一种基于ZigBee网络的公交进站引导方法
【技术领域】
[0001]本发明属于公交进站引导技术领域，具体涉及一种基于ZigBee网络的公交进站引导方法。
【背景技术】
[0002]一直以来，由于线网规划、道路交通设计、公交信息系统等各方面的滞后和设计不协调，公交车辆在停靠站的运行秩序混乱的现象一直很突出。尤其是近年来由于小汽车使用的增多，大大压缩了公共汽车的运行空间；城市的扩张和交通环境恶化又导致适用于短距离出行的自行车使用量急剧降低，转向公共交通，公共交通成为人们日常出行的重要方式，客运量逐年增加，线路配车数、发车频率都有所增加，从而使得停靠站运行状况更加恶化。具体现象表现为:①公交车无序进站造成泊位资源无法充分利用；②车辆随机选位停靠的规则造成的乘客无法定点候车，人随车跑，二次停靠等现象普遍；③不同线路车辆同时到达时，候车乘客的走行混乱和人流对流冲突，不但影响运行安全，而且影响上客效率，等等。这些问题都严重影响了公交系统的运行效率和道路服务水平，而且增加了安全隐患。
【发明内容】
[0003]为解决以上问题发明了一种基于ZigBee技术的公交进站引导系统，目的是解决单个公交车站进站区域内紊乱、二次停车、乘客无序候车随车跑动等具体问题的实际情况。
[0004]本发明的技术方案是由以下步骤实现:
[0005](I)设定车站有三个车位，并依次对每个车位进行编号，在每个车位前安装有红外感应模块，当车位空闲时，对应红外感应模块输出低电平；当车位非空闲时，对应红外感应模块输出高电平；
[0006](2)在车站协调器建立Zigbee自组网络，在信道确定后，对Zigbee自组网络设置一个PANID，每隔3?5s扫描一次信道，询问周围是否有公交车载终端即将驶入车站停靠点，等待即将进站的公交车载终端节点的加入，并且每隔5?1s捕捉一次步骤(I)中每个车位的红外感应模块所输出的电平信号；
[0007](3)公交车载终端即将进站时，公交车载终端的zigbee模块搜索车站协调器所对应的PANID并申请加入车站的Zigbee自组网络，车站协调器响应并与该公交车载终端绑定，公交车载终端即向车站协调器发送关联数据包，并等待车站协调器作出分配响应；
[0008](4)车站协调器接收公交车载终端发送的数据包，通过RSSI定位算法计算该公交车载终端与车站的距离，并根据公交车载终端与车站的距离和步骤(2)所捕捉的低电平信号分配车位，将车位分配信息发送给对应公交车载终端并通过车站显示器显示出该公交车载终端所对应的车牌号、公交线路以及分配的车位号；若步骤(2)所捕捉的全是高电平信号，三个车位都处于非空闲状态，则车站协调器向对应公交车载终端发送等待命令并将等待信息通过车站显示器显示；
[0009](5)公交车载终端接收到车位分配信息或者等待命令后通过车载显示器或者语音提醒告知司机；
[0010](6)重复步骤(2)?(5)，完成所有公交车载终端的车位分配，引导公交车载终端有序进站。
[0011]上述步骤(3)中的关联数据包主要包括公交车车牌号和公交线路信息、乘车人数
?目息O
[0012]在上述步骤(3)中，若有多个公交车载终端申请加入车站的Zigbee自组网络并向车站协调器发送数据包，则步骤(4)具体实现方法为:
[0013](4.1)车站协调器接收公交车载终端发送的数据包，通过RSSI定位算法计算各个公交车载终端与车站的距离，比较计算结果大小，选择距离车站最近的公交车载终端；
[0014](4.2)根据步骤(2)所捕捉的电平信号，若全部步骤(2)所捕捉的全是高电平信号，三个车位都处于非空闲状态，则车站协调器向所有发送数据包的公交车载终端发送等待命令并将等待信息通过车站显示器显示；若有低电平信号，则将低电平信号所对应的空车位信息发送给步骤(4.1)所确定的距离车站最近的公交车载终端，并通过车站显示器显示出该公交车载终端所对应的车牌号、公交线路以及分配的车位号；
[0015]上述步骤(5)的具体实现方法是:
[0016](5.1)距离车站最近的公交车载终端接收到车位分配信息后通过车载显示器或者语音提醒告知司机并向车站协调器发送提示信息，使车站协调器的zigbee模块重新捕捉其余未分配车位所对应红外感应模块的电平信息；
