基于无线令牌的公交管理系统及电子站牌开发

摘要

公交管理系统主要由管理中心、电子站牌和公交车车载终端等三个部分组成，通过利用无线通信技术、计算机控制技术、GIS技术以及数据库等多种信息技术，有机地将公交车、候车乘客、电子站牌和管理中心有机的结合在一起，为广大乘客提供实时车辆到站预报、公交管理以及天气预报、政府公告等实用周到的信息服务，大大提高了公交运营效率和管理水平。 通过对现有的正在研制的几种公交网络的优缺点进行分析，在不影响系统功能的前提下，提出了一套基于无线令牌的公交管理系统的设计。该系统通过射频传输技术，实现了公交车与电子站牌、电子站牌与管理中心之间的双向数据交换。以射频方式实现的公交管理系统不需要借用专用网络，自行组网，自行设置通信协议，不仅可以极大地降低数据传输的费用，而且使得系统结构简单。为了避免系统中的各个无线终端产生同频干扰，我们运用了无线令牌环技术(WTRP)以及时分复用技术，保证了在一定区域内只有一个无线终端在使用信道。 本文主要完成了整个系统通信网络的构建、电子站牌的软硬件设计和管理中心的软件开发工作。系统通信网络的构建包括系统组成、数据采集和传输方法、通信协议的制定以及无线通信差错控制技术；电子站牌部分主要完成了基于单片机的硬件电路设计，通过C语言编制的软件程序支持，实现了丰富的显示和数据处理功能；管理中心系统软件的开发从需求分析入手，利用MapX组件在Visual C++开发环境下实现了公交车辆管理、信息查询、统计分析、图形显示等功能。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.3课题的研究目的和意义

1.4课题的主要研究内容

2无线令牌环技术

2.1无线令牌环的基本原理

2.2系统环连接列表

2.3无线令牌环的工作流程

2.4无线令牌环的维护

2.5通信链路中断问题的解决

3公交管理系统无线通信网络的分析与设计

3.1公交管理系统中的无线通信

3.2无线网络拓扑结构

3.3系统方案可行性的论证

4公交管理系统通信协议的设计

4.1单片机与无线数传模块之间的通信协议

4.1.1单片机的串口通信

4.1.2数据和命令的区分

4.2点对多点无线通讯协议

4.2.1通信协议模型

4.2.2物理层的设计

4.2.3数据链路层的设计

4.2.4应用层的设计

4.3本章小结

5无线通信差错控制技术

5.1差错控制技术

5.1.1差错控制的基本方式

5.1.2差错控制方式的选择

5.2纠错编码技术

5.2.1CRC校验的基本原理及实现方法

5.2.2汉明码的基本原理

5.2.3CRC汉明码编码及译码原理

5.3本章小节

6电子站牌系统的硬件设计

6.1电子站牌功能概述

6.2单片机的选择

6.3LED汉字显示屏的设计

6.3.1汉字库相关知识简介

6.3.2点阵屏硬件驱动及扫描分析

6.3.3点阵屏硬件结构图

6.4LED显示电路设计

6.4.1LED数码管显示电路

6.4.2LED发光二极管电路

6.5存储模块的设计

6.6无线数传模块的设计

6.6.1无线数传模块F29DM的技术特性

6.6.2F29DM模块的数传原理

6.6.3模块硬件组成及接口

6.7实时时钟电路的设计

6.7.1DS1302芯片介绍

6.7.2DS1302的控制字及寄存器

6.7.3DS1302与单片机的接口电路

6.8看门狗和复位电路

6.9电源电路的设计

6.9.1LM2575系列开关稳压器

6.9.2系统电源电路

7电子站牌软件设计

7.1LED点阵屏汉字显示程序

7.2串行发送子程序

7.3数码管动态扫描子程序

7.4通信子程序的设计

7.5实时时间显示子程序

7.6按键子程序的设计

8公交管理系统管理中心软件设计

8.1管理中心软件功能说明

8.2系统软件开发平台的选择

8.2.1操作系统平台

8.2.2数据库平台

8.2.3地理信息系统(GIS)平台

8.3用户管理模块的实现

8.4串口通信模块的实现

8.5数据库管理模块的实现

8.5.1数据库访问技术

8.5.2编程主要步骤

8.6电子地图模块的实现

8.6.1MapX简介

8.6.2基于MapX开发电子地图

8.6.3地图的调用

结论

参考文献

附录A 电子站牌主控板原理图

附录B 电子站牌电源+显示板原理图

附录C LED点阵屏原理图

附录D 主控板实物图

附录E LED点阵屏实物图

附录F 系统调试

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