专利名称：基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及公交车辆信息系统，尤其是一种公交车辆定位信息与调度、站牌车辆预报以及前方乘客预报、车辆运行管理的系统。具体讲，本发明涉及基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统。
背景技术：
公交车是城市居民出行的最重要的交通工具之一。随着社会的发展和环保的需要，其重要日益增加。但人们对其服务质量的要求也越来越高，主要表现在两个方面一是管理方面的要求，有关人员能够及时、准确地了解车辆的运行位置和状态，合理、恰当地调度车辆，记录车辆的运行准点情况、乘客数量等信息；二是候车乘客希望了解最近车辆的距离和估计所需的时间。有很多人提出了各种各样的方法和装置，试图满足上述全部或部分的要求。如胡振华，沈素勤提出的《公交车辆监控数据采集系统》(中国专利，专利或专利申请号CN92109475.2)，由车载红外线数据发送设备向安装于车辆运行路径上方的数据接收装置，可以实现对公交车辆的监控，但数据接收装置的联网工程量很大，且数据为单向传输，公交车辆不能了解前方到站的乘客情况和调度下达的指令。类似地有陈宝贵提出的《光电式公交车运行管理系统》(中国专利，专利或专利申请号CN98121065.1)，将远红外编码发生器设置在公交车运行的每个站点上，在每辆公交车上设置一个记时器，当公交车经过每个信号区时车内设置的记时器接收到信号，此时记时器将此刻的时间存贮到智能卡内，同时将记录的时间清零，开始计算下一区段的时间，并将下一区段规定的运行时间显示出来，车辆到达终点站后，将卡内存贮的数据读到计算机内进行统计便可知此次车运行的时间，本发明可实现对每一辆车的全程监控，并能分段地显示供司机参考，有效地避免超时等客、抢客、开飞车等问题。该系统仅能记录公交车辆的准点运行与否的情况。与此相同的还有陈宝贵提出的《一种监督公交车正点率的系统》(中国专利，专利或专利申请号CN01133241.7)和赵星提出的《一种监督公交车正点率的系统》(中国专利，专利或专利申请号CN02228044.8)。总而言之，这些发明不能解决候车乘客和管理部门实时获得车辆运行信息等问题。
相反，王守川提出的《公交车自动监控装置》(中国专利，专利或专利申请号CN03137529.4)采用手机遥控的方式让候车乘客和管理部门实时获得车辆运行信息。但存在司乘人员需要繁杂的操纵，系统运行成本高等问题。
而闾国年等提出的《公交车运行定位可视化系统及其方法与装置》(中国专利，专利或专利申请号CN02112611.9)、吴举杰提出的《汽车分布式相对定位方法与公交信息服务系统》(中国专利，专利或专利申请号CN01131871.6)、何征等提出的《公交车辆实时定位通信方法及其系统实现》(中国专利，专利或专利申请号CN03115439.5)、王炎提出的《智能公交调度系统》(中国专利，专利或专利申请号CN03138965.1)、王晓平和张世强提出的《智能公交系统》(中国专利，专利或专利申请号CN200310104877.7)、冯沅熙提出的《计算机公交运营管理信息智能化系统》(中国专利，专利或专利申请号CN03128867.7)、蔡小鹰提出的《公交车辆调度中心了解营运车辆情况的方法》(中国专利，专利或专利申请号CN03151163.5)、李延东等提出的《公交电子站牌控制系统及其方法》(中国专利，专利或专利申请号CN200310105781.2)、徐诚等提出的《公交客车动态显示站牌》(中国专利，专利或专利申请号CN99202033.6)、彭德洪提出的《GPS卫星定位系统的公交车显示屏播放装置》(中国专利，专利或专利申请号CN03223114.8)、田中岳等提出的《公交客运无线信息交互嵌入式控制语音报站装置》(中国专利，专利或专利申请号CN03284223.6)、廖成旺等提出的《公交车路况信息自动识别播报装置》(中国专利，专利或专利申请号CN200420017847.2)，这些专利采用GPS(全球定位技术)、GPRS、GIS、CDMA、Flex、GMS等对公交车辆进行定位和通信，成本高，系统复杂。