[0017](5.2)重复步骤(4.1)、(4.2)和步骤(5.1)，完成对下一个距离车站最近的公交车载终端的车位分配，直至完成所有公交车载终端的分配。
[0018]上述步骤(4.2)中若同时有多个低电平信号时，则每次分配都是将编号索引较小的车位分配给步骤(4.1)所确定的距离车站最近的公交车载终端。
[0019]上述的RSSI定位算法具体是:
[0020]RSSI = A-1Onlg (d)
[0021]其中:A是公交车载终端相距车站Im时车站zigbee模块接收到无线信号强度RSSI 值；
[0022]η是路径损耗指数，改制通过实际测量得到，障碍物越多，η值越大；
[0023]d是公交车载终端与车站之间的距离，m0
[0024]本发明所提供的基于ZigBee网络的公交进站引导方法是利用ZigBee技术，建立自组无线网络，实现车站与公交车载终端之间的信息交互、车车信息传输，实现车联网，而且通过车站协调器捕捉车位对应红外感应模块输出的电平信号对就近的公交车载终端分配车位，并将分配车位信息显示出来，本发明的方法可以智能引导车辆有序进站并且动态分配泊位，并实时智能更新车位、车辆停靠信息，可提前告知乘客到达对应车位候车，引导乘客在指定位置上车，实现乘客有序乘车，有效避免人随车跑、双向耗时、公交二次停车的混乱现象，此外，本发明具有简单，使用方便，工作可靠，运行成本低、推广性强的特点。
【具体实施方式】
[0025]现结合实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。
[0026]实施例1
[0027]本实施例以三个车位全部空闲且有3个公交车同时进站的情形为例，基于ZigBee技术的公交进站引导方法由以下步骤实现:
[0028](I)设定某一车站上共划分有三个车位，依次对每个车位编号，分别为1、I1、111，在每个车位前安装有带光敏控制和温度补偿的红外感应模块，即可采用LH1778探头，当车位空闲时，对应红外感应模块输出低电平；
[0029](2)在车站协调器的Zigbee模块(型号为CC2530)先建立Zigbee自组网络，在信道确定后，对Zigbee自组网络设置一个PANID，每隔3?5s扫描一次信道，询问周围是否有公交车载终端即将驶入车站停靠点，等待即将进站的公交车载终端节点的加入，扫描间隔时间可根据公交车载终端的流量大小进行设定，并且每隔1s捕捉一次步骤(I)中每个车位红外感应模块所输出的电平信号；
[0030](3) 3个公交车载终端均需要进站时，3个公交车载终端的zigbee模块同时搜索车站协调器所对应的PANID并申请加入车站的Zigbee自组网络，车站协调器响应后与分别与各个公交车载终端绑定，各个公交车载终端分别向车站协调器发送相关联数据包，包括公交车车牌号和公交线路信息、乘车人数等信息，并等待车站协调器作出分配响应；
[0031](4)车站协调器接收到3个公交车载终端发送的数据包后按照下述公式
[0032]RSSI = A-1Onlg (d)
[0033]其中:A是公交车载终端相距车站Im时车站zigbee模块接收到的无线信号强度RSSI 值；
[0034]η是路径损耗指数，改制通过实际测量得到，障碍物越多，η值越大；
[0035]d是公交车载终端与车站之间的距离，m0
[0036]计算各个公交车载终端与车站的距离，比较3个公交车载终端距离车站的距离远近，确定出距离车站最近的公交车载终端；之后车站协调器根据所捕捉的电平信号按照就近原则将I号车位分配给距离车站最近的公交车载终端，并将该车位分配信息发送给距离车站最近的公交车载终端，之后将该公交车载终端所对应的车牌号、公交线路以及分配的车位号在车站的液晶显示屏上显示出来，以方便乘客到相应的车位候车；
[0037](5)该距离车站最近的公交车载终端接收到车站协调器所发出的车位分配信息后通过车载的液晶显示屏告知司机车位号，完成距离车站最近的公交车载终端的车位分配，同时，该公交车载终端向车站协调器发送提示信息，使车站协调器的zigbee模块重新捕捉其余未分配的车位所对应红外感应模块的电平信息；
[0038](6)重复步骤(2)?(5)，将II号车位分配给次近的公交车载终端，将III号车位分配给3个中最远的公交车载终端，从而引导3个公交车载终端全部有序进站。
[0039]实施例2
[0040]本实施例以三个车位