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两者间需界说通讯协议、规则帧款式

人气:宣布工夫:2018-07-09 16:55
择要:零碎联合新一代信息本领的紧张组成局部——物联网的迷信本领理念,应用种种传感器搜集信息,并将信息经过GPRS网路发送给综合信息处理平台,平台对各班次公交车的种种信息停止存...

  1 研讨背景

  随着都会建立的飞速生长及公交零碎的不断美满,公交车已成为都会住民出行的次要交通工具。但由于都会公交线路七通八达,且随着都会扩建而疾速生长,新的公交线路在不断延伸和开拓,再加上单行道、禁左等途径交通束缚,出现了交通拥堵题目。并且比年来严峻的交通拥堵题目不只范围于大都会,在二线乃至三线都会也开端伸张。根据中国汽车协会2010年宣布的数据,2009年中国汽车贩卖量达1 364.48万辆,超过美国成为举世第一,其中乘用车数目为1033.13万辆,同比增长53%。而客岁天下公路增长里程合计9.8万公里,同比降落33%。二者之间的不平衡生长招致了交通安全变乱频发、都会住民搭车出行不便、上放工时光添加等题目。

  随着今世网络本领的不断生长,公交盘问零碎因运而生。因而也出现了基于各种本领的公交盘问零碎,如基于ASP.NET+XML的公交盘问零碎、基于J2ME的公交盘问零碎、基于GIS、GPS、RS的公交盘问零碎等。这些零碎能提供电子舆图、二维数字都会中的舆图和三维都会模子的信息、高精度的GPS定位服务,但是他们无法及时反应出某临时刻某一站点的来车细致信息。

  现在大多数的公交盘问零碎,根底具有以下功用:采用车站站点盘问、车次盘问、含糊盘问、站至站盘问4种盘问方式,不只可以盘问到各条线路的起停站点,同时还可以分析出换搭车辆情况。但是由于各个地域公交车数据庞大,无法敏捷、精确地查到所须要的目标地以及各个车次所经过站点的信息,招致盘问不便且效果冗杂短少兽性化。别的,物联网作为新一代信息本领的紧张组成局部,第一,物联网的核心和基本依然是互联网,是在互联网基本上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了物体与物体之间,停止信息交换和通讯。但其使用方面多是凑合一些大型行业,还没有扩展到民用基本设备上。

  而本零碎可以给用户带来意想不到的便捷,经过登陆网站即可查到用户要乘坐的公交车的详细情况,包罗距用户另有多少站以及车上旅客数目,如许即便正在赶往公交站台的路上,也不必担忧会误了最快抵达的公交车。同时用户也可以作出等待还是换乘其他道路的公交车的选择,如许不只节流了时光并且使公交资源最大化应用。

  2 零碎的总体结构

  零碎联合物联网的迷信本领理念,应用特定安装如红外扫描等对公交车的旅客数目停止统计,将RFID标签嵌入到公交站牌上,公交车途经站牌时主动提取站点信息,同时完成弯道提示、线路提示等功用。车载信息存储模块将旅客数目信息、站点信息和车辆上下行信息汇总和贮存,并经过GPRS网络发送至综合信息处理平台,平台对各班次公交车的信息停止排序整理,作出为每一站点的两个倾向天生各自数据模块等处理,同时上传互联网,并实时更新。

  从本领架构上看,基于物联网的公交信息盘问零碎可分为3层:感知层、网络层和使用层。(1)感知层由各种传感器以及传感器网关构成,包罗红外传感器、RFID等感知终端。感知层次要功用是识别物体和收罗信息。(2)网络层由无线通讯、互联网和网络管理零碎等组成,担任通报和处理感知层获取的信息。零碎拟树立公交信息综合处理平台,基于互联网编程完成公交信息数据库的树立和维护,并对承受信息停止排序、添加、删除及实时更新,包罗整个平台的维护等。(3)使用层是公交信息盘问零碎和用户的接口,它完成公交信息盘问零碎的智能使用。本零碎拟采用用户手机盘问阅读公交信息盘问零碎网页的办法完成公交信息盘问零碎的用户使用。

  零碎总体结构如图1所示。

一种基于物联网的公交车信息盘问零碎设计

  3 基于GPRS的信息传输计划设计

  零碎采用GPRS无线数据传输办法完成车载终端与监控中央的通讯,并以华为公司GTM900-C无线通讯模块为例,详细引见车辆监控零碎中完成GPRS数据传输的步伐以及症结本领。

