基于STM32和GPRS的智能公交站牌显示系统设计

摘要：针对当下交通状态，提出一种应用无线技术的智能公交站牌显示系统方案设计。该系统由无线传输模块、信息处理模块以及信息显示模块组成，实现了能够显示、反馈实时公交状态、位置信息、紧急信息的智能公交站牌显示系统。其中，无线传输模块应用SIM300-GPRS模组，主要负责收发所需数据信息;借助于STM32主控芯片的强大计算能力，信息处理模块通过对现有数据进行建模、算法修正等处理，计算出预到站公交的位置、状态等基本信息，并实时更新;信息显示模块负责通过LED屏幕向乘客传递公交状态、紧急事件以及公益广告等信息，并负责各种信息的显示调度。基于以上思想，已经完成智能公交站牌显示系统的设计。

近些年，中国经济取得巨大进步，城市经济快速发展，带动国内公交事业迅速发展，期间，国家推出许多针对公交事业的优惠政策，在这些有力的推动下，公交产业的电子信息化、智能化步伐加快，无人售票已经在国内许多城市运行，IC卡收费方式在国内大中城市普及起来。随着公交产业的发展、乘公交的消费者群众的壮大，消费者为了更好的了解公交信息，达到出行便利化的目的，对现有的公交系统提出了更加便利化、智能化的要求，基于这些要求，本设计提出了一种基于无线传输信息的智能公交站牌显示系统方案，该方案能够实时显示公交状态位置以及紧急情况等信息，之于乘客，给予乘客全面信息方便出行，之于交通线路，给予城市交通更少的交通压力、安全隐患。智能公交系统极大的方便乘客选择行动路线，疏散交通流量，将整个交通状况向理想的状态引导，使交通顺畅和安全，并提高道路的使用效率，而且也会为美丽的城市增添一道亮丽的风景线。

1 智能公交系统

智能公交系统(Intelligent Transport System，ITS)主要分为3个部分，分别为公交车辆监控中心、车载终端和电子站牌。其系统工作原理图如图1所示。

车载终端将公交车辆的实时位置、车载入数等信息通过无线通信网络传输到公交车辆监控中心，起数据采集的作用，是整套公交系统的基础。

监控中心根据车辆传输回来的数据，进行综合处理，并将数据处理结果通过无线通信网络发送到相应的电子站牌，与此同时，收集各公交显示系统的反馈信息，对客观因素、突发状况引起的公交调度情况做出处理以达到最优的减少交通压力、节约资源的目的;

电子站牌负责接收数据信息，并通过系统内部模块之间紧密结合计算出即将到站的公交车的信息，由LED点阵屏等显示设备对外发布，为候车的乘客提供信息服务。而且，此部分还负责紧急情况、公益广告等信息的显示，方便市民安全出行、文明出行。

2 系统设计

电子站牌显示系统是智能交通系统(Intelligent Transport System，ITS)的重要组成部分，也是ITS的关键和基础。智能公交站牌显示系统设计方案的功能框图如图2所示。主要包括主控、乘客信息采集、SIM300无线收发、数据处理以及信息显示几部分。

该系统中，无线传输模块主要应用GPRS技术实现与控制中心以及车载终端的数据传输，接收数据经过解码后传输给信息处理部分，数据在信息处理模块内，经过建立数学模型、客观修正因子等处理最后得出该时刻公交车的位置信息以及计算出的到达时间，同时获得实时公交状态如乘客数量、末班状态等基本信息，最后更新至信息显示模块并显示。显示调度模块实时显示即将到来的公交的基本状态信息，但在一定时间后通过考虑乘客数量、紧急信息、公益广告等客观因素后，对显示内容进行调整，以达到更好的为乘客服务的目的。乘客信息采集模块通过采集在候车乘客信息如乘坐路线、各路公交车候车乘客人数等基本信息，并通过数据传输模块反馈回监控中心以实现更加优化的公交调度。各模块间相互协调工作，实现了方便市民便利、安全、文明出行的智能公交站牌显示系统。

3 系统硬件设计

该系统主要由主控芯片控制无线信息传输部分、信息处理以及显示部分，最终通过LED向乘客显示出行信息。其中信息处理以及信息显示调度部分均由STM32主控芯片完成，通过一定的算法以及实时反馈信息完成数据的处理以及显示。无线模块由SIM300模组配合外围电路连接STM32主控芯片，在主控的控制下完成初始化以及数据的传输、编码、解码等工作。LED部分借助于主控芯片驱动74HC595与74HC138芯片进而实现LED点阵控制与显示功能。

1)主控制器 主控制器选用STM32F103VE增强型单片机，STM32系列单片机使用高性能的ARM CortexTM-M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达512K字节的闪存和64K字节的SRAM)，具有强大的信息处理能力