基于移动互联网的智能公交系统的制作方法

本发明涉及智能公交管理系统领域，特别是涉及一种运用RFID技术、GPS技术、GPRS技术的基于移动互联网的智能公交系统。

背景技术：

自 20 世纪 80 年代以来, 伴随着城市交通状况不断的恶化，大多数国家将城市交通发展的重点转移到公交领域，通过大力提高公交运输的服务水平来吸引人们出行主要采用公交来代步，为此，在公交领域大力应用先进科学技术和改进公交设备非常重要，由此许多国家就展开了对实施智能公交方案的设计和研发。

日本在日常小型电器发展居世界首列，对于智能公交系统的发展与研究，日本在上世纪70年代就着手于此项目，并取得了一定的成就。在一开始它就设计研发出了关于公交车的定位方案，这各方案的实施展示日本所研制的智能公交系统运行开端。将公交车定位，然后将车辆信息传输给总控制室进行处理，作为日本智能公交车的早期工作方式。这个早期系统的开发，将运营公交车的管理得到优化，省了不少人力物力。随着科学技术的不断发展，在80年代，日本在此项目的研发上取得了更多的进展。城市的公交车上安装了可以自动计数的设备，每一个公交站上下车的客流量可以方便的自动记录，总控制室的管理人员可以及时掌了解公交站点每天每时的客流情况，经过对客流数据的分析，在乘客较多的路线上多安排几趟公交车，以满足乘客对车的需求。再到20世纪90年代，由于城市的快熟发展，私家车的数量陡然提升，造成日本城市交通变得越发拥堵，也带来了管理上的不便，公交运营的发展遇到了阻碍。为了重新赢得乘客对公交服务的信赖，解决城市交通拥堵问题，东京交通规划院设计开发了一套CTCS系统，来给城市智能公交注入新的活力，随后，日本公交运营的面貌焕然一新，得到大的改善，智能公交获得新的生机。

在上世纪80年代美国开始投入研发智能公交系统，为了改善城市交通提高公交车的管理效率，美国的公交部门也意识到智能公交发展的重要性，也选择开始做了智能公共交通系统项目。美国不一样的是在智能公交项目的研发上更倾向于对乘客信息的采集，乘客客流量计算，公交车的先进定位和通信系统等几个方面。例如GIS技术已经广泛的运用于对公交车的调度及相应的数据传输的工作上。随后美国的智能公交得到了有目的而快速的发展。

在上世纪80年代，智能公交快成为全球化的热点话题，欧洲的一些国家也开始着手于智能公交的研究。由于欧洲大部分国家的城市的历史比较悠久，城市街道建设普遍比较狭窄。结合于自身街道的特点，运用先进技术把智能公交系统的建设重点放在公交专用道和采集公交信息的方面上，已经获得较快发展并取得了许多可观的成果。

从我国公交车的发展历史看，智能公交的开发时间相对较晚。由于人口基数大，一二线城市除了本地人也吸引了许多外地人，智能公交的建设更是必不可少。自从80年代开始,智能公交车系统逐渐进入人们的眼中,它的建设也有了眉目。截至目前,无在理论和实际建设方面，我国的智能公交系统都取得的一定的成就。

据统计，截止到1990年，我国总共有将近13万两公交车，到2000年，我国公交车的数量达到23万两，数量得到提升。但公交车数量的平均拥有量仅为0.7/千人，而在发达国家却达到了1.25/千人。可以看出，在车辆的相对数量上，我国的情况并不乐观。而且，与国外发达国家相比，我国在公交车的管理方式上面也差距较大。由于近几年道路交通方面的问题越来越严重，交通拥堵问题越来越严重，交通事故的频繁发生，管理部门认识到管理公共交通发展的必要性并加大了对公交运营方面的投入量，进而改善交通环境。对于公交车的智能管理方面，国内的许多这方面的专家也做了许多理论分析。

