基于 WIFI 與無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的公交車智能顯示器系統(tǒng)構(gòu)建研究

畢津源

隨著綠色環(huán)保理念不斷深入，公交車作為重要的公共交通工具，在人們的生活中扮演著越來越重要的角色。在快節(jié)奏發(fā)展的今天，為了增強(qiáng)公交車的便利性以及信息的實(shí)時(shí)性，新型公交車智能顯示器系統(tǒng)的構(gòu)建尤為必要。

一、公交車智能顯示器系統(tǒng)的構(gòu)建思路

近年來，國內(nèi)外許多國家均使用了公交車站臺信息顯示器，其中，上海市是我國應(yīng)用公交車站臺信息顯示器的典型代表。目前，國內(nèi)外正在使用的公交車站臺顯示器主要有兩種設(shè)計(jì)方案：一是依靠車載GPS對公交車的實(shí)時(shí)位置進(jìn)行定位，并通過中央處理中心的處理技術(shù)在相應(yīng)的公交車站臺上顯示到站信息；二是基于FRID和zigbee的公交車站臺顯示器。然而這些站臺顯示器卻不能滿足私家車出行對實(shí)時(shí)路況信息的需求，使乘坐公交的便利性有待提高，路況信息資源共享不足。隨著智能手機(jī)等移動終端設(shè)備的普及以及WiFi覆蓋范圍的擴(kuò)大，構(gòu)建基于 WIFI與無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的公交車智能顯示器系統(tǒng)成為可能。該顯示器系統(tǒng)由公交車站臺顯示器與移動終端顯示器構(gòu)成顯示器網(wǎng)絡(luò)，依靠WiFi與無線通信技術(shù)進(jìn)行信息采集與信息傳輸，可以滿足公交車與私家車對于整個(gè)城市路況信息的需求，方便城市居民隨時(shí)隨地了解整個(gè)城市公交車的運(yùn)行狀況，是信息共享時(shí)代的充分體現(xiàn)。

基于 WIFI 與無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)公交車智能顯示器系統(tǒng)由公家車站臺顯示器與移動終端顯示器構(gòu)成“大屏”顯示器系統(tǒng)，其核心是由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的中央控制中心，由WiFi傳輸單元、信息處理單元、信息顯示單元、移動終端以及中央控制中心等多個(gè)單元模塊構(gòu)成。其中，公交站臺信息顯示器依托WiFi傳輸單元、信息處理單元、信息顯示單元以及中央控制單元配合實(shí)現(xiàn)工作；路況實(shí)時(shí)信息顯示器依托WiFi傳輸單元、信息處理單元、移動終端以及中央控制中心的配合共同完成信息顯示任務(wù)。

二、公交車智能顯示器的具體功能模塊設(shè)計(jì)

（一）信息收集單元

隨著公交網(wǎng)絡(luò)的不斷建設(shè)，在馬路上同一時(shí)間行駛的公交車數(shù)量眾多，在相同地點(diǎn)、相同時(shí)間出現(xiàn)不同公交車次的概率極大。因而，對來自不同車次、不同車型的不同信息進(jìn)行區(qū)分、處理十分關(guān)鍵。針對此問題，可以通過引入固定IP地址構(gòu)建對比數(shù)據(jù)庫模型，使整個(gè)公交體系擁有相同信頻率而又可以相互區(qū)分、易于識別。比如，公交車司機(jī)在公交車能夠按照時(shí)刻表在某一時(shí)間正常到達(dá)特定站臺時(shí)按下信息按鈕1，在公交車遇到交通堵塞時(shí)按下信息按鈕2，通過站臺信息接收模塊識別由公交車發(fā)送的信息并依靠網(wǎng)絡(luò)輸送到中央控制模塊，中央控制模塊在收到信息后做出相應(yīng)的處理分析。

（二）移動終端APP發(fā)送單元

實(shí)時(shí)路況信息顯示作為公交智能信息顯示器的關(guān)鍵技術(shù)，必須具備高效性、實(shí)時(shí)性、可靠性以及便利性。當(dāng)司機(jī)到站后發(fā)現(xiàn)附近的路況較為擁堵并按下信息按鈕2后，站臺信息接收模塊在識別信息并由中央控制模塊對信息進(jìn)行處理后，將信息處理結(jié)果以1分鐘/次的速度將信息結(jié)果通網(wǎng)絡(luò)傳送到移動終端用戶的APP中，使實(shí)時(shí)路況信息實(shí)現(xiàn)智能化傳輸。

（三）移動終端信息顯示單元

移動終端信息顯示單元是公交智能顯示器系統(tǒng)的最終呈現(xiàn)模式之一，是與用戶直接接觸的單元。移動終端用戶通過下載智能APP顯示器可以查看實(shí)時(shí)路況信息，不僅節(jié)約了市民乘坐公交的等待時(shí)間，也方便了市民選擇最佳出行方案。用戶通過移動終端APP，可以查看到擁堵的路段，以及已經(jīng)擁堵的時(shí)間、預(yù)計(jì)擁堵時(shí)間等信息，同時(shí)用戶還可以通過移動終端設(shè)備了解到各個(gè)城市、各類公交的運(yùn)營時(shí)間以及線路信息。

