基于STM32和GPRS的智能公交站牌显示系统设计

，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设，是意法半导体公司专门为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的产品。本设计中，STM32通过串口连接SIM300无线收发模块进而实现数据的传输与模块控制。LED通过GPIO端口模拟的SPI接口连接到STM32上，完成信息显示。

本设计中，STM32的主要功能是控制无线传输模块接收车辆状态信息，对数据的处理以及将处理后的信息送无线收发模块SIM300反馈回监控中且在LED点阵屏显示。除此之外，STM32还完成对SIM300、LED点阵等芯片的初始化。

2)无线收发模块 SIM300是SIMCOM推出的GSM/GPRS三频/四频模块，主要为语音传输、短信息和数据业务提供无线接口。SIM300集成了完整的射频电路和GSM的基带处理器，适合于开发一些GSM/GPRS的无线应用产品，如移动电话、无线数据传输业务、远程测量等，应用范围十分广泛。本设计的重点主要是单片机与SIM300模块串行通信，无线GPRS数据的收发。

3)LED显示 采用P3.75的8 x 8单色点阵模块进行扩展，横向128/8=16块，纵向64/8=8块。为方便电路板的设计，先由横向4块纵向4块扩展成32 x32的显示单元，再由8块32 x 32的单元完成设计。行驱动控制芯片选用74HC138D，功率芯片选用4953，列驱动控制芯片采用74HC 595D。显示屏控制卡采用意法半导体公司生产的STM32F103VBT6单片机作为主控芯片，由STM32F103VBT6本身具有128KB的片上Flash和64KB的片上RAM，足以存放程序代码，因此不需要扩展外部ROM及RAM;同时使用专用字库芯片GT23L32S4W，支持多达22种字体，大大增强了字符的显示能力。同时，控制卡采用RS232/485通信接口，可以通过RS232/485很方便的对显示屏进行显示配置。从而容易实现公交状态信息的实时显示以及更新。

4 系统软件设计

系统上电后，对SIM300模块、LED显示屏、SD卡以及系统外设进行初始化，系统外设主要包括系统时钟、定时器、GPIO口、中断、SPI及USART。MCU通过USART接口读取SIM300无线收发模块接收到数据，然后按照协议规定对数据进行解码处理，将解码处理后的数据与SD卡中预先存储的本站牌的系统信息进行匹配，匹配成功则将具体信息通过LED屏显示出来。系统主程序流程图如图3所示，按照数据流向主要分为数据传输、数据处理、数据显示3个部分，其中紧急信息需要立刻在显示部分显示出来，其流程为数据接收后送入数据处理模块，数据经算法修正后反馈到监控中心并对公交状态数据进行更新。主要包括车辆的位置信息、紧急信息、预到站时间等。

信息处理部分借助于主控芯片STM32的强大计算能力，以及高达72MHz的时钟，首先对接收的数据除紧急信息外进行分类如下：GPS信息、公交车到站时间历史数据、预到达公交的状态信息等，其中紧急信息不经过信息处理直接送于显示模块显示。其数据处理流程图如图4所示。由于GPRS的传输速度和流量费用的限制，不能对数据连续刷新，因此对GPS信息通过数学模型中的二次曲线拟合的方式进行数据处理，以实现公交位置是实时的、连续的显示;GPS信息和历史数据相互结合，应用汽车实时速度模拟模型得到预到达的公交的到站时间，但是存在其他客观因素如早晚下班高峰、节令出行变化等，所以在此数据上进行客观修正因子修正，使得数据更加贴合实际，实际测得客观修正因子对预测到站时间准确度提升27.3%。对于状态信息则通过与历史数据比对后直接更新至显示模块，至此，信息处理模块为显示模块提供最优的预到达公交状态、位置信息。

5 结束语

本设计提出的基于GPRS的智能电子站牌的设计，实现了公交车辆实时运行情况的实时显示以及公交站牌信息的智能化显示。同时，紧急情况以及公益广告的显示为提高市民出行的人身安全、精神文明建设做出卓越贡献。大大提高公交管理效率，实现城市公交系统的智能化和信息化。该系统具有优良的可靠性和稳定性，为当前改善城市公交管理，提高公交资源共享提出了有效途径。同时以CPRS无线技术作为信息传输手段，可以更加简单、便捷的实现公交站牌管理。并能够及时更新系统中的广告数据等信息。智能公交站牌显示系统，为市民出行带来极大的便利，具有长远的发展前景。