施方式，每个小部件说明如下：

包括外壳、集成无线传输功能的MCU模块、提醒模块、按键模块、A型电源模块与B型电源模块、4G模块、LED阵列：

1)外壳：用于用于固定、集成其余组件。乘务员端、车厢内路由节点的外壳上有标准螺母安装口便于固定，乘客端外壳上有防盗锁扣，方便乘客在一定范围内调整装置的摆放位置且防止丢失。

2)集成无线传输功能的MCU模块(核心部件：CC2530芯片)：该模块由CC2530芯片及天线组成。该模块用于接收按键模块的动作信号、用于接收4G模块的数据；用于乘务员端、车厢内路由节点和乘客端之间的无线射频通讯；用于驱动、控制提醒模块发出提醒信号，用于驱动LED阵列的显示。每个乘务员端、车厢内路由节点和乘客端上均有一个。

3)提醒模块：安装在乘客端上，乘客即将到站、准备下车，受CC2530模块控制，使蜂鸣器鸣叫，振动器开始振动，指示灯亮起。

4)按键模块：安装在乘务员端和乘客端上，乘务员可以按下相应按键导入旅客数据、重置提醒程序、发送下一站提醒。乘客可以按键向乘务员反馈已经收到了提醒信号。

5)A型电源模块(3.3V)：乘客端中的CC2530芯片及其外围电路均可用3.3V供电。因此该模块用于给监测终端供电。由电池提供电能。

6)B型电源模块(3.3V、12V)：通过AC-DC隔离电源模块HLK-PM03等，将交流220VAC转换为3.3V DC或12V DC，3.3V DC用于给CC2530芯片及其外围电路供电；12V DC用于给4G模块供电。

8)4G模块：安装在乘务员端上，通过4G网络从铁路部门数据库导入旅客数据，以实现工作中的精准到站提醒。

9)LED阵列：安装在乘务员端上，通过74HC595控制多达80个发光二极管，准确显示本车厢每个铺位旅客接收提醒的情况。

附图说明

图1为本实用新型乘务员端模拟示意图：1-①外壳；1-②按键模块(乘务员端按钮)；1-③电源指示灯；1-④LED阵列；1-⑤第一B型电源模块；1-⑥CC2530芯片及其周围电路；1-⑦天线；1-⑧4G模块。

图2为本实用新型车厢内路由节点模拟示意图：2-①外壳；2-②CC2530芯片及其周围电；2-③第二B型电源模块；2-④工作指示灯；2-⑤天线。

图3为本实用新型乘客端模拟示意图：3-①外壳；3-②蜂鸣器；3-③PCB天线(内置)；3-④收到提醒按钮；3-⑤即将到站指示灯；⑥防盗锁扣；3-⑦电池盒和A型电源模块；3-⑧CC2530芯片及其周围电路(内置)。

图4为本实用新型系统框图。

有益效果

本实用新型可以由乘务员控制，在合适的时间对相应的旅客铺位发出即将到站提醒。旅客也可以通过按键反馈自己已收到提醒。而ZigBee路由传输的方式保证了信号的可靠性。

具体实施方式

本实用新型涉及三种类型的设备：乘务员端、车厢内路由节点、乘客端。三种设备的模拟示意图如图1、图2、图3所示。

乘务员端由1-①外壳、1-⑦天线、1-②按键模块(乘务员端按钮)、1-③电源指示灯、1-④LED阵列、1-⑤第一B型电源模块、1-⑥集成无线传输功能的MCU模块、1-⑧4G模块组成，如图1所示。电源指示灯、按键模块、LED阵列、第一B型电源模块、集成无线传输功能的MCU模块均集成焊接在一块PCB板上，该PCB板根据外壳尺寸规划，使得PCB板恰好卡在壳内的固定卡点上。外壳根据电源指示灯、按键模块、LED阵列的位置开孔，使得按键凸出可以使用，使LED可以恰好穿过孔发光。第一B型电源模块一端通过电线与外部供电设备相连，另一端在PCB板通过印刷电路，连接到其余各组件为其供电。电源指示灯、按键模块、LED阵列通过PCB板上的印刷电路连接到集成无线传输功能的MCU模块上并受其控制。4G模块卡在壳内固定位置上，天线固定于外壳的外部侧面，上述4G模块与天线使用导线连接到PCB板上的焊接孔，该孔通过PCB板上的印刷电路连接到集成无线传输功能的MCU模块上。整个乘务员端可用外壳上的螺丝口加装螺丝固定于乘务员室的墙壁上。因需要使用4G模块，乘务员端安装的地点应靠近窗边等信号好的地方。该设备直接插在220V交流电插座上。第一B型电源模块通过其内部的AC-DC隔离电源模块将交流220VAC转换为3.3V DC，供给其他组件使用。