  GPRS专网零碎终端上彀登录服务器平台的流程为:(1)反省网络形态。(2)用户收回GPRS登录乞求,乞求中包罗由挪动公司为GPRS专网零碎专门分派的专网APN;(3)根据乞求中的APN,SGSN向DNS服务器收回盘问乞求,找到与企业服务器平台衔接的GGSN,并将用户乞求经过GTP隧道封装送给GGSN;(4)GGSN将用户认证信息(包罗手机号码、用户账号、密码等)经过专线送至Radius停止认证;(5)Paddius认证服务器看得手机号等认证信息,确认是合理用户发来的乞求,向DHCP服务器乞求分派用户地点;(6)Radius认证通预先,由Radius向GGSN发送携带用户地点的确认信息;(7)用户取得了IP地点,就可以携带数据包,对GPRS专网零碎信息盘问和业务处理平台停止拜访。(8)拜访后封闭链路。

  上面基于上述流程,并联合实践实行操纵,详解能够用到的AT指令。

  3.1 树立GPRS数据传输的调制指令

  零碎设计的次要思绪是单片机经过发送AT指令控制GPRS模块树立无线信道、完成数据传输。GPRS数据传输的完成次要有两种办法:经过域名剖析停止GPRS数据传输。AT指令完成经过IP地点停止GPRS数据传输的调制指令如下:

  (1)AT+CSQ盘问网络质量。实行中在串口调试助手上前往“+CSQ 31,99”,说明网络质量好。通常,CSQ为24以上就以为网络质量精良。

  (2)AT+CPIN?盘问SLM能否准备好。实行中前往“+CPIN READY”说明SIM准备停当。

  (3)AT+CGREG?盘问能否注册成功。实行中前往“+CGREG:0,5”说明注册成功。

  以上3步次要是确认以后网络和模块的形态。

  (4)AT+CGDCQNT=1,“IP”,“CMNET”设置APN无线接入点。实行中前往:“OK”,说明接入点设置成功。APN(Access Point Name),即“接入点称号”,是在经过手机上彀时必需设置装备摆设的一个参数,它决议了手机经过哪种接入办法来拜访网络,用来标识GPRS的业务品种,现在分为两大类:CMWAP/UNIWAP/3GWAP和CMNET/UNINET/3GNET。中国联通2G业务WAP阅读器中运用的APN为“UNIWAP”,3G业务WAP阅读器运用的APN为"3GWAP";中国联通的2G上公网运用的APN为“UNINET”,3G业务上彀卡及上公网运用的APN为“3GNET”。中国挪动上内网的APN为“CMWAP”,上彀卡及上公网运用的APN为“CMNET”。实行中运用挪动动感地带,APN设置为“CMWAP”。

  (5)AT%ETCPIP=“”,“”停止PPP拨号。实行中前往:“OK”,说明拨号成功。

  (6)AT%ETCPIP?盘问失掉当地IP地点,以用DNS服务器地点。实行前往:+ETCPIP:1,“10.73.11.1”,“211.138.24.71”,“211.138.30.66”。其中“10.73.11.1”是当地IP,“211.138.24.71”,“211.138.30.66”是失掉的DNS服务器地点。

  (7)AT%IPOPEN=“ICP”,“192.168.1.101”,1234(实行时改本钱身的IP和端口号)。

  (8)AT%IPSEND=“616263313233”。发送abc123。此处由于运用华为公司GTM900-C无线通讯模块,数据以16进制发送,以是发送的是abc123的16进制表现。

一种基于物联网的公交车信息盘问零碎设计

  (9)AT%IPOPEN?盘问链路形态。实验中前往:“TCP”,”211.252.207.107”,1234,1026。AT%IPOPEN之后,要等待直到出现CONNECT或许CONNECTERROR之类的提示信息才能做下一步的操纵。

  (10)AT%IPCLOSE和AT%IPCLOSE=5封闭衔接。实践中必需等待衔接成功后才能封闭。

  3.2 数传终真个硬件设计

  零碎中单片机串口应用MAX232完成TTL/CMOS电平转换后与GPRS模块相衔接,完成模块初始化和数据收发。同时扩展串口可与GPS接纳机或其他嵌入式零碎相连停止数据处理与交换。MCU选用Atmel公司的AT89S51;GPRS模块选用华为公司GTM900-C无线通讯模块。