近几年，随着政府的投入力度加大和先进科学技术的应用，我国的智能公交系统已取得一部分成就。如在杭州、大连、北京等一些大城市，GPS全球定位系统和移动的通信设备都已经安装在公交车辆上面，并且设置了先进的电子站牌站点，不仅极大的提高了公交运营的效率而且让乘客得到了更好的公交体验。根据RFID技术在物联网上的成熟应用，将其应用到公交车的识别定位上非常实用。另外，公交卡也是 RFID 技术的应用，大量发行公交卡可以用来计数和大概统计每个公交站点客流量的大小，方便公交车的调度。再利用GPRS技术来实现对车辆信息与控制室的双向通信，同时总控制室来控制电子站牌上的信息显示，如下一辆公交车的到达时间和路数。在上海、杭州等大中城市取得了良好的应用效果。上海市公共汽车进站、离站信息管理，电子站牌可以实时显示即将进离站的公交车的名称、时间和位置。

但是，目前我国智能公交的自动定位技术大多数基本还是采用 GPS 全球定位系统。 GPS 定位技术可以较易实现公交车的定位，而且定位信息准确，但是在大量应用的情况下会加大成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供基于移动互联网的智能公交系统，综合运用RFID技术、GPS技术、GPRS技术等设计一套智能公交管理系统，提高公交管理效率、降低公交管理成本并完成数据的远程传输，实现对行驶过程的监控管理。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

基于移动互联网的智能公交系统，由51单片机系统、RFID模块、GPS模块、GPRS模块、控制终端构成；所述51单片机系统连接控制GPS模块、RFID模块、GPRS模块，GPRS模块连接控制终端。

所述RFID模块包括天线模块和控制模块，控制模块采用51最小系统，天线模块包括两种，一种是用来给乘客刷卡的近距离天线，另一种是用来识别公交车的远距离天线。

所述GPS模块由7个部分组成：电源电路、GPS芯片外围电路、51最小系统电路、液晶屏接口电路、MAX232外围电路、RS232接口电路、跳线部分电路；所述电源电路能给GPS模块提供稳定的5V电压；所述液晶屏接口电路提供12864液晶屏和TFT彩屏接口；所述RS232接口电路是由MAX232芯片和其外围电路组成，它同时也是提供ISP下载的电路，可以通过RS232接口对单片机进行程序下载，比较方便。

本发明的有益效果：本发明的基于移动互联网的智能公交系统，综合运用RFID技术、GPS技术、GPRS技术等设计一套智能公交管理系统，提高公交管理效率、降低公交管理成本并完成数据的远程传输，实现对行驶过程的监控管理。

本发明通过RFID技术来实现公交车的定位和普及刷卡上车的方式进行客流量信息的采集，通过GPS技术来加强公交车的定位，用GPRS技术来实现信息的交互，用移动互联网来实现这套智能公交系统。

本发明运用RFID模块、GPS模块和GPRS模块的联合工作来进行信息的采集和传输，公交总控制室将接收到的数据进行处理分析，根据客流量情况来调度公交车，根据公交车的位置信息计算出公交车预计到站的时间并显示在电子站牌上，让乘客了解公交车信息，不用再盲目等待。

本发明的实施必然会改善大多数城市的交通拥堵状况，改善城市交通面貌，提高公交车的服务质量，提高公交车的管理效率。乘客的公交车体验变好后，越来越多的人会用公交车来作为出门的代步工具，路上的私人车辆会变少，形成良性循环，交通状况得到大大改善。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的工作流程图；

图3是本发明内部51最小系统图；

图4是本发明内部单片机控制GPS模块原理图；

图5是本发明内部GPS模块工作框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，基于移动互联网的智能公交系统，由51单片机系统、RFID模块、GPS模块、GPRS模块、控制终端构成；所述51单片机系统连接控制GPS模块、RFID模块、GPRS模块，GPRS模块连接控制终端。

所述RFID模块包括天线模块和控制模块，控制模块采用51最小系统，天线模块包括两种，一种是用来给乘客刷卡的近距离天线，另一种是用来识别公交车的远距离天线。

所述GPS模块由7个部分组成：电源电路、GPS芯片外围电路、51最小系统电路、液晶屏接口电路、MAX232外围电路、RS232接口电路、跳线部分电路；所述电源电路能给GPS模块提供稳定的5V电压；所述液晶屏接口电路提供12864液晶屏和TFT彩屏接口；所述RS232接口电路是由MAX232芯片和其外围电路组成，它同时也是提供ISP下载的电路，可以通过RS232接口对单片机进行程序下载，比较方便。

