基于 WIFI 與無線網絡傳輸技術的公交車智能顯示器系統構建研究

畢津源

隨著綠色環保理念不斷深入，公交車作為重要的公共交通工具，在人們的生活中扮演著越來越重要的角色。在快節奏發展的今天，為了增強公交車的便利性以及信息的實時性，新型公交車智能顯示器系統的構建尤為必要。

一、公交車智能顯示器系統的構建思路

近年來，國內外許多國家均使用了公交車站臺信息顯示器，其中，上海市是我國應用公交車站臺信息顯示器的典型代表。目前，國內外正在使用的公交車站臺顯示器主要有兩種設計方案：一是依靠車載GPS對公交車的實時位置進行定位，并通過中央處理中心的處理技術在相應的公交車站臺上顯示到站信息；二是基于FRID和zigbee的公交車站臺顯示器。然而這些站臺顯示器卻不能滿足私家車出行對實時路況信息的需求，使乘坐公交的便利性有待提高，路況信息資源共享不足。隨著智能手機等移動終端設備的普及以及WiFi覆蓋范圍的擴大，構建基于 WIFI與無線網絡傳輸技術的公交車智能顯示器系統成為可能。該顯示器系統由公交車站臺顯示器與移動終端顯示器構成顯示器網絡，依靠WiFi與無線通信技術進行信息采集與信息傳輸，可以滿足公交車與私家車對于整個城市路況信息的需求，方便城市居民隨時隨地了解整個城市公交車的運行狀況，是信息共享時代的充分體現。

基于 WIFI 與無線網絡傳輸技術公交車智能顯示器系統由公家車站臺顯示器與移動終端顯示器構成“大屏”顯示器系統，其核心是由微型計算機構成的中央控制中心，由WiFi傳輸單元、信息處理單元、信息顯示單元、移動終端以及中央控制中心等多個單元模塊構成。其中，公交站臺信息顯示器依托WiFi傳輸單元、信息處理單元、信息顯示單元以及中央控制單元配合實現工作；路況實時信息顯示器依托WiFi傳輸單元、信息處理單元、移動終端以及中央控制中心的配合共同完成信息顯示任務。

二、公交車智能顯示器的具體功能模塊設計

（一）信息收集單元

隨著公交網絡的不斷建設，在馬路上同一時間行駛的公交車數量眾多，在相同地點、相同時間出現不同公交車次的概率極大。因而，對來自不同車次、不同車型的不同信息進行區分、處理十分關鍵。針對此問題，可以通過引入固定IP地址構建對比數據庫模型，使整個公交體系擁有相同信頻率而又可以相互區分、易于識別。比如，公交車司機在公交車能夠按照時刻表在某一時間正常到達特定站臺時按下信息按鈕1，在公交車遇到交通堵塞時按下信息按鈕2，通過站臺信息接收模塊識別由公交車發送的信息并依靠網絡輸送到中央控制模塊，中央控制模塊在收到信息后做出相應的處理分析。

（二）移動終端APP發送單元

實時路況信息顯示作為公交智能信息顯示器的關鍵技術，必須具備高效性、實時性、可靠性以及便利性。當司機到站后發現附近的路況較為擁堵并按下信息按鈕2后，站臺信息接收模塊在識別信息并由中央控制模塊對信息進行處理后，將信息處理結果以1分鐘/次的速度將信息結果通網絡傳送到移動終端用戶的APP中，使實時路況信息實現智能化傳輸。

（三）移動終端信息顯示單元

移動終端信息顯示單元是公交智能顯示器系統的最終呈現模式之一，是與用戶直接接觸的單元。移動終端用戶通過下載智能APP顯示器可以查看實時路況信息，不僅節約了市民乘坐公交的等待時間，也方便了市民選擇最佳出行方案。用戶通過移動終端APP，可以查看到擁堵的路段，以及已經擁堵的時間、預計擁堵時間等信息，同時用戶還可以通過移動終端設備了解到各個城市、各類公交的運營時間以及線路信息。

（四）中央控制單元

中央控制單元作為整個公交車智能顯示器系統的技術核心，包含著多種專門設計的數據庫分析模型，擔負著分析與處理信息、向移動終端APP發送信息處理結果的多種任務。安排在室內的中央控制單元通過無線網絡連接著公交站臺顯示器以及移動終端用戶。站臺顯示器屬于測控產品，需要依靠通信、控制技術、信息顯示技術等多種領域的知識相互配合。當站臺顯示器顯示正常時間信息時，表明特定公交正處于正常運行；當站臺顯示器顯示擁堵時間數據時，可以提示私家車司機避開擁堵路段。

三、 公交車智能信息顯示器的具體實施方案

以中央控制單元為核心、依靠WiFi與無線網絡通信技術，通過移動終端設備與公交站臺同步顯示的新型公交車智能顯示器系統具體實施方案如下。

（一）WiFi通信的具體實施方案

無線網絡（wireless network）是指依靠無線通信技術構建的網絡，主要包括用戶移動通信網構建的無線網絡（如3G/4G網）以及無線局域網（WiFi）兩種類型。而熱點是指能夠被WIFI網絡訪問的區域。當一臺WiFi友好型設備在熱點覆蓋范圍內時，該設備就可以無線連接到網絡。該新型公交車智能顯示器系統中使用的車載WiFi就是一臺這樣的WIFI友好型移動設備。具體實施時，該智能車載設備通過公交站臺的熱點連接到網絡，向中央控制單元發送路況信息。通過站臺熱點構建的網絡，相同熱點對不同車載設備IP地址的信息、以及該IP發布的是否擁堵信息可以傳輸到中央控制單元，并由中央控制單元進行相應的信息處理。

（二）公交站臺顯示信息模型的具體實施方案

數據庫中采集的信息主要包括早高峰公交運行信息、晚高峰公交運行信息、正常時間公交運行信息以及節假日公交運行信息。根據環境的變化來變更需要采集的公交運行信息。同時，不同路段的信息采集工作分配給不同員工，對采集到的相同路段、相同時間的信息進行整合、分類與分析，并將信息的平均數或大多數作為參考依據。當進入某路段的特定站臺，公交車會發出對應IP信號并通過網絡傳輸給中央處理單元，中央處理單元立即調用數據信息庫模型，分析并傳輸該公交車到達下一站臺的時間，并在下一站臺的顯示器顯示出該信息。

同時，中央處理單元會啟動定時器，以每分鐘一次的頻率對到站時間信息做減法并顯示。當兩輛以上的公交車在兩個路段之間同時出現時，且前一輛公交車尚未到達下一公交站，那么剛剛到達公交站的信息將會被暫時儲存在計算機中并啟動計時器，從而不在下一站臺顯示器中顯示；若前一輛公交車已經離開下一公交站臺，那么計算機將會把儲存在計時器中的定時數據信息輸入到原數據模型計算時間差值，并在下一公交站臺顯示出剩余時間信息。

（三）移動終端設備同步顯示的具體實施方案

移動終端設備與公交站臺顯示器同步顯示的信息來自中央控制中心。中央控制中心主要任務是對采集到的數據信息通過數據庫模型進行加工與處理，具體指對不同路段、不同公交站臺IP地址、不同公交車IP地址的不同信息進行識別、處理與分析，并向具體位置的公交站臺顯示器及移動終端設備同步傳輸出數據分析結果。移動終端設備APP的顯示需要經過網絡數據傳輸信息以及終端設備接收信息兩道程序。移動終端顯示的信息包括實時路況信息、公交車起止運行時間以及具體路線等具體運行信息。實時顯示以每分鐘一次的頻率進行信息更新，有效保證了公交信息的實時性、準確性。