基于車載電子標簽的電子站牌系統解決方案設計

電子站牌即指電子站牌系統，包括車輛位置信息獲取、信息通信及顯示三個主要部分。目前一些大中城市正在進行試點的公交電子站牌［1-3］，均通過GPS獲取車輛位置信息，通過GSM短消息方式進行通信，通過LCD或LED進行顯示。工作時車載GPS接收機通過接收衛星信號獲得車輛位置坐標信息，并將其通過短消息方式發送到移動運營商的GSM短消息收發中心，短消息收發中心通過專線將其傳輸到車輛調度中心進行處理，得到車輛的距站信息（距下游站的距離及所需時間等），距站信息再由調度中心回傳到GSM短消息收發中心，最后由GSM短消息收發中心發往下游站的電子站牌，通過液晶顯示器進行顯示?，F有的這種電子站牌主要有以下兩個弊端：（1）前期建設成本高。車載GPS接收機雖然價格不算高，但如果在全市的公交車上全面推廣應用，將需要投入巨額資金；（2）后期運營成本高。高運營成本主要是由GSM短消息通信造成的，為提高定位精度，車輛每隔幾秒至數十秒鐘就需要進行一次定位（接收一次衛星信號），并發送一條短消息到GSM收發中心，GSM收發中心必須將每輛車的距站信息發送到電子站牌，即每輛車每進行一次定位就需要發送兩條短消息（一條由車輛發到GSM中心，另一條由GSM中心發到下游站電子站牌），故短消息的數量非常巨大。雖然每條短消息的單價不高，但如此巨量的短消息造成的通信費用是公交公司所不能承受的，若轉嫁到消費者身上，消費者也不會接受。故這種電子站牌目前只在某些線路上作試點，而難以推廣應用。本文提出了一種新的電子站牌解決方案，該方案通過使用車載電子標簽（RFID）取代車載GPS接收機降低了前期建設成本，通過使用電力線傳輸車輛位置信息取代GSM短消息，降低了通信費用。

1 系統組成

本文所述電子站牌系統框圖如圖1所示，主要由位于車站的站裝置、安裝或貼于車上的電子標簽、電力線及調度中心組成。

站裝置是電子站牌系統的核心部分，如圖2所示，主要由標簽閱讀器、電力載波發射機、電力載波接收機、主控制器（MCU）及LED車位指示屏等部分組成。電子標簽裝/貼于公交車上，車輛編碼信息（某某路某某號車的編碼表示）預先存儲于電子標簽中。

標簽閱讀器用于讀取到站車輛電子標簽所攜帶的車輛編碼信息。電力載波發射機將需要傳往下一站的數字信號進行載波調制后耦合進電力線傳輸，電力載波接收機將收到的調制信號（來自上游站）解調，恢復為數字信號。

主控制器（MCU）主要完成車輛編碼信息處理、存儲、傳輸與控制。主控制器從標簽閱讀器獲得到站車輛的編碼信息，進行處理后得到其編號（即某某路某某號車），一方面通過本站的LED車位指示屏進行顯示，同時加上本站的站編碼后交由發射機發往下一站。主控制器同時亦從電力載波接收機獲得上游站發來的站編碼與車編碼信息，從而知道某某路某某號車到了某某站，除在本站的顯示器上進行顯示外，交由電力載波發射機傳往下一站。

LED車位指示屏如圖3所示，包括LED燈組和屏基板。屏基板上印有站名、刻度線、公里數與時間分鐘數等。站名與某一刻度線對齊，在刻度線的上方標出該站距始發站的公里數與公交車的行車時間。公交線路的長度、站位置、車輛運行所需時間均固定（正常情況），故可將沿線各站距離始發站的公里數及所需行車時間標示在刻度線上。在每一條刻度線上安裝一個LED，兩條刻度線間設置數個LED。當公交車到達某站時，點亮與該站對應的刻度線上的LED，離站時則關閉對應刻度線上的LED，同時根據歷史行車時間相繼點亮本站刻度線與下一個最近站對應刻度線之間的LED。

通過LED車位指示屏，乘客可隨時了解公交車在沿線的位置分布、離本站的距離以及到達本站的時間。如果在預定的時間內不能到達，一定是發生了阻車，而且還可以知道阻車的位置。調度中心從收到的車編碼及站編碼信息，可知道某路某號車當前位于某站或哪兩個站間什么位置，下一時刻應該到達何處，如果在預期的時間內不能到達，便知道發生了阻車，視情況進行調度安排。這些信息可以通過LED車位指示屏或PC機進行直觀顯示。