实施例2

如图2所示，图2是本发明的工作流程图；此基于移动互联网的智能公交系统中，既要完成运营公交的准确定位，又需将车辆位置和客流量信息及时发送出去。目前市场上的定位技术一般用GPS全球定位系统和RFID无线射频识别技术。现今GPS技术越发成熟，在车辆定位方面的应用十分广泛。但是GPS定位信号容易受到较高或金属建筑物的遮挡，在有些位置不能实现准确定位。根据RFID无线射频识别技术在物流和运输等方面的广泛应用，将其用来实现公交车的定位非常实用，它的定点定位可以弥补GPS定位的一些缺陷，RFID技术还可以通过用刷卡上车的方式来较准确计算各公交站的客流量。信息的传递则用到GPRS技术。GPRS技术可将公交车的位置休息和客流量的休息实时传递。总控制室可以方便实施公交车的智能调度，并可将实时信息通过电子站牌传达给等车的乘客。

实施例3

如图3所示，图3是本发明内部51最小系统图；单片机RST/VPD管脚接电容电阻和复位开关电路组成复位电路，用来对程序的初始化。XTAL1和XTAL2管脚接12M晶振电路，提供时钟周期。P0.0到P0.7要接入上拉电阻才可接其他电路。接上电源，如此便可组成51单片机的最小系统，可用于一般的程序下载应用。51单片机还可以接一些外围显示电路，以便程序需求时要用到，增加最小系统的功能。

实施例4

如图4所示，图4是本发明内部单片机控制GPS模块原理图；51单片机还可以接一些外围显示电路，以便程序需求时要用到，增加最小系统的功能。此GPS模块主要由51最小系统电路、GPS芯片电路、液晶屏电路和电源电路四个部分组成。51单片机通过编程可以控制将GPS接收到的定位信息在液晶屏上显示，用户版电路上同样设计了TFT彩屏接口。模块采用5V电源供电，电源电路部分有两个：直接外接电源或者使用USB接口供电，这样方便了GPS模块在室外调试时直接使用笔记本电脑USB接口直接供电。该模块与PC机的通信采用的是RS232接口，用该接口对51单片机下载程序，来控制屏幕上位置信息的显示。同时PC机也可通过RS232接口直接与GPS电路部分通信，实现PC机、GPS模块和51单片机三者之间两两通信。

实施例5

如图5所示，GPS模块完整的电路图由7个部分组成：电源电路，GPS芯片外围电路，51最小系统电路，液晶屏接口电路，MAX232外围电路，RS232接口电路，跳线部分电路。电源电路能给GPS模块提供稳定的5V电压；提供12864液晶屏和TFT彩屏接口；51单片机最小系统电路和前面设计的一样；RS232-TTL电平转换电路是由MAX232芯片和其外围电路组成，它同时也是提供ISP下载的电路，可以通过RS232接口对单片机进行程序下载，比较方便。

单独的GPS电路部分也可以直接和PC机进行通信，只要用RS232串行接口即可。PC机上有调试软件可以接收GPS数据并显示。模块上有一个LED指示灯，当GPS天线能较好的接受卫星信号时，信号灯会闪烁，否则常量，可根据指示灯判断GPS的工作状态。PC机软件显示GPS数据的格式支持NMEA0183 V 3.01 协议。

GPS芯片与外界通信过程中是通过自己的4脚和5脚，这两个脚为数据的接受和发送的引脚。GPS接收到的定位信息就是通过这两个脚与51单片机或PC机进行数据交换的，只要将这两个引脚与51单片机对应的发送和接收脚相连或者通过RS232接口与电脑连接即可进行通信。通过指示灯的闪亮状态来得知GPS接收卫星数据的情况。GPS芯片与51单片机类似，内部没有复位电路，它的22引脚接过电阻后再与单片机的P1.0连接，让单片机来提供复位信号。

GPS模块从卫星接收到信息量很大，处理起来需要一定的时间，为避免数据没处理完或者没保存好就意外断电的情况发生，在电路中设计了一个额外的3V纽扣电池供电。引脚1接5V电压，可和单片机接同一外界电源供电。引脚17为外接GPS天线的接口，本模块用的是4米长的天线，就算在室内进行调试的过程中也可以将天线放在窗外接收信号。51单片机、PC机和GPS电路之间可以两两之间进行通信。