GPRS_ZigBee技术的公交车智能监控系统

　　引言

　　在如今的现代生活中，公交车是城市交通中最重要的部分，其运行效率与服务质量很大程度上影响城市交通状况和市民的出行状况。衡量运行效率和服务质量的重要标准是公交车能否准点到达各站和人们能否知道自己等待的公交车运行情况。

　　目前，除始发站和终点站外，中间的众多站无法保证公交车准点;依靠驾驶员按键操作报站，难免出现错误而误导乘客;候车人不知道等待的公交车运行状况。为此，本文开发了一种基于GPRS和ZigBee的公交车运行监控系统，以期能较好的解决这些问题。

　　1　系统整体设计

　　该系统由公交车监控中心、公交车站台的站台监测器和公交车上的智能无线终端(以下简称监控中心、监测器和无线终端)组成，如图1所示。无线终端通过ZigBee技术向监测器报告公交车到达和离开的时间，监测器接收无线终端发送的信号，检验该车的“标识号”，识别到来车辆，并将该车的到达时间、车号等信息通过GPRS网络传送到监控中心。

　　公交车根据检测器发送的站台标识符识别站台名称，通过语音和LED屏报站。此后，监测器不断检测该无线终端发送的信号强度，当其减弱到一定程度时，即认为该车离开本站，随即向监控中心发出相关信息。监控中心对监测器发来的信息进行存储，根据接收的信息判断公交车行驶路段，并将信息发送给监测器，监测器通过运行状态指示灯显示给候车者。

　　2　硬件设计

　　2.1　监测器

　　2.1.1　整体设计

　　监测器组成如图2所示，该部分由CPU、无线GPRS通信模块、无线ZigBee通信模块、公交车运行状态指示灯和其他外围电路组成。CPU选择三星公司的S3C44B0X,该处理器具有低功耗、高性能、高性价比的优点，同时具有丰富的内置部件，极大减少了系统电路中除处理器以外的元器件配置，降低了成本并减少了系统的复杂度。同时具有大量I/O端口，可以实现对大量状态指示灯的控制。GPRS既能支持间歇的爆发式数据传输，又能支持偶尔的大量数据传输，数据传输速度快，按流量计费。因此GPRS适合于这种通信频繁、数据量大、实时性要求较高的监控系统。该设计选择GPRS作为监测器与监控中心无线连接方式，监测器与公交车终端通信采用ZigBee无线通信方式。ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的无线网络技术。设计中ZigBee通信模块选用Freescale公司的MC13192,其工作频率是21405～21480GHz,采用直接序列扩频的通信技术，数据传输速率为250kb/s,达到设计要求。

　　2.1.2　GPRS通信模块

　　GPRS模块选择法国WAVECOM公司生产的Q2403,该模块符合ETSI标准GSM0707和GSM0705,下载速度为5316kb/s,上传速度为2618kb/s。模块提供一个符合V24协议的异步串行通信接口，支持加密算法，集成射频电路和基带于一体，性能稳定，可以快速、可靠的传输。Q2403和S3C44B0X通过串行接口相连接，如图3所示。

2.2　无线终端

　　无线终端主要由音频播放模块、按键响应电路、无线ZigBee通信模块和LED屏显示模块组成，见图4。音频播放模块负责录制并播放语音报站信息。

　　按键响应电路负责响应公交车司机的按键操作。