一种手持公交收费及信息统计装置的设计与实现

　　在相同服务水平下，公共交通的人均动态占用路面面积相对较小，能够极大地节省道路资源。公交车、自行车，以及非公交机动车的人均动态占用路面面积比例为1：4：12。目前，在我国城市公共交通系统中，公共汽车和电车承担了城市80％以上的客运量。对于市区内出行，乘用公交车的费用要远低于非公交车。所以说市内较远距离的出行，公交出行的总成本最低。我国城市人流、物流和机动车辆都在急剧的增加，从而使城市交通存在的问题暴露无遗。

　　文中提出的这种公交车收费及信息统计装置，能够对乘坐不同路程的乘客进行不同的收费，同时能够对车辆内部的信息进行统计、存储、发送。

　　1 系统功能说明

　　文中主要针对现有技术存在的缺陷提供一种手持式公交车收费及信息统计装置而设计一种新的收费装置。该装置的功能主要有：1)利用Zigbee技术将车内人数信息及位置信息传送到站台进行显示。2)利用语音技术进行报站及液晶界面数字显示提醒每站的到站人数。3)利用数组对客流统计进行信息存储，利于分析客流特征，便于公交调度和线路规划。4)自动统计售票金额，为公交运营后的账目管理提供方便。

　　这种手持式公交车收费及信息统计装置，主要包括无线收发模块、语音播报模块、液晶显示模块、非接触式IC卡读写模块、微处理器和键盘输入模块。其结构框图如图1所示。 

　　图1　装置的总体结构框图

　　各结构功能如下：

　　1)无线模块无线模块主要是将车内的信息，发送给站台上的乘客，可以让乘客提前了解车内信息，较好地选择出行路线；从而避免某些车过分拥挤而造成出行不便。

　　2)语音模块 主要用来提醒乘客和乘务员到站信息，让乘客作好下车的准备。

　　3)液晶模块提醒即将到站，显示乘客和车内信息，提供了良好的人机交换界面。

　　4)非接触式IC卡读写模块集成了原有公交卡的功能，可以对公交卡进行读写，方便持卡乘车的乘客。

　　5)单片机模块 装置的核心模块，用来处理各种数据，处理各类信息，连接该装置的各个模块，使整个的装置性良好地工作。

　　6)输入模块 录入乘客的信息，提供了人机交换的渠道。

　　2 系统硬件设计

　　这种手持式公交车收费及信息统计装置，主要应用在有人售票的长途公交车上，它包括非接触式IC卡读写模块、无线收发模块、液晶显示模块、键盘输入、语音播报和微处理器。本文各装置模块采用串口连接通信，此种装置其硬件模块连接电路图如图2所示。 

　　图2　装置电路图

　　其中IC卡读写模块采用射频卡读写模块，型号为wm_17tc，读写8 k及32 k mifare卡，使用ARM处理器，读写速度快，读写稳定性好，有卡上传卡号，不用轮询，编程简单，开发资料全，在线技术支持，使用量大，是单片机开发的最佳选择。

　　无线收发模块采用CC2430芯片来实现需要的功能。CC2430／CC2431芯片采用0．18μm CMOS工艺生产，在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27 mA或25 mA。CC2430／CC2431的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。

　　液晶显示模块采用的型号为HG1286419，此芯片显示颜色为单色，LCM液晶模块屏幕尺寸为3英寸，STN黄绿模式对比度可调，分辨率为128x64，点距0．40x0．40(mm)响应时间500 ms，可视角度50°，显示尺寸为60．0x32．6 mm2点大小：可使用单5 V／单3．3 V。

　　语音播报采用ISD4004芯片；此芯片工作电压为3 V，单片录放时间为8～16 min。芯片使用CMOS技术，内含震荡器、防混淆滤波器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。采样频率可为4．0，5．3，6．4，8．0 kHz，频率越低，录放时间越长，而音质则有所下降，片内信息存于闪烁存贮器中，可在断电情况下保存100年，反复录音10万次。

　　微处理器采用ATMEL公司的AT89S52单片机，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。具有8 k在系统可编程Flash存储器。使用ATMEL公司非易失性存储器技术制造，于工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许存储器在系统可编程，也适用于常规编程器。 AT89S52具有以下标准功能：8 k字节Flash，256字节RAM，32位I／O口线，定时器，2个数据指针，3个16位定时器／计数器，1个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

　　此种装置的键盘设置为4x4矩阵键盘，分别为数字键0～9、更正、确认、乘号、刷卡、播报以及发送。各键的功能设置如下：数字键0～9作为站台输入和人数输入，清除键为清除上一次按键输入的记录。确认键是输入站台数和人数之后的确认，按确认键后在液晶显示上可以显示具体金额。乘号键是输入站台和输入人数之间的一个识别键，在按完站台数后，再按乘号键，然后按人数，则表示有几人在该上述站台数的站台下车。刷卡键的作用在于得到金额数之后利用装置的非接触式IC卡的读写模块从IC卡上扣除具体的金额，实现对公交卡的读写。播报的功能是播报站台，以及需要下车的人数。按“数字+发送”则表示在该站台上车的人数，该人数就是售票员需要收费的人数。同时在按下“发送”键的同时也触发了无线数据收发模块将数据发送给站台。