基于RFID和ZigBee的城市智能公交系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘要】本文設(shè)計(jì)的基于RFID和ZigBee的智能公交系統(tǒng)，通過(guò)智能車上RFID射頻識(shí)別檢測(cè)站臺(tái)信息，運(yùn)用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)車載路由器節(jié)點(diǎn)將車輛檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送至控制中心協(xié)調(diào)器，由控制中心節(jié)點(diǎn)將車輛運(yùn)行狀態(tài)發(fā)送至各站臺(tái)路由器，控制公交站臺(tái)LCD顯示。在車輛運(yùn)行中，利用labview編寫的上位機(jī)，對(duì)車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便做好公交車調(diào)度安排?！娟P(guān)鍵詞】ZigBeeRFID上位機(jī)智能公交一、引言城市公交的發(fā)達(dá)水平是與一個(gè)城市的建設(shè)水平密切關(guān)聯(lián)的，城市公交發(fā)達(dá)水平不僅僅體現(xiàn)在乘車方便，還體現(xiàn)在乘車過(guò)程中是否舒適、候車過(guò)程中是不是愉快以及候車時(shí)間是否較短等各種因素上。而對(duì)于當(dāng)前城市公交系統(tǒng)，存在以下主要不足之處：首先，當(dāng)前公交車到站信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方便了候車乘客服務(wù)，但沒(méi)有考慮到運(yùn)行車輛內(nèi)乘客數(shù)量的預(yù)告，不能讓乘客針對(duì)即將到站的公交車內(nèi)乘客數(shù)量情況進(jìn)行有選擇性的乘車。其次，當(dāng)公交運(yùn)行線路上一段時(shí)間內(nèi)乘客流量增加導(dǎo)致公交車運(yùn)行數(shù)量不足時(shí)，調(diào)度人員無(wú)法根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)動(dòng)公交車輛，因而往往會(huì)導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)中的公交車內(nèi)擁擠、候車乘客擠不上車的狀況。而且，在現(xiàn)行的公交車到站電子預(yù)報(bào)系統(tǒng)中采用的是“GPS+GSM”定位系統(tǒng)報(bào)站。這種報(bào)站方式雖然非常精確但制作、安裝及運(yùn)營(yíng)成本很高，維護(hù)比較困難[1]。而在我們的設(shè)計(jì)中通過(guò)RFID射頻識(shí)別來(lái)檢測(cè)車站信息，加上壓力傳感器來(lái)檢測(cè)車內(nèi)乘客擁擠程度，然后通過(guò)ZigBee來(lái)進(jìn)行無(wú)線傳輸最后加上上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅彌補(bǔ)了上述方案的不足，而且實(shí)施簡(jiǎn)單價(jià)格低廉且便于維護(hù)。二、RFID技術(shù)和ZigBee技術(shù)2.1RFID技術(shù)簡(jiǎn)介RFID是RadioFrequencyIdentification的縮寫，即射頻識(shí)別，它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，基本都由電子標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）和數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)（Processor）三大部分組成。它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，此外，RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽。RFID設(shè)備工作原理是：當(dāng)裝有無(wú)源電子標(biāo)簽的物體在距離0～10米范圍內(nèi)接近讀寫器時(shí)，讀寫器受控發(fā)出微波查詢信號(hào)；安裝在物體表面的電子標(biāo)簽收到讀寫器的查詢信號(hào)后，將此信號(hào)與標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息合成一體反射回電子標(biāo)簽讀出裝置，反射回的微波合成信號(hào)已攜帶有電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信機(jī)部分和車站處的ZigBee接收模塊，液晶顯示模塊構(gòu)成，具體框圖如圖2。在此網(wǎng)絡(luò)中，車站除了電子標(biāo)簽外還包含ZigBee接收模塊，以及液晶顯示屏。中心節(jié)點(diǎn)除了反饋信息給各個(gè)車站還需要與上位機(jī)連接。其傳輸方式采用ZigBee無(wú)線通訊。如圖2所示在我們的信息反饋網(wǎng)絡(luò)中，中心節(jié)點(diǎn)接收到由RFID和HX711Ad壓力傳感器所傳來(lái)的站點(diǎn)信息后，將這些信息通過(guò)ZigBee無(wú)線傳輸傳給各個(gè)站點(diǎn)，各個(gè)站點(diǎn)處的ZigBee接收模塊接收中心節(jié)點(diǎn)所傳來(lái)的信息，將此時(shí)車輛的位置車輛號(hào)和車上人流擁擠程度在液晶屏上顯示。同時(shí)中心節(jié)點(diǎn)也將上訴信息傳給上位機(jī)，便于控制調(diào)度公交班次。3.3上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)我們采用Labview編程以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)界面制作以及這種自動(dòng)接收控制。其具體程序流程圖如圖3所示。具體工作方式如下，中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送到上位機(jī)，上位機(jī)打開COM口，接收數(shù)據(jù)后校驗(yàn)數(shù)據(jù)是否正確，如果數(shù)據(jù)正確則開始進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，否則繼續(xù)正確等待數(shù)據(jù)傳入。數(shù)據(jù)分析后將車輛號(hào)站點(diǎn)信息及擁擠程度三者顯示在Labview的主界面，顯示如圖4所示。對(duì)擁擠程度進(jìn)行分析，若顯示的是不用擠則將信息反饋給起始站點(diǎn)，起始站點(diǎn)延長(zhǎng)發(fā)車時(shí)間，若顯示為擁擠則起始站點(diǎn)開始增派車輛以減緩交通壓力。即方便了人們的出行，又合理的分配了公交車資源，實(shí)現(xiàn)智能交通。四、總結(jié)在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中通過(guò)RFID射頻識(shí)別來(lái)檢測(cè)車站信息利用壓力傳感器數(shù)值模擬公交車內(nèi)乘客數(shù)量，通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)Zigbee無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸能夠方便候車乘客預(yù)先知曉即將到站車輛內(nèi)乘客狀況，通過(guò)上位機(jī)監(jiān)控，便于調(diào)度人員根據(jù)車輛內(nèi)乘客數(shù)量及時(shí)調(diào)動(dòng)車次，對(duì)車輛行進(jìn)路線運(yùn)行狀況進(jìn)行分析。隨著后期對(duì)Zigbee技術(shù)的不斷深入。將該設(shè)計(jì)接入到互聯(lián)網(wǎng)中，并運(yùn)用到整個(gè)城市的公交體系中