嵌入式多功能公交站牌的设计

赵金龙 晁乙中 罗勇 郭婷 薛超超

摘要：嵌入式公多功能交站牌项目基于单片机和物联网的嵌入式系统，对传统公交站牌的功能进行智能创新服务改进，从而解决比如坐公交没硬币没零钱导致上班，赶火车迟到、上车晴下车雨的突然天气变化，没带伞、准备坐长途汽车没带晕车药等随时随地发生在我们生活中的尴尬，并预留可更换功能模块安装接口，满足各种新增服务功能的更新和接入。针对公交站牌的“使用功能”进行了实用性和创新性的改进，创新一种新的服务方式，充分满足市场需求，适应智能城市规划建设，对乘坐公交车体验重新定义。

关键词：嵌入式系统;物联网;创新智能服务;功能模块接口技术

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）04-0125-02

乘坐公交车出行是目前世界上最主要的一种出行方式，据调查，仅2017年一年西安市公共电气车营运路线362条，全年客运总量达15亿人次，如此庞大的客流量，就会产生很多的问题，据调研总结为以下几个主要问题：坐公交没硬币没零钱、上车前晴下车后发现下雨没带伞、准备坐长途车没带晕车药、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观设计

①太阳能充电顶棚;②广告展示栏;③蓄电池底座;④城市安全系统监控摄像头;⑤公交系统无线传感天线;⑥功能模块开发安装栏，如图1嵌入式多功能公交站牌外观示意所示。

2 嵌入式功能模块安装接入设计

如功能模块安装示意图所示，嵌入式新功能模块与公交站牌原有信号系统和显示相互独立，在使用中不会产生相互混乱错误;②模块安装栏有与各功能模块相对应的接口与插口装置，每个接口对应独立的主控系统与电路，接入什么功能模块就起什么作用，满足可更换，可改变，这样更加适应乘客人群的发展，更加符合城市规划建设的节奏;③功能模块接口预留可再开发接口，增加产品更新换代的可持续发展空间，增强产品的生存价值和生存空间;④自带太阳能充电蓄电池底座，满足各功能模块的正常用电接入，实现24小时循环运转，节省发电资源，安全环保，符合绿色环保城市建设理念，如图2嵌入式功能模块安装示意所示。

嵌入式多功能模塊将基于成熟的公交站台设施，在原有公交站牌的基础上进行改造和搭建，在不破坏原有设施的情况下最大可能的充分利用设施的空间和功能。我们的功能模块与公交站设备相对独立，两者属于嵌套关系，在增加功能的情况下不会对原公交系统造成任何影响。

3 嵌入式功能模块系统设计

嵌入式多功能公交站牌可实现多种功能：

（1）拟实现零钱兑换功能，目前社会中普遍存在的零钱兑换仍然处于纸币-硬币的模式，在互联网已经渗透到人们生活方方面面的情况下，出门不带现金已经成为一种趋势，为了适应这种生活方式和时代潮流，零钱兑换功能模块和自动售卖功能可以相互结合实现、也可单独实现，在技术上两者硬件部分可以分成嵌入式处理器和外部设备，如图3零钱兑换功能示意所示，处理器是整个设备的核心，外部设备在不同的设备中有不同的选择，在零钱兑换设备中，选择纸币识别器、硬币识别传感器;在自动售卖设备中选择液晶屏幕、选择按钮。

零钱兑换功能和自动售卖模块采用RFID取代零售业的传统条码系统，使物品识别的穿透性、商品的防盗和跟踪有了极大改进，商品零售更加方便和快捷，可利用率大大提高，服务人群更广更宽。

（2）拟实现共享雨伞功能：该模块在硬件部分主要以C51单片机为主，结合机电智能锁设备，机电智能锁包含电子控制模块和机械锁模块如图4机电智能锁系统示意图所示，其特征在于：当接收到扫码成功后的后台控制系统发来的开锁指令时，共享设备中央控制单位触发电子控制模块，开启机械锁的控制插销，用户也可输入由系统平台得到的实时验证码手工开锁，开锁成功后，触发电子控制模块的开锁成功开关，通过中央控制器通知后台管理系统开锁成功;当用户还伞成功时，把伞放入设备指定位置处，将伞柄自带二维码对准红外感应器识别，识别成功触发电子控制模块的锁伞成功开关，通过中央控制器通知后台管理系统还伞成功。

该功能模块软件部分采用物联网技术，通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，进行系统对用户的信息进行识别与交换，实现定位、识别、跟踪、管理。

4 结语

本项目的各种功能模块基于单片机和物联网的嵌入式系统，由嵌入式计算机系统和执行装置组成，作为装置或设备的一部分。嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。所有带有数字接口的设备都使用嵌入式系统，本项目中的设备采用的嵌入式系统包含简单的操作系统，从而更全面的完成系统控制。相比于传统行业，我们的业务技术包含多种功能，采用互联网+的形式运营，更加吸引客户眼球和使用体验。具有服务范围广，目标客户多，市场适应性强，生存和发展空间大等等特点，更加符合智能城市的规划和应用。

参考文献

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