全球定位系统用的公共交通客流数据实时采集系统

摘要

本发明是GPS用的公共交通客流数据实时采集系统,它由客流数据采集器和客流数据实时处理器各自的机壳、面板、电路板、电缆线共同连接构成,数据采集器面板设置有红外发射/接收对孔,客流标志灯,其电路由各自的载波与调制电路、红外脉冲发射电路、前门/后门反射式红外接收与解调电路、计量脉冲成型与处理电路通过各自信号线共同连接构成;数据实时处理器面板装有数码显示器、标志灯、复位按钮、拨动开关,其电路由计量与时钟切换电路、实时时基发生/校准电路、数据控制与处理电路、数据采集与预清理识别电路、时段数据实时存取电路、计量/实时时钟显示电路等分别通过各自信号线共同连接构成。本发明采取便于同侧安装的反射式红外检测采集器,分别在前门和后门采集上客和落客流量,并伴以实时时刻记录;客流数据既能按日客流量累积存储,每项数据又能向GPS实时传送,能解决GPS智能交通调度管理中数据采集的瓶颈问题。

说明书

(一)技术领域：

本发明是全球定位系统(GPS)用的公共交通客流数据实时采集系统，属自动检测和通信技术，特别涉及GPS(全球定位系统)的前端数据采集和实时传送技术。

(二)背景技术：

智能化城市建设中逐步引入GPS对公共交通载体进行实时监控、调度和管理，作为主要公共交通载体的公共汽车客流量数据的电子化采集技术，成了GPS实现载体调度和管理迫切要解决的瓶颈问题。基于公共汽车所处的动态工作环境复杂，且检测设备的安装空间极受限制，光源环境以及种种电气干扰影响严重，客流数据采集技术要面对和解决上列诸类难题。

(三)发明内容：

本发明的目的就是为了克服和解决现在公共汽车所处的动态工作环境复杂、检测设备的安装受限制、光源环境及种种电气干扰影响严重，GPS对公共交通载体采集客流数据存在待迫切解决的瓶颈问题，研究发明、设计一种便于安装使用、抗计量误动作能力强、信息自保存和向GPS实时传送两者兼容的用于公共交通客流数据电子自动实时采集系统。

