文 深圳市芯威科技有限公司 向少華 劉進慧

一、 智能公交系統(tǒng)現(xiàn)狀

現(xiàn)階段智能公交系統(tǒng)通常包括了運營管理系統(tǒng)、監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)、車輛定位系統(tǒng)、車載電子系統(tǒng)、網(wǎng)絡及信息傳輸系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、站臺電子系統(tǒng)、停車場管理、車輛管理、客服管理等系統(tǒng)。其中運營管理和監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)是核心系統(tǒng)，是指揮和協(xié)調(diào)其它系統(tǒng)正常運行的中樞，各系統(tǒng)之間存在著大量的信息交互。信息由數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理，各子系統(tǒng)共享。由移動通信技術（TD-SCDMA、WCDMA、GPRS等）完成數(shù)據(jù)傳輸，GPS完成車輛定位，讓各個單位聯(lián)系起來，方便統(tǒng)一管理。

智能公交系統(tǒng)中因為車輛需要移動，使得其他設備無法通過有線方式與其通信，因此無線通信在系統(tǒng)中是必須存在的，這使得系統(tǒng)成本很高，不可能做到每個城市每條公交線路都能裝備上。因此要普及智能公交系統(tǒng)就要開闊思路，從新的方案著手，短距離無線通信在智能公交系統(tǒng)應用也就應運而生。

智能公交系統(tǒng)

二、 短距離無線通信的應用

智能公交系統(tǒng)中通信包括公交車、站臺、停車場、數(shù)據(jù)中心以及其他服務處理中心。為了節(jié)省成本，可以盡量用一些短距離通信替代遠距離通信，甚至讓一個個站臺或者車輛也變成一個小型數(shù)據(jù)中心。短距離無線通信因為通信距離很近，只能應付幾百米的通信。而且站臺不像路燈那樣距離近，不可以用組網(wǎng)方式達到遠距離通信效果。遠距離的通信還是要通過有線或者其他通信方式完成。下面介紹一種典型的短距離無線通信應用，公交車與站臺數(shù)據(jù)交換。

無線近距離通信與遠程通信結合

首先為區(qū)分每輛車和每個站臺，每輛車上的終端設備與每個站臺中轉設備都必須有自已唯一的身份識別地址。當公交車進入站臺有效范圍內(nèi)停車后，在打開車門的同時，裝載于公交車上的車載無線終端設備啟動，自動發(fā)送帶有自身識別地址的請求信號，通知安裝在站臺內(nèi)的無線中轉設備。如果此時中轉設備為空閑狀態(tài)，也會將帶有標識站臺地址的數(shù)據(jù)做為應答信號，發(fā)送給車載終端設備，表示站臺中轉設備已做好準備，正在等待接收其數(shù)據(jù)。在收到站臺應答信號后，車輛終端設備將會把車輛內(nèi)信息快速發(fā)送給站臺中轉設備。中轉設備在成功接收完信息后，再次回復一個收信成功的應答信號，車輛收到此應答信號后，確定通信成功。車載終端設備進入休眠或低功耗工作狀態(tài)，保證不干擾其他車輛與站臺通信，等待下一次車門開啟后進行同樣的操作。站臺也會將此次通信的時間記錄下來。應答機制可以保證通信成功，如果沒有收到應答信號，可能發(fā)送方會進行再一次通信，直到收到應答信號確定通信完成。

站臺中轉設備收到這些數(shù)據(jù)，通過其他方式（如：移動通信技術、專用網(wǎng)絡等）傳輸給數(shù)據(jù)中心。這樣數(shù)據(jù)中心可以掌握公交車信息，不僅收到車內(nèi)一些數(shù)據(jù)，也可根據(jù)通信記錄時間了解公交經(jīng)地過站臺時間，車輛也能記錄下與站臺間的通信時間。同時利用短距離通信范圍有限的性能，規(guī)范公交車進站?？?，更方便調(diào)控管理公交車。同樣數(shù)據(jù)中心也可通過站臺將指令發(fā)送到站臺中轉設備再到經(jīng)過的車輛上，以后進一步發(fā)展到車輛與車輛之間通信。

