ZigBee技术的公交车自动报站系统设计随着我国经济的高速发展，人们外出旅行的时机逐渐增多公交汽车在日常生活中的作用越来越突出，从而对城市公交系统安全运营方面提出了更高的要求。目前，许多中等以上城市的公交车上都实现了无人售票，公交司机对行车安全担负的责任也就更大，这就迫切需要在每辆公交车上安装自动报站器。近些年来，国内学者逐步开展了这方面的研究工作，采用单片机、嵌入式处理器、无线传感器网络和GPS等技术设计了各种公交自动报站系统，对城市公交的发展起了很好的促进作用。但是，目前大部分中小城市的公交线路仍未全面采用自动报站系统，急需成本低廉、运行可靠、易于维护、易于推广的自动报站器。笔者针对中小城市公交系统的特点，将单片机与ZigBee技术相结合，设计出基于ZigBee技术的低成本自动报站器，兼有手动和自动两种报站器的优点，适合于大规模普及应用。1总体方案在城市各主要街道的公交车站台众多，一个站台可能要停靠多个线路的公交车辆，而且同一站台在各个线路的命名可能不一样，因此，站址编码信息需要采用8位拨码开关开展动态设置，以便各路公交车自动识别在本线路中的当前位置。图1所示的是具有n个站台的公交车自动报站系统示意图。图1公交车自动报站系统由于中小城市的路面较窄，公交车在行进过程中可能会同时接收到多个站址编码信息如图1中右向行驶的公交车就会同时接收到站台1和站台n的编码信息，此时可以通过行驶方向自动判断站台1的编码信息是有效的。车辆行驶方向可以采用预制或站址递增（递减）方式开展识别，如果出现编码突变的情况，说明车辆行进过程中可能因为无法自动报站而采用了手动报站这样系统可以记录下该站台的编码以便及时维修。本系统分为车载和站台两部分，车载部分采用以MSP430F149单片机为的控制模块；站台部分只需要发射站址编码信息，要求低功耗、低成本、高可靠性且易于维护，因此ZigBee发射模块以CC2430芯片为构成。图2所示的是公交车自动报站系统的设计框图。图2公交车自动报站系统设计框图2硬件设计2.1站址编码信息发射器站址编码信息发射器的硬件设计如图3所示，主要由ZigBee发射模块、晶振、阻抗匹配网络、天线和电池组成。ZigBee选用Chipcon公司的CC2430芯片，该芯片延用了以往CC2420芯片的架构，在单个芯片上整合了ZigBee射频前端、内存和微控制器（增强型8051内核），采用0.18mCMOS工艺生产，在发射模式下电流损耗低于25mA,具有从休眠时间模式切换到主动模式的超短时间特性，特别适用于要求电池寿命非常长的场合，2节5号电池长可使用2a时间。图3站址发射器硬件原理图CC2430芯片外接32MHz的晶振，通过8位拨码开关SW动态设置站址编码数据，经阻抗匹配网络处理后通过天线发送出去，覆盖范围可达几十米。该硬件设计方法具有电路简单、信号稳定、成本低、易安装的特点。2.2车载自动报站器车载自动报站器的硬件设计如图4所示（除键盘和显示模块外）。图4车载自动报站器硬件原理图单片机采用TI公司的MSP430F149芯片，其功耗电流为μA级。MSP430内核是16位的CPU,具有高效的RISC指令系统，统一的中断管理，片内有精细硬件乘法器、两个16位定时器、一个14路的12位模数转换器、一个看门狗、六路并行口、两路USART通信端口、一个比较器、两个外部时钟和60kB的闪存，其中两路通信端口可工作于UART和SPI模式。ZigBee接收模块采用CC2420芯片，它具有完全集成的压控振荡器，只需要天线、16MHz晶振等少数外围电路就能在2.4GHz频段工作。CC2420只提供一个SPI接口与微处理器连接，通过这个接口完成设置和收发数据工作。MSP430F149集成了SPI控制器，可以方便地与CC2420配合使用。时钟芯片采用DS1302,是DALLAS公司开发的一种基于I2C总线的高性能、低功耗、带RAM、具有闰年补偿功能的串行时钟日历芯片，内部可自行产生年、月、日、星期、时、分、秒等时标数据并保存在相应的存放器中，单片机可直接读取这些数据。温度传感器采用DS18B20,是DALLAS公司生产的一线制单总线智能数字温度传感器，具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强等优点，测温范围为-55℃~+125℃，在-10℃~+80℃时测量精度为0.5℃。单片机发出温度转换指令后...