也有许多采用红外通信与计算机网络相结合实现的公交信息管理系统以达到有效管理和高质量服务的目的，如郭亨浩提出的《可动态显示公交车行驶位置的方法及系统》(中国专利，专利或专利申请号CN01127617.7)、王汝笠等提出的《公交车辆动态管理系统》(中国专利，专利或专利申请号CN03115337.2)、郭亨浩提出的《公交车行驶位置动态显示系统》(中国专利，专利或专利申请号CN01242604.0)、肖方提出的《公交车站来车智能预告系统》(中国专利，专利或专利申请号CN02269334.3)等等，但红外通信存在可靠性差、计算机网络的敷设工程量巨大，以及包括前述专利在内存在的这样或那样的不足(如有的只满足于管理要求，有的只满足报站要求)。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于实现既高效地管理和调度公交车辆，又能让乘客得到高质量服务，还能成本低、实现便捷、运行可靠的公交车辆信息管理的方法与系统。
本发明采用的技术方案是一种基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统，低功耗短程自动路由无线网络由两种结点构成固定结点、与显示牌相连接固定结点和移动结点，其中至少有一个固定结点连接到监控中心。
结点的控制核心是微功耗单片机。
结点中的无线通信电路采用低功耗短程自动路由器件。
结点采用集成单片机与低功耗短程自动路由无线电路为一体的器件构成。
与显示牌相连接固定结点连接有车牌显示器和候车按钮K。
移动结点具有可检测环境图像等的图像接口。
移动结点具有传感器接口和连接有显示器。
本发明具备以下效果由于本发明采用站点固定结点、网络通信和对车辆定位固定结点和移动结点，其中至少有一个固定结点连接到监控中心结构，因而，本发明具有结构简单的特点，能实现既高效地管理和调度公交车辆，还能成本低、实现便捷、运行可靠的公交车辆信息管理。
图1为本发明的系统结构图。
图2为本发明的固定结点2(无线网络传输节点)结构图。
图3为本发明的与显示牌相连接固定结点3(无线网络传输与车站节点)结构图。
图4为本发明的移动结点4(车载节点)结构图。
图5为本发明的固定结点2的工作流程图。
图6为本发明的与显示牌相连接固定结点3的工作流程图。
图7为本发明的移动结点4(车载节点)工作流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
本发明的采用低功耗短程自动路由无线网络实现公交车辆信息管理的方法与系统井下定位通信系统。顾名思义，低功耗短程自动路由无线网络是由若干低功耗的结点组成的网络，这些结点采用无线方式并能够自动路由地进行任意一点对其他另一点的通信。系统由路边和车站安装的固定节点、车载的移动节点和总站的监控中心这三部分组成。固定节点组成低功耗无线通信网络，这样布设网络简洁、方便。由于通信是短距离的，可以实现对车辆的定位，不需昂贵的GPS等系统。固定节点之间、固定节点与由移动节点之间均为无线通信，没有像红外通信受天气(如大雾、雨雪等)影响之虞。由于网络节点均为低功耗，平均功耗仅为微瓦级，节点供电问题容易解决，如采用电池、太阳能电池等。
如图1所示，本发明采用低功耗短程自动路由无线网络。低功耗短程自动路由无线网络由两种结点构成固定结点2和与显示牌相连接固定结点3和移动结点4。其中至少有一个固定结点2直接连接到监控中心1。其余的固定结点2与3分为两种一种固定节点2仅用于网络通信和对车辆定位；另一种安装在车站的与显示牌相连接固定节点3除用于网络通信和对车辆定位外，还与车站显示牌相连接，用于显示最近即将到来本路车辆的信息，此外这一种节点还能发送有人等待车辆的信息。移动节点安装在公交运营车辆上，通过最近的固定节点交换信息，使监控中心能够对该车辆定位和记录车辆的载客等信息，也是前方车站可以显示本车的相关信息，还可得到前方车站是否有乘客候车和监控中心下传的信息或调度指令。
固定结点2和与显示牌相连接3和移动结点4的控制核心是微功耗单片机(CPU)，这里采用美国TI公司的MSP430。这两种结点的低功耗短程自动路由无线通信采用ZIGBEE(智蜂)器件，型号是美国飞思卡尔公司出品的MC1320X。结点也可以采用集成单片机与低功耗短程自动路由无线通信器件(ZIGBEE)为一体的器件，如美国飞思卡尔公司出品的MC1321X，或Ember公司的EM250。
如图2所示，每个固定结点2由控制核心CPU和用于无线通信的ZIGBEE组成，仅用于网络通信和对车辆定位。