车厢内路由节点由2-①外壳、2-⑤天线、2-④指示灯、2-③第二B型电源模块、2-②集成无线传输功能的MCU模块组成，如图2所示。指示灯、第二B型电源模块、集成无线传输功能的MCU模块均集成焊接在一块PCB板上，该PCB板根据外壳尺寸规划，使得PCB板恰好卡在壳内的固定卡点上。外壳根据指示灯位置开孔，使指示灯可以恰好穿过孔发光。第二B型电源模块一端通过电线与外部供电设备相连，另一端在PCB板通过印刷电路，连接到其余各组件为其供电。指示灯通过PCB板上的印刷电路连接到集成无线传输功能的MCU模块上并受其控制。天线固定于外壳的外部侧面，使用导线连接到PCB板上的焊接孔，该孔通过PCB板上的印刷电路连接到集成无线传输功能的MCU模块上。整个车厢内路由节点安装在车厢过道内的高处，可用外壳上的螺丝口加装螺丝固定于车厢走道顶端，保证信号的有效传输。第二B型电源模块通过其内部的AC-DC隔离电源模块将交流220VAC转换为3.3V DC，供给其他组件使用。

乘客端由3-①外壳、3-⑦A型电源模块与电池盒、3-②与3-⑤组成的提醒模块、3-④按键模块、3-⑧集成无线传输功能的MCU模块(附带3-③PCB天线)、3-⑥防盗锁扣组成，如图3所示。提醒模块中的蜂鸣器与指示灯、按键模块、A型电源模块、集成无线传输功能的MCU模块均集成焊接在一块PCB板上，该PCB板根据外壳尺寸规划，使得PCB板恰好卡在壳内的固定卡点上。外壳根据提醒模块中的指示灯与蜂鸣器、按键模块的位置开孔，使得按键凸出可以使用，使LED可以恰好穿过孔发光，使蜂鸣器有发音孔。A型电源模块一端通过电线连接电池盒内触点，另一端在PCB板通过印刷电路，连接到其余各组件为其供电。提醒模块中的指示灯与蜂鸣器、按键模块、PCB天线通过PCB板上的印刷电路连接到集成无线传输功能的MCU模块上并受其控制。防盗锁扣固定于外壳的顶部。由防盗锁扣挂在铺位栏杆上，可根据乘客需要在一定范围内自由滑动到合适位置。A型电源模块中的电能由电池盒中电池提供。

系统工作流程如图4所示。上电后系统开始工作。列车始发后，乘务员按下导入数据按钮，系统通过4G模块，从旅客数据库中读取本次列车的乘客信息，其中包括铺位和目的地等信息。当快要抵达下一站时，乘务员适时按下发送提醒的信号。这时，乘务员端会自动在4G模块下载的旅客数据中检索下一站需要下车的旅客及其铺位，同时，乘务员端面板上该铺位对应的指示灯会亮起，表示已经发出提醒信号且未收到回应。此时，该提醒信号从乘务员端发出，CC2530芯片由RF模块，使用ZigBee协议，通过数个车厢内ZigBee路由节点，将即将到站提醒信号发送到乘客端。乘客端收到即将到站提醒信号之后，蜂鸣器开始鸣叫、震动模块开始振动且即将到站的提醒指示灯亮起。当旅客醒来收到提醒之后，按下乘客端上的收到提醒按钮，表明已经收到即将到站提醒。之后，蜂鸣器停止鸣叫、振动器停止振动、即将到站的提醒指示灯熄灭。同时，乘客端会通过数个车厢内ZigBee路由节点，将收到提醒的信号发送到乘务员端。乘务员端接收到旅客的反馈信号之后，该旅客对应的铺位指示灯熄灭，表示该乘客已经收到提醒。至此完成一次防过站提醒工作。若有旅客长时间没有反馈，则可以推定该乘客没有收到信号，乘务员可适时到该旅客的相应铺位进行人工提醒，并按下乘客端收到提醒的按钮。本站提醒工作结束之后，若后续仍有站点，则循环上述工作流程，否则系统结束工作。

此设计可以较为简便快捷灵活准确的给旅客发出提醒，也减少了乘务员繁杂的工作量，避免了错误的发生。选用ZigBee协议使得信号传输较为稳定可靠。