本发明是通过下述技术方案来实现的：GPS用的公共交通客流数据实时采集系统的外形结构示意图如图1所示，其电路方框图如图2所示，其实施之一的电路原理图如图3所示。它由前后门两客流数据采集器和客流数据实时处理器的各自机壳7、11和1，面板、电路板、电缆线共同构成，前后门两客流数据采集器的工作面板上分别设置有红外发射/接收对孔9、10和13、14以及分别装有客流标志灯8、12，并分别与电路板上相应点相电气连接；客流数据实时处理器的工作面板上装有数码显示器4，时间标志指示灯5，系统复位按钮2，程序切换用拨动开关3，GPS信道传送接口及其引出线6，并分别与电路板上相应点相电气连接；其中：前后门两通道客流数据采集器电路由各自的载波与调制发生电路21、25，红外脉冲发射电路22、26，前门/后门反射式红外接收与解调电路23、27、计量脉冲成型与处理电路24、28共同电气连接构成，其相互连接关系为：红外脉冲发射电路22、26分别通过载波与调制发生信号输出线、红外脉冲发射波分别与载波与调制发生电路21、25、前门/后门反射式红外接收与解调电路23、27相电气连接；计量脉冲成型与处理电路24、28分别通过前门/后门反射式红外接收与解调信号输出线、计量脉冲成型与处理信号输出线分别与前门/后门反射式红外接收与解调电路23、27、客流数据实时处理器中的客流数据控制与处理电路31相电气连接；其客流数据实时处理器电路由门控式计量与时钟切换电路29、实时时间基准发生/校准电路30、客流数据控制与处理电路31、数据采集与预清理识别电路32、客流时段数据实时存取电路33、步进计量/实时时钟显示电路34共同连接构成，其相互连接关系为：客流数据控制与处理电路31分别通过门控式计量与时钟切换信号输出线、实时时间基准发生/校准信号线、数据采集与预清理识别信号输出线、客流时段数据实时存取信号线、步进计量/实时时钟显示信号线、分别与门控式计量与时钟切换电路29、实时时间基准发生/校准电路30、数据采集与预清理识别电路32、客流时段数据实时存取电路33、步进计量/实时时钟显示电路34相电气连接；其中：前门的载波与调制发生电路21由集成件U12构成；红外脉冲发射电路22由电阻R21、R22、红外发射管RF1和晶体驱动管Q4共同电气连接构成；前门反射式红外接收与解调电路23由红外接收模块U10、电阻R18、电容C5共同电气连接构成；计量脉冲成型与处理电路24由集成件U8、晶体振荡器Q2、电容C6、C7、电阻R17、发光二极管LED3共同电气连接构成；后门的载波与调制发生电路25由集成件U13构成；红外脉冲发射电路26由电阻R23、R24、红外发射管RF2和晶体驱动管Q5共同电气连接构成；后门反射式红外接收与解调电路27由红外接收模块U11、电阻R20、电容C8共同电气连接构成；计量脉冲成型与处理电路28由集成件U9、晶体振荡器Q3、电容C9、C10、电阻R19、发光二极管LED4共同电气连接构成；门控式计量与时钟切换电路29由集成件U15、电阻R9、R10，门控开关S1、S2共同电气连接构成；实时时间基准发生/校准电路30由集成件U6与U1、U7共同电气连接构成；客流数据控制与处理电路31由集成件U1，晶体振荡器Q1，电容C1、C2，电阻排RY1共同电气连接构成；数据采集与预清理识别电路32由集成件U14、电阻R11～R16，电容C3、C4，晶体三极管Q3，双刀双掷型拨动开关S4共同电气连接构成；客流时段数据实时存取电路33由集成件U2、U3与U7、U1共同电气连接构成；步进计量/实时时钟显示电路34由字段译码集成件U4、字位驱动集成件U5、数码显示器L1～L4，限流电阻R1～R7，时间标志发光二极管LED1、LED2、电阻R8共同电气连接构成。

其电路方框图工作原理为：载波与调制发生电路21、25各自产生的编码调制脉冲，分别通过红外脉冲发射电路22、26向外发射红外脉冲串，前门或后门的人体客流反射波经前门或后门反射式红外接收与解调电路23或27接收并解调出脉冲串，送至各自的计量脉冲成型与处理电路24或28进行识别判断，输出单脉冲计量信号，送客流数据控制与处理电路31分别进行加1计数，并由步进计量/实时时钟显示电路34的四位数码显示器4实时显示计数值。另方面，实时时间基准发生/校准电路30每秒钟更新客流数据控制与处理电路31内部的时间缓冲区，当门控式计量与时钟切换电路通过门控开关17和18检测到前门和后门全部关闭、表示新的行车段开始之后，该段客流的上/落计数值以及对应的时钟显示电路34的显示内容转换为显示实时时间。与此同时，把该段客流数据经客流数据控制与处理电路31的串行通信口线RXD、TXD向GPS信道传送接口送出；当数据采集与预清理识别电路32中的拨动开关被拨动换向，客流时段数据实时存取电路33中的存储空间则被清空，可进入新一日的顺序存取运作。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：(1)本发明可实现在公共交通载体自动采集客流上/落数据，数据并伴有时刻标志；(2)本发明系统可与GPS联机使用，进行实时客流数据传送；(3)本发明系统采取同侧反射式红外采集手段解决了现有公共交通载体安装空间受到限制的困扰；(4)本发明系统数据采集具有强抗误动作能力；(5)本发明能使日客流量停电不失性存储和实时向GPS信道传送方式两者兼容，为调度管理和统计分析提供现场数值依据。