如图3所示，安装在车站的与显示牌相连接固定结点3由控制核心CPU和用于无线通信的ZIGBEE、站牌显示器以及候车按钮K组成，这种固定节点不仅用于网络通信和对车辆定位，还可显示最近即将到来车辆的信息和乘客通过按钮向即将到来车辆发出有人候车的信息。
如图4所示，车载的移动结点4由控制核心CPU和用于无线通信的ZIGBEE、显示器以及传感器接口组成，移动节点通过与固定节点的通信，用于对车辆定位告知前方车站有关车辆的信息，上传监控中心有关车辆运行的信息，还可显示前方候车乘客的信息和监控中心下传的信息、指令。移动节点中的传感器接口用于采集车辆运行和上、下乘客人数的信息。
当车辆经过某一固定节点2附近时，车载移动节点通过该固定节点发出除车辆运行和上、下乘客人数的信息外，还带有本车代码信息，临近固定节点在上传移动节点发出的信息时，还附加本固定节点的代码信息，因此，前方车站和监控中心可以对车辆进行定位。
固定结点2的工作流程图固定结点2的工作流程图如图5所示。如果接收到需转发的信息，不论是固定节点还是移动节点发出的信息，在数据包中的附加地址段为空时，加上本固定节点的地址代码后转发，不空则直接转发。
与显示牌相连接固定结点3的工作流程图与显示牌相连接固定结点3的工作流程图如图6所示。如果有乘客按下按钮K，则通过来车方向的固定节点发出有人候车信息。如果接收到移动节点发出的信息，则附加本节点代码信息后上传到监控中心。同时也把传输监控中心的信息和后方候车乘客信息到移动节点。如果收到来车方向移动节点发出的信息，则在车牌显示器上显示或更新来车信息，并将有关信息向后方固定节点传输。
移动结点4的工作流程图移动结点4的工作流程图如图7所示。如果本车驶近固定节点，则向固定节点发出有人本车信息和接收监控中心后方候车乘客信息并显示。
综上所述，本发明既能高效地实现公交车辆的管理和调度、运营信息的记录，又能让乘客得到高质量服务，还能成本低、便捷、运行可靠地实现公交车辆信息管理的方法与系统。
权利要求
1.一种基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统，其特征在于，低功耗短程自动路由无线网络由两种结点构成固定结点、与显示牌相连接固定结点和移动结点，其中至少有一个固定结点连接到监控中心。
2.根据权利要求1所述的一种基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统，其特征在于，结点的控制核心是微功耗单片机。
3.根据权利要求1所述的一种基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统，其特征在于，结点中的无线通信电路采用低功耗短程自动路由器件。
4.根据权利要求1所述的一种基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统，其特征在于，结点采用集成单片机与低功耗短程自动路由无线电路为一体的器件构成。
5.根据权利要求1所述的一种基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统，其特征在于，与显示牌相连接固定结点连接有车牌显示器和候车按钮K。
6.根据权利要求1所述的一种基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统，其特征在于，移动结点具有可检测环境图像等的图像接口。
7.根据权利要求1所述的一种基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统，其特征在于，移动结点具有传感器接口和连接有显示器。
全文摘要
本发明涉及公交车辆信息系统，具体讲，涉及基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统。为提供一种基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统，本发明采用的技术方案是低功耗短程自动路由无线网络由两种结点构成站点固定结点、网络通信和对车辆定位固定结点和移动结点，其中至少有一个固定结点连接到监控中心。本发明主要用于设置基于低功耗短程自动路由无线网络的公交车辆信息系统。
文档编号G08G1/00GK1825379SQ200610013188
公开日2006年8月30日 申请日期2006年2月20日 优先权日2006年2月20日
发明者李刚, 林凌 申请人:天津大学