嵌入式多功能公交站牌的設(shè)計

趙金龍 晁乙中 羅勇 郭婷 薛超超

摘要：嵌入式公多功能交站牌項目基于單片機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)，對傳統(tǒng)公交站牌的功能進(jìn)行智能創(chuàng)新服務(wù)改進(jìn)，從而解決比如坐公交沒硬幣沒零錢導(dǎo)致上班，趕火車遲到、上車晴下車雨的突然天氣變化，沒帶傘、準(zhǔn)備坐長途汽車沒帶暈車藥等隨時隨地發(fā)生在我們生活中的尷尬，并預(yù)留可更換功能模塊安裝接口，滿足各種新增服務(wù)功能的更新和接入。針對公交站牌的“使用功能”進(jìn)行了實用性和創(chuàng)新性的改進(jìn)，創(chuàng)新一種新的服務(wù)方式，充分滿足市場需求，適應(yīng)智能城市規(guī)劃建設(shè)，對乘坐公交車體驗重新定義。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng);物聯(lián)網(wǎng);創(chuàng)新智能服務(wù);功能模塊接口技術(shù)

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）04-0125-02

乘坐公交車出行是目前世界上最主要的一種出行方式，據(jù)調(diào)查，僅2017年一年西安市公共電氣車營運(yùn)路線362條，全年客運(yùn)總量達(dá)15億人次，如此龐大的客流量，就會產(chǎn)生很多的問題，據(jù)調(diào)研總結(jié)為以下幾個主要問題：坐公交沒硬幣沒零錢、上車前晴下車后發(fā)現(xiàn)下雨沒帶傘、準(zhǔn)備坐長途車沒帶暈車藥、初到陌生城市不熟悉城市交通等。

1 嵌入式多功能公交站牌外觀設(shè)計

①太陽能充電頂棚;②廣告展示欄;③蓄電池底座;④城市安全系統(tǒng)監(jiān)控攝像頭;⑤公交系統(tǒng)無線傳感天線;⑥功能模塊開發(fā)安裝欄，如圖1嵌入式多功能公交站牌外觀示意所示。

2 嵌入式功能模塊安裝接入設(shè)計

如功能模塊安裝示意圖所示，嵌入式新功能模塊與公交站牌原有信號系統(tǒng)和顯示相互獨立，在使用中不會產(chǎn)生相互混亂錯誤;②模塊安裝欄有與各功能模塊相對應(yīng)的接口與插口裝置，每個接口對應(yīng)獨立的主控系統(tǒng)與電路，接入什么功能模塊就起什么作用，滿足可更換，可改變，這樣更加適應(yīng)乘客人群的發(fā)展，更加符合城市規(guī)劃建設(shè)的節(jié)奏;③功能模塊接口預(yù)留可再開發(fā)接口，增加產(chǎn)品更新?lián)Q代的可持續(xù)發(fā)展空間，增強(qiáng)產(chǎn)品的生存價值和生存空間;④自帶太陽能充電蓄電池底座，滿足各功能模塊的正常用電接入，實現(xiàn)24小時循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)省發(fā)電資源，安全環(huán)保，符合綠色環(huán)保城市建設(shè)理念，如圖2嵌入式功能模塊安裝示意所示。

嵌入式多功能模塊將基于成熟的公交站臺設(shè)施，在原有公交站牌的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造和搭建，在不破壞原有設(shè)施的情況下最大可能的充分利用設(shè)施的空間和功能。我們的功能模塊與公交站設(shè)備相對獨立，兩者屬于嵌套關(guān)系，在增加功能的情況下不會對原公交系統(tǒng)造成任何影響。

3 嵌入式功能模塊系統(tǒng)設(shè)計

嵌入式多功能公交站牌可實現(xiàn)多種功能：

（1）擬實現(xiàn)零錢兌換功能，目前社會中普遍存在的零錢兌換仍然處于紙幣-硬幣的模式，在互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)滲透到人們生活方方面面的情況下，出門不帶現(xiàn)金已經(jīng)成為一種趨勢，為了適應(yīng)這種生活方式和時代潮流，零錢兌換功能模塊和自動售賣功能可以相互結(jié)合實現(xiàn)、也可單獨實現(xiàn)，在技術(shù)上兩者硬件部分可以分成嵌入式處理器和外部設(shè)備，如圖3零錢兌換功能示意所示，處理器是整個設(shè)備的核心，外部設(shè)備在不同的設(shè)備中有不同的選擇，在零錢兌換設(shè)備中，選擇紙幣識別器、硬幣識別傳感器;在自動售賣設(shè)備中選擇液晶屏幕、選擇按鈕。

零錢兌換功能和自動售賣模塊采用RFID取代零售業(yè)的傳統(tǒng)條碼系統(tǒng)，使物品識別的穿透性、商品的防盜和跟蹤有了極大改進(jìn)，商品零售更加方便和快捷，可利用率大大提高，服務(wù)人群更廣更寬。

（2）擬實現(xiàn)共享雨傘功能：該模塊在硬件部分主要以C51單片機(jī)為主，結(jié)合機(jī)電智能鎖設(shè)備，機(jī)電智能鎖包含電子控制模塊和機(jī)械鎖模塊如圖4機(jī)電智能鎖系統(tǒng)示意圖所示，其特征在于：當(dāng)接收到掃碼成功后的后臺控制系統(tǒng)發(fā)來的開鎖指令時，共享設(shè)備中央控制單位觸發(fā)電子控制模塊，開啟機(jī)械鎖的控制插銷，用戶也可輸入由系統(tǒng)平臺得到的實時驗證碼手工開鎖，開鎖成功后，觸發(fā)電子控制模塊的開鎖成功開關(guān)，通過中央控制器通知后臺管理系統(tǒng)開鎖成功;當(dāng)用戶還傘成功時，把傘放入設(shè)備指定位置處，將傘柄自帶二維碼對準(zhǔn)紅外感應(yīng)器識別，識別成功觸發(fā)電子控制模塊的鎖傘成功開關(guān)，通過中央控制器通知后臺管理系統(tǒng)還傘成功。

該功能模塊軟件部分采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)對用戶的信息進(jìn)行識別與交換，實現(xiàn)定位、識別、跟蹤、管理。

4 結(jié)語

本項目的各種功能模塊基于單片機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)，由嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成，作為裝置或設(shè)備的一部分。嵌入式系統(tǒng)是一個控制程序存儲在ROM中的嵌入式處理器控制板。所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備都使用嵌入式系統(tǒng)，本項目中的設(shè)備采用的嵌入式系統(tǒng)包含簡單的操作系統(tǒng)，從而更全面的完成系統(tǒng)控制。相比于傳統(tǒng)行業(yè)，我們的業(yè)務(wù)技術(shù)包含多種功能，采用互聯(lián)網(wǎng)+的形式運(yùn)營，更加吸引客戶眼球和使用體驗。具有服務(wù)范圍廣，目標(biāo)客戶多，市場適應(yīng)性強(qiáng)，生存和發(fā)展空間大等等特點，更加符合智能城市的規(guī)劃和應(yīng)用。

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