(四)附图说明：

下面对说明书附图进一步说明如下：图1是GPS用的公共交通客流数据实时采集系统连接外形结构示意图；图2是其电路方框图；图3是其实施例之一的电路原理图。各图中：1、7、11是各自客流数据采集器和处理器的机壳，2是装于客流数据实时处理器面板的复位按钮，3是拨动开关，4是四位数码显示器，5是时间标志指示灯，6是GPS信道传送接口及其引出传送线，8、12分别是客流标志指示灯，9、10和13、14分别是装于客流数据采集器面板上的红外发射/接收组件对孔，15、16是客流数据采集器与数据实时处理器的信号连接电缆，17、18是门控开关，19、20是门控开关与客流数据实时处理器连接电缆。

(五)具体实施方式：

发明人经过较长时间的研究试验，认为实现本发明的优选方式可为：(1)按图1所示，设计加工制造处理器机壳1和客流数据采集器的机壳7和11，例如，可选用工程塑料采用注塑方法加工成120×50×70mm的机壳1；工作显示面板上开设四个数码显示器安装孔位4和两个时间标志指示灯LED管位5，左侧开设一个复位开关按钮孔位2和一个拨动开关孔位3；另外，按图1所示用工程塑料做材料采用注塑方法加工成两个50×40×50mm的机壳7和11，其各自的工作面板上分别开设两个红外发射/接收对孔9、10和13、14，左上角各自开设客流标志指示灯孔位8和12；(2)作为本发明的实施例之一，电路方框图图2和电路原理图图3所示，制作电路板，并筛选元器件后进行安装连接，例如集成件U12和U13可选用M50560型，红外发射管RF1和RF2可选用LTE327型，红外接收与解调电路模板U10和U11可选用P2C2，晶体管Q4、Q5可选用8050型，Q3可选用9014型，集成件U8和U9可选用87C751型，U1可选83C550型，U2可选HC373型，U3可选2964型，U4可选4511型，U5可选2003型，U6可选146818型，U7可选HC138型，U14可选4528型，U15可选HC08型，数码显示器L1～L4可选LED型，晶体振荡器Q1～Q3可选12MHZ型，整机用外接5V电源供电；可按图2、图3所示以及上面说明书所述的相互连接关系进行电路板安装连接，并与相关部件进行电气连接，安装连接好电路板后，进行简单加电调试，便能较好地实施本发明。

作为本实施例之一的电路原理图图3，其电路工作原理是：前门和后门红外发射管RF1、RF2和反射式红外接收模块U10、U11分别装在机壳7和11的发射/接收对孔9、10和13、14之内，U12和U13分别产生载波和调制脉冲串，经晶体管Q4和Q5驱动，由红外发射管RF1和RF2向外发射；其反射信号由红外接收模块U10和U11检测并解调后，分别送至U8和U9进行识别处理和成型变换，对应的LED3和LED4指示灯伴随着发亮，从各自的P1.7口输出单脉冲计量信号，送至客流数据控制与处理电路U1的T1和T0口，分别进行上客量和落客量的加1计数，并送至U4进行字段译码和U5进行字位驱动，由L1～L4数码显示器显示计数值。与此同时，U6把每秒钟的时基信号送至U1，更新内部的时间缓冲器。当门控开关S1和S2检测到前门和后门全部关闭时U15向U1的P1.6口输入高电平，表示新的行车时段开始，U1便把时间缓冲器的数据送到L1～L4显示实时时间，标志指示灯LED1和LED2伴随发亮，U1同时把计数值及对应时刻值经U2地址锁存后送入U3进行停电不失性存储，另一路则经串行通信口线TXD和RXD向GPS信道接口送出客流数据。U7在U1的控制下分别译码选通U3、U5和U6使之进入上述相应的操作。手动复位按钮S3使U1的RESET口输入高电平实现系统复位。当程序切换用拨动开关S4拨向右侧，U14的Q端产生高电平使Q3导通，使U1的RESET输入复位信号并使P1.7口输入高电平，U1检测到高电平则进入把U3的记录清空的操作，S4向左侧复原后再开始新一日的数据采集和存储运作。