基于RFID的公交車自動報站器設(shè)計

RFID技術(shù)已廣泛用于物聯(lián)網(wǎng)，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預。設(shè)計的基于RFID的公交車自動報站器系統(tǒng)由語音模塊、紅外模塊、溫濕度模塊、單片機以及RFID模塊組成，搜集確認公交車的位置信息，并且測量車內(nèi)溫濕度以及車內(nèi)乘客人數(shù)，從而實現(xiàn)智能報站自動化，降低司機工作強度，提高車輛運行的安全性。

在現(xiàn)階段無人售票車系統(tǒng)中，公交車報站需要司機手動操控報站按鈕。傳統(tǒng)的人工按鍵報站已不能滿足公交系統(tǒng)的要求，常常出現(xiàn)誤報、漏報甚至干脆不報等現(xiàn)象，給乘客帶來了很大的不便。手動報站智能化程度低，按鍵復雜，不僅要求駕駛員熟練操作報站裝置，由于同時還在駕駛車輛，也給公家車的安全帶來的潛在的隱患。

1 為解決這一問題，本文將單片機、語音芯片、RFID模塊相結(jié)合提出只能公交報站系統(tǒng)的設(shè)計方案。設(shè)計實現(xiàn)公交車自動報站器功能，即根據(jù)RFID識別結(jié)果由單片機控制語音芯片根據(jù)存儲的站名進行報站，并且實現(xiàn)公交車進出站時自動報站、車輛中途上下車智能處理、發(fā)送車內(nèi)空氣信息功能，從而真正實現(xiàn)公交車報站的智能化。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

系統(tǒng)總體設(shè)計如圖1所示系統(tǒng)由語音模塊、單片機以及RFID模塊組成。系統(tǒng)通過RFID，確定車輛所處位置，并通過無線模塊將信號傳給單片機，然后再由語音模塊進行報站。

2.1 RFID站點識別模塊

此模塊實現(xiàn)公交車站RFID電子標簽識別和獲取相關(guān)信息功能。在每一個公交站臺電子標簽進行登記，由于RFID電子標簽的唯一性，系統(tǒng)識別站點后方可準確識別并且報站。通過對電子標簽編碼的識別，獲取站臺信息，最后發(fā)送到RFID報站模塊中。

2.2 RFID報站模塊

接收公交站點發(fā)送過來的信息之后，比對該站點是否是該公交車線路中的站點，從系統(tǒng)中獲取相關(guān)站點的信息，確認之后發(fā)送信號到語音播報系統(tǒng)，語音模塊播放聲音。

3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理

3.1 車載端硬件

，車載設(shè)備由語音功放電路、串口通信借口、射頻收發(fā)電路、溫濕度測量模塊、穩(wěn)壓電路組成。溫濕度測量模塊由車內(nèi)單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20(測溫范圍-55～+125攝氏度)測量車內(nèi)溫度;濕度傳感器CHR01測量車內(nèi)濕度;紅外模塊檢測上下車人數(shù)從而得到車內(nèi)總乘客數(shù)量。

3.1.1 濕度傳感器CHR01

本系統(tǒng)濕度傳感器選用CHR01，它采用功能高分子膜涂敷在帶有導電電極陶瓷襯底上,形成阻抗隨相對濕度變化成對數(shù)變化的敏感部件,導電機理為水分子的存在影響高分子膜內(nèi)部導電離子的遷移率，具有穩(wěn)定、低漂移、高精度、快速響應特性、高可靠，耐水性好等特點。

3.1.2 溫度傳感器DS18B20

DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應用場合的不同而改變其外觀。

3.1.3 ISD4004語音芯片

語音提示系統(tǒng)采用美國Winbond公司生產(chǎn)的ISD4004系列作為提示輸出語音芯片ISD4004系列工作電壓3V，單片錄放時間8至16分鐘，音質(zhì)好，適用于移動電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設(shè)計是基于所有操作必須由微控制器控制，操作命令可通過串行通信接口(SPI或Microwire)送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術(shù)，每個采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中，因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。

3.2 站臺端硬件

站臺端硬件主要發(fā)送編碼控制電路、LED電子電路、射頻收發(fā)電路和穩(wěn)壓電路組成。射頻收發(fā)電路發(fā)送電子標簽信息以及接受車輛發(fā)送信息;LED電子電路顯示車輛發(fā)送至站臺的信息。

LED顯示：LED顯示模塊選用1602LCM字符型液晶顯示器，1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器(CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼。

4 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)原理

該系統(tǒng)軟件由C語言編寫，可分為RFID電子標簽信息是被解析模塊實現(xiàn)信息獲取與識別功能;公交車狀態(tài)判斷模塊、狀態(tài)對應的執(zhí)行程序模塊實現(xiàn)信息加工與處理功能。LED顯示與語音輸出模塊實現(xiàn)信息輸出功能。

為公交車RFID電子標簽信息獲取與識別和執(zhí)行功能簡易流程圖，若沒有接收到或電子標簽為“0000”的RFID信號，不執(zhí)行指令;若收到RFID信號，則分析改站點是否屬于該公交車的計劃線路，若是，則啟動語音芯片報站;若不是，則不發(fā)出指令。

5 結(jié)束語

按照本文的設(shè)計方案，完成了自動報站和站臺LED顯示功能，成功實現(xiàn)了公交車報站系統(tǒng)的自動化，公交車報站不準現(xiàn)象可得到解決，為公交系統(tǒng)提供可靠且成本可控的公交多功能自動報站系統(tǒng)車內(nèi)人數(shù)以及溫度、濕度信息能夠在站臺上及時顯示。若進一步利用無線網(wǎng)絡或有線網(wǎng)絡將車輛站點數(shù)據(jù)傳送到公交管理部門或交通指揮部門，可對公交運行狀況進行實時監(jiān)控。