（四）中央控制單元

中央控制單元作為整個(gè)公交車智能顯示器系統(tǒng)的技術(shù)核心，包含著多種專門設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫分析模型，擔(dān)負(fù)著分析與處理信息、向移動終端APP發(fā)送信息處理結(jié)果的多種任務(wù)。安排在室內(nèi)的中央控制單元通過無線網(wǎng)絡(luò)連接著公交站臺顯示器以及移動終端用戶。站臺顯示器屬于測控產(chǎn)品，需要依靠通信、控制技術(shù)、信息顯示技術(shù)等多種領(lǐng)域的知識相互配合。當(dāng)站臺顯示器顯示正常時(shí)間信息時(shí)，表明特定公交正處于正常運(yùn)行；當(dāng)站臺顯示器顯示擁堵時(shí)間數(shù)據(jù)時(shí)，可以提示私家車司機(jī)避開擁堵路段。

三、 公交車智能信息顯示器的具體實(shí)施方案

以中央控制單元為核心、依靠WiFi與無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，通過移動終端設(shè)備與公交站臺同步顯示的新型公交車智能顯示器系統(tǒng)具體實(shí)施方案如下。

（一）WiFi通信的具體實(shí)施方案

無線網(wǎng)絡(luò)（wireless network）是指依靠無線通信技術(shù)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，主要包括用戶移動通信網(wǎng)構(gòu)建的無線網(wǎng)絡(luò)（如3G/4G網(wǎng)）以及無線局域網(wǎng)（WiFi）兩種類型。而熱點(diǎn)是指能夠被WIFI網(wǎng)絡(luò)訪問的區(qū)域。當(dāng)一臺WiFi友好型設(shè)備在熱點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，該設(shè)備就可以無線連接到網(wǎng)絡(luò)。該新型公交車智能顯示器系統(tǒng)中使用的車載WiFi就是一臺這樣的WIFI友好型移動設(shè)備。具體實(shí)施時(shí)，該智能車載設(shè)備通過公交站臺的熱點(diǎn)連接到網(wǎng)絡(luò)，向中央控制單元發(fā)送路況信息。通過站臺熱點(diǎn)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，相同熱點(diǎn)對不同車載設(shè)備IP地址的信息、以及該IP發(fā)布的是否擁堵信息可以傳輸?shù)街醒肟刂茊卧⒂芍醒肟刂茊卧M(jìn)行相應(yīng)的信息處理。

（二）公交站臺顯示信息模型的具體實(shí)施方案

數(shù)據(jù)庫中采集的信息主要包括早高峰公交運(yùn)行信息、晚高峰公交運(yùn)行信息、正常時(shí)間公交運(yùn)行信息以及節(jié)假日公交運(yùn)行信息。根據(jù)環(huán)境的變化來變更需要采集的公交運(yùn)行信息。同時(shí)，不同路段的信息采集工作分配給不同員工，對采集到的相同路段、相同時(shí)間的信息進(jìn)行整合、分類與分析，并將信息的平均數(shù)或大多數(shù)作為參考依據(jù)。當(dāng)進(jìn)入某路段的特定站臺，公交車會發(fā)出對應(yīng)IP信號并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給中央處理單元，中央處理單元立即調(diào)用數(shù)據(jù)信息庫模型，分析并傳輸該公交車到達(dá)下一站臺的時(shí)間，并在下一站臺的顯示器顯示出該信息。

同時(shí)，中央處理單元會啟動定時(shí)器，以每分鐘一次的頻率對到站時(shí)間信息做減法并顯示。當(dāng)兩輛以上的公交車在兩個(gè)路段之間同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，且前一輛公交車尚未到達(dá)下一公交站，那么剛剛到達(dá)公交站的信息將會被暫時(shí)儲存在計(jì)算機(jī)中并啟動計(jì)時(shí)器，從而不在下一站臺顯示器中顯示；若前一輛公交車已經(jīng)離開下一公交站臺，那么計(jì)算機(jī)將會把儲存在計(jì)時(shí)器中的定時(shí)數(shù)據(jù)信息輸入到原數(shù)據(jù)模型計(jì)算時(shí)間差值，并在下一公交站臺顯示出剩余時(shí)間信息。

（三）移動終端設(shè)備同步顯示的具體實(shí)施方案

移動終端設(shè)備與公交站臺顯示器同步顯示的信息來自中央控制中心。中央控制中心主要任務(wù)是對采集到的數(shù)據(jù)信息通過數(shù)據(jù)庫模型進(jìn)行加工與處理，具體指對不同路段、不同公交站臺IP地址、不同公交車IP地址的不同信息進(jìn)行識別、處理與分析，并向具體位置的公交站臺顯示器及移動終端設(shè)備同步傳輸出數(shù)據(jù)分析結(jié)果。移動終端設(shè)備APP的顯示需要經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸信息以及終端設(shè)備接收信息兩道程序。移動終端顯示的信息包括實(shí)時(shí)路況信息、公交車起止運(yùn)行時(shí)間以及具體路線等具體運(yùn)行信息。實(shí)時(shí)顯示以每分鐘一次的頻率進(jìn)行信息更新，有效保證了公交信息的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性。