  3.3 数传终真个软件完成

  零碎软件设计的核心局部是单片机与GPRS模块的通讯,两者间需定义通讯协议、规则帧款式,经过AT指令完成GPRS网络的附着、PDP激活、Internet的接入及数传。零碎轨范设计采用模块化设计头脑,次要分为零碎初始化模块、树立衔接模块、数据传输模块、断开衔接模块4局部。

  3.3.1 初始化及通讯协议

  通讯协议功用:完成GPS模块、蓝牙模块、GPRS模块与单片机间的通讯。此处信息由GPS、蓝牙收罗,经过单片机处理后经GPRS网络发送。

一种基于物联网的公交车信息盘问零碎设计

  帧款式说明:1,帧头。0xff,一帧的肇始位置。2,帧范例。0x01,代表下令帧;0x02,代表数据帧。3,区别码。0x11:模块发送信息给单片机;0x12:单片机发送信息给模块。4,设置装备摆设号。0x20:单片机;0x21:GPS模块;0x22:蓝牙模块;0x23:GPRS模块。5,内容长度。

  0x(xx),xx为得当的值。6,下令范例。0x31:读取目的设置装备摆设确当前形态;0x32:读取目的设置装备摆设的数据。7,内容。在不运用它的下令款式中,它的值有意义,为通讯方便,在不运用它的下令款式中,规则其值为0x00。8,校验码。从第一个字节开端到Xor的前一字节,共N-1 Byte,作异或运算。

  3.3.2 树立衔接

  为方便轨范设计,将树立衔接所需的AT下令以字符串方式寄存于AT下令缓存区,所需多条AT指令长度纷歧且发送次第不可变化,为无效控制每条AT指令、进步CPU应用率需将AT指令缓存区设置为指针数组方式,在树立衔接时经过循环调用字符串发送函数将AT下令发送,相邻AT下令间须要2~3 s的延时,每发送完一条AT下令调用一个3 s的延时子轨范,然后经过串口中缀接纳函数接纳AT下令前往值来判定衔接能否成功。留意,AT下令均以回车符作为完毕标记,并以字符串方式传送,因而在定义AT下令缓存区时应留意本义字符的运用。

  3.3.3 数据传输

  在与上位机衔接成功后,经过字符串发送函数发送数据缓存区中的数据,数据缓存区仍需设置为指针数组方式,发送数据的原理与树立衔接时的基本相同,但数据的接纳是经过串口中缀接纳函数完成的,同时将接纳到的数据必需先放入接纳缓存区以便作表现处理。须要指出的是,串口中缀轨范既要接纳指令前往值又要接纳上位机传来的数据,这两种接纳信息的处理办法分歧,以是在中缀函数中应经过设置两个分歧的标记来操持这一题目。

  3.3.4 断开衔接

  数据链路的开释可经过发送数据完毕标记“+++”完成,但必需延时必定时光后再发送断开衔接指令:AT#CONNECTIONST;AT+OGATT=0。

  4 综合信息处理平台的设计

  综合信息处理平台,包罗网络通讯模块,历史记载分析模块、Web登录管理界面模块,该Web登录管理界面模块,用于登录管理公交车盘问零碎的综合信息处理平台,该网络通讯模块用于接纳挪动通讯终端传输的实时公交车信息,并将其数据传输至历史记载分析模块停止存储和分析,待用户登录检查。综合信息处理平台结构框图如图3所示。

一种基于物联网的公交车信息盘问零碎设计

  零碎中,综合信息处理平台当接纳到网络通讯模块发来的公交车数据时,起首对数据停止分类,统计和贮存,当有效户经过Web界面衔接到平台之后,新树立一个子线程为其服务,之后接纳到用户传输过去的盘问数据,按照协议对数据停止分类、统计和分析,并将效果反应给用户。

  5 完毕语

  零碎完成了一个基于物联网的公交车信息盘问零碎,很好天时用了物联网的收罗处理发送信息等相干理念,是一款运用复杂、操纵方便、盘问速率快、目的车辆明白的信息盘问零碎。零碎基于物联网是信息迷信本领范围内的新兴研讨倾向,既是对物联网本领的探究和使用,又是对实践题目的操持。

标签:智能公交,物联网,无线通讯

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