基于无线射频的新型公交报站系统设计

凌　云

（建东职业技术学院，江苏 常州 213000）

【摘　要】目前国内绝大部分城市的公交系统都采用手动按键式的报站方式，在行车的过程中，这一举措存在着一定的安全隐患，同时因为人为因素也会导致报站信息出错，给出行的人们带来一定的烦恼。基于以上原因，在此利用无线射频（RFID）技术独有的特点，提出一种基于RFID的新型智能公交报站系统设计方案，来实现公交车站台信息的自动识别与自动报站功能，从而有效的提高公交车出行的安全性与便利性。

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关键词 无线射频识别；电子标签；自动报站

0　前言

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术，是一种无线的、非接触的自动识别技术,是近几年发展起来的前沿科技项目。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便。

随着社会的进步，国家的发展，我国的公共交通行业也有了快速的变化，作为一个与市民出行紧密联系的行业，公共交通行业不仅作为城市文明的窗口，还体现出了一个城市良好的形象，特别是在极力呼吁节能环保的今天，能够选择公共交通出行，也是为文明过的环保事业献出一份力。那就势必要求公共交通行业能够确保市民的出行安全，舒适。目前，绝大部分的公共交通系统都是采用驾驶员手动按键来进行报站，这种半自动的报站方式常常会因为路况的复杂，驾驶员的疏忽从而导致报站不准切现象的出现，极大的困扰了出行的市民。针对这样的情况，本文将通过RFID技术配合单片机以及电子线路的设计来实现一种可以完全自动化报站的系统，以此来减轻驾驶员的负担，提高公交车出行的安全性与舒适性。

1　系统整体构架

本系统设计主要从硬件和软件两个方面进行。在硬件设计方面，采用模块化设计，主要由控制模块电路、射频通信电路、语音功放电路、串口通信电路、显示电路五部分组成。在软件设计方面，根据系统硬件组成原理和功能要求，使用C语言编写各功能模块电路控制程序。最后对系统进行软硬件联合调试，完成车载读写器与站牌主动式电子标签之间的双工通信，实现公交车对车站自动识别、自动报站的功能。

2　硬件设计

整体的硬件设计框图如下图1所示。系统主要包括公交车站射频识别信息获取，RFID电子标签信息判断与处理，以及站台信息的输出三个部分。信息获取主要是实现对站台电子标签里信息的识别与获取，实现原始数据的采集。信息判断与处理主要实现对采集到的标签信息进行处理，根据系统设定的判断策略，识别站台名称，从而调用相对用的控制模块。站台信息输出主要是通过信息的获取与处理之后，利用串口通信将相关信息传输到单片机的控制端，实现信息的语音输出与液晶显示，从而使站台信息最大程度的传播出去。

其中RFID读写设备选用2.4GHz通信频率的有源CC2540芯片，该芯片功耗低，发射接收信号距离长，且可靠性高。同时可无线控制标签休眠与唤醒，无线调节标签射频信号强度，从而控制标签发射距离。选用的读写器具有多种通信接口，可进行多种组网布局。

3　软件设计

射频识别的优点在于远距离和非接触式的进行信息的传输，但是随着识别距离的扩大，势必会造成在有效识别区域内存在多个标签的可能性。对于读写器来说，存在着这样的一种冲突方式。如何解决这一问题，可以在软件的编写过程中，采取防冲突算法的编写，可以有效地防止干扰，以免造成误识别，保证系统能够安全可靠的通信。根据系统硬件组成和功能要求，用C语言编写相关控制程序，完成系统相关软件的调试，主要包括射频收发店里程序、语音功放电路控制程序、串口通信程序以及车载读写器和站台电子标签的总体控制程序。整体车载读写器的程序流程图如下图2所示。

当读写器完成初始化后，就进入待机模式。当公交车在站与站之间行驶时，一般不会接收到FRID信号，只有在靠近车站时，才能收到RFID信号，在行驶过程中读写器不断接收来自标签的数据，当检测到有同频载波时，且地址匹配，则准备接收数据，将数据村日串口缓存器中，等到单片机读取，单片机通过串口读取电子标签收到的数据，在进行报站信息的输出。

4　结束语

本文主要结合我国目前城市公交报站的现况，结合RFID技术，按照公交智能化的要求，提出的一种新型智能化公交报站系统。该系统将RFID技术与单片机结合，自动识别公交站点，实现了智能语音报站和液晶显示的功能。可使乘客避免错过语音播报。该系统减轻了驾驶员的负担，增加了车辆的安全性，提高了公交服务质量。同时该系统有较好的扩展性，通过软硬件扩展，可以对车辆行车路线、到站时间等进行精确记录，实现对车辆在各站点的考勤，提高公共交通行业的信息化程度。系统经测试通信距离远，且稳定可靠，具有较高的社会实用价值。

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参考文献

［1］王洪泊,编.物联网射频识别技术[M].清华大学出版社,2012.

［2］孙戈,汪亚东,李培煊.基于gps的嵌入式公交自动报占系统的研究[J].电子技术应用,2007,11:34-37.

［3］张辉宜,陶永.智能公交系统的设计与实现[J].中国仪器仪表,2007,11:46-48.

［4］李强,赖声礼,朱海龙.一种小型化圆形UHF频段RFID标签天线的设计[J].科学技术与工程,2008,8(1):187-190.

［责任编辑：刘展］