嵌入式多功能公交站牌的設計

趙金龍 晁乙中 羅勇 郭婷 薛超超

摘要：嵌入式公多功能交站牌項目基于單片機和物聯網的嵌入式系統，對傳統公交站牌的功能進行智能創新服務改進，從而解決比如坐公交沒硬幣沒零錢導致上班，趕火車遲到、上車晴下車雨的突然天氣變化，沒帶傘、準備坐長途汽車沒帶暈車藥等隨時隨地發生在我們生活中的尷尬，并預留可更換功能模塊安裝接口，滿足各種新增服務功能的更新和接入。針對公交站牌的“使用功能”進行了實用性和創新性的改進，創新一種新的服務方式，充分滿足市場需求，適應智能城市規劃建設，對乘坐公交車體驗重新定義。

關鍵詞：嵌入式系統;物聯網;創新智能服務;功能模塊接口技術

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）04-0125-02

乘坐公交車出行是目前世界上最主要的一種出行方式，據調查，僅2017年一年西安市公共電氣車營運路線362條，全年客運總量達15億人次，如此龐大的客流量，就會產生很多的問題，據調研總結為以下幾個主要問題：坐公交沒硬幣沒零錢、上車前晴下車后發現下雨沒帶傘、準備坐長途車沒帶暈車藥、初到陌生城市不熟悉城市交通等。

1 嵌入式多功能公交站牌外觀設計

①太陽能充電頂棚;②廣告展示欄;③蓄電池底座;④城市安全系統監控攝像頭;⑤公交系統無線傳感天線;⑥功能模塊開發安裝欄，如圖1嵌入式多功能公交站牌外觀示意所示。

2 嵌入式功能模塊安裝接入設計

如功能模塊安裝示意圖所示，嵌入式新功能模塊與公交站牌原有信號系統和顯示相互獨立，在使用中不會產生相互混亂錯誤;②模塊安裝欄有與各功能模塊相對應的接口與插口裝置，每個接口對應獨立的主控系統與電路，接入什么功能模塊就起什么作用，滿足可更換，可改變，這樣更加適應乘客人群的發展，更加符合城市規劃建設的節奏;③功能模塊接口預留可再開發接口，增加產品更新換代的可持續發展空間，增強產品的生存價值和生存空間;④自帶太陽能充電蓄電池底座，滿足各功能模塊的正常用電接入，實現24小時循環運轉，節省發電資源，安全環保，符合綠色環保城市建設理念，如圖2嵌入式功能模塊安裝示意所示。

嵌入式多功能模塊將基于成熟的公交站臺設施，在原有公交站牌的基礎上進行改造和搭建，在不破壞原有設施的情況下最大可能的充分利用設施的空間和功能。我們的功能模塊與公交站設備相對獨立，兩者屬于嵌套關系，在增加功能的情況下不會對原公交系統造成任何影響。

3 嵌入式功能模塊系統設計

嵌入式多功能公交站牌可實現多種功能：

（1）擬實現零錢兌換功能，目前社會中普遍存在的零錢兌換仍然處于紙幣-硬幣的模式，在互聯網已經滲透到人們生活方方面面的情況下，出門不帶現金已經成為一種趨勢，為了適應這種生活方式和時代潮流，零錢兌換功能模塊和自動售賣功能可以相互結合實現、也可單獨實現，在技術上兩者硬件部分可以分成嵌入式處理器和外部設備，如圖3零錢兌換功能示意所示，處理器是整個設備的核心，外部設備在不同的設備中有不同的選擇，在零錢兌換設備中，選擇紙幣識別器、硬幣識別傳感器;在自動售賣設備中選擇液晶屏幕、選擇按鈕。

零錢兌換功能和自動售賣模塊采用RFID取代零售業的傳統條碼系統，使物品識別的穿透性、商品的防盜和跟蹤有了極大改進，商品零售更加方便和快捷，可利用率大大提高，服務人群更廣更寬。

（2）擬實現共享雨傘功能：該模塊在硬件部分主要以C51單片機為主，結合機電智能鎖設備，機電智能鎖包含電子控制模塊和機械鎖模塊如圖4機電智能鎖系統示意圖所示，其特征在于：當接收到掃碼成功后的后臺控制系統發來的開鎖指令時，共享設備中央控制單位觸發電子控制模塊，開啟機械鎖的控制插銷，用戶也可輸入由系統平臺得到的實時驗證碼手工開鎖，開鎖成功后，觸發電子控制模塊的開鎖成功開關，通過中央控制器通知后臺管理系統開鎖成功;當用戶還傘成功時，把傘放入設備指定位置處，將傘柄自帶二維碼對準紅外感應器識別，識別成功觸發電子控制模塊的鎖傘成功開關，通過中央控制器通知后臺管理系統還傘成功。

該功能模塊軟件部分采用物聯網技術，通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，進行系統對用戶的信息進行識別與交換，實現定位、識別、跟蹤、管理。

4 結語

本項目的各種功能模塊基于單片機和物聯網的嵌入式系統，由嵌入式計算機系統和執行裝置組成，作為裝置或設備的一部分。嵌入式系統是一個控制程序存儲在ROM中的嵌入式處理器控制板。所有帶有數字接口的設備都使用嵌入式系統，本項目中的設備采用的嵌入式系統包含簡單的操作系統，從而更全面的完成系統控制。相比于傳統行業，我們的業務技術包含多種功能，采用互聯網+的形式運營，更加吸引客戶眼球和使用體驗。具有服務范圍廣，目標客戶多，市場適應性強，生存和發展空間大等等特點，更加符合智能城市的規劃和應用。

參考文獻

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