公交車移動但終究會在站臺?？浚@種借助站臺中轉收集或者向公交車發(fā)送數(shù)據(jù)的方式，同樣的應用可以引用到停車場等更多場合中。

上面這個通信過程是極其普通的，很多通信都是這樣完成的。但對于短距離通信而言，不同于藍牙、WIFI、ZIGBEE等通信方式，因為沒有協(xié)議支持，在上面這種應用過程中，必須解決以下兩個問題：

1、 如果同時很多輛公交車同時進入站臺有效范圍內(nèi)，打開車門無線終端設備啟動，這么多同頻信號在發(fā)送，在沒有協(xié)議的約束下，站臺中轉終端設備會與其中哪一個通信呢。這就需要這些無線設備間一定默契，當隨機一臺在發(fā)射信號時，其他設備就不能發(fā)射，干擾前者工作，造成接收端無法正常接收。

2、 公交車進出站的時間很短，完成這一系列通信，有時還需等待其他車輛先通信，就必須在快速有序的完成通信。保證車載終端設備不因為沒時間通信，錯過其中一個站臺，使得數(shù)據(jù)中心采集的數(shù)據(jù)不真實。對于很繁忙的站臺，可以考慮通過增加中轉設備來緩解。

三、 低成本短距離無線通信方案

在無線通信方案百家爭鳴的今天，VT-CC1101-433、VT-CC1110PA模塊在眾多方案中顯現(xiàn)出獨特優(yōu)勢，高度集成半雙工無線數(shù)據(jù)傳輸模塊?；诘轮輧x器(TI)高性能CC1101、CC1110設計，工業(yè)級高性能射頻收發(fā)器集成在一個芯片內(nèi)，體積小，工作穩(wěn)定。支持315/433MHz頻率，避開藍牙、WIFI等2.4GHz及GSM信號的干擾。支持傳輸前自動清理信道訪問CCA（即載波偵聽系統(tǒng)），避免了多個設備同時通信造成通信混亂的局面。編程控制的傳輸數(shù)據(jù)率最高可達500Kbps，以及快速的啟動時間，保證了收發(fā)數(shù)據(jù)快速完成。小體積低電壓工作（3V），更方便使用。VT-CC1110PA模塊更是一顆低成本SoC方案，除了具備以上無線性能，還帶有一顆增強型8051MCU，并帶最大為32K FLASH，4K RAM，可獨立完成一些簡單控制。

帶EEPROM，可存放重要數(shù)據(jù)，方便系統(tǒng)升級

四、 結語

所謂尺有所短、寸有所長。TD-SCDMA、WCDMA、EVDO、GPRS等通信方式，在遠距離移動傳輸數(shù)據(jù)方面有優(yōu)勢，但成本高，以及對周邊如基站等依賴很大，一旦遇到非常時期政府管制時，可能無法保證正常運行。而這些低成本短距離通信自帶一些實用性能，使用時很靈活。但通信距離和速率較前者來說還是很低，只能傳輸一些簡單數(shù)據(jù)、指令，對于音頻、視頻信號就顯得力不從心。在智能公交這種不計較功耗的應用中，唯有低成本是其最大優(yōu)勢。要遠距離與數(shù)據(jù)中心通信，還是得依靠前者那些遠距離移動通信技術。在智能公交系統(tǒng)中，無線短距離通信與TD-SCDMA、WCDMA、EVDO、GPRS這些遠距離通信方式，如果兩者優(yōu)勢互補，一定能達到成本、性能最佳。

當前公交車系統(tǒng)智能化程度普遍不高，所謂高級應用也只能傳輸公交車內(nèi)圖像、聲音信號以及把GPS定位搬上公交車，數(shù)據(jù)中心能了解的信息不多，對應的處理服務就更少了。對于車內(nèi)人員信息，乘客起、終點站信息，站臺候車信息，無人售票系統(tǒng)等都無法管理。隨著更多智能化產(chǎn)品在公交車應用，相信這種短距離無線通信在智能公交系統(tǒng)中發(fā)揮作用更大，數(shù)據(jù)中心的干預調(diào)控能力更強。