1. 研究目的与意义
随着当代社会的不断发展，城市交通体系的不断完善，公共交通（如公交、地铁、电车、brt等）、私人交通（如私家车、非机动车等）、共享交通（如共享单车、共享汽车等）[8]并存于城市之间。根据高德地图联合未来交通与城市计算联合实验室、清华大学-戴姆勒可持续交通研究中心、阿里云等单位发布《2018 q2中国主要城市交通分析报告》显示，私人交通的广泛普及直接导致了交通堵塞、环境变化从而造成经济损失以及严重的环境问题。且世卫组织国际癌症研究机构院已将极低频磁场和射频电磁场列为可能致癌物，因此公共交通系统的完善就成为了城市发展的主要课题。较私人交通以及共享交通方式，公共交通不仅能够疏散人流缓解交通压力，还能够节省诸如北京、上海等发达城市居民的时间成本，更直观的体现将会是减少能源的大幅度消耗同时也能够使得汽车行业的剧烈竞争得以缓和。
现如今针对交通拥堵以及环境污染的问题虽然已经有智能交通系统（intelligent transportation system,its）诸如此类的论文发表，但却未实现所谓“智慧城市”与“智慧交通”。以我国苏州城市公共交通，起始站为国际教育园首末站-沪宁城铁新区站的329路为例，其站台间距虽仅有1.5公里/站，但由于班次间隔时间过长且在相关程序上并不能准确查询到其到站以及所处站台位置，因而总是会乘客等待时间过长，从而导致乘客心理焦虑或是失去对苏州城市交通的依靠，甚至可能影响苏州城市的快速发展。而在巴西库里蒂巴市，一体化的快速交通系统（bus rapid transit，brt）采用的玻璃管道双向车站，其美观性、快捷性、实时性都是国内的公交站台所鞭长莫及的。更有新加坡裕廊公交车，其每一个公交站台都是与当地的政府以及公共服务机构的数据库相连接，以此能够让乘客快速完整地查询到所需公交信息。即便是日本的公共交通系统也有精准的公交预报，从而减少乘客的等待时长，与之相比国内的公交站台预报功能远不如此。[5]此前关于公交站台的人机交互设计大多采用gps gsm/gprs/cdma 的采集通讯方法、gps gsm/sms 采集通讯方法或者是短距离无线射频通讯 gsm/gprs/cdma采集通讯方法。[6]本次课题研究的公交信息交互系统欲采用zigbee网络定位技术来替代传统gps定位系统以减少成本以及接发快速稳定的信息。
传统的公交站牌和地铁站台人机交互性差，有些甚至说没有，提供的信息量少且无法满足目前城市居民对出行信息的需求。这种需求迫切需要社会提供一种人性化设计，使用便捷、高效的智能化公共交通信息交互系统能很好地满足大众的需求。故本文设计的公共交通信息交互系统旨在能够弥补以上缺陷并能推行公共交通出行，减少私人交通出行，使得城市交通实现快节奏、高效率。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
研究内容主要包括无线传感器技术检测物位，再通过zigbee网络传输公交位置信息，经
由后台关系网／数据库处理信号发送至站台控制单元mcu其中需要针对传感器的选型研究
3. 研究的方法与步骤
本课题共包括四个模块：控制模块、输入模块、显示模块、查询/报警/计时模块。对于站台公交信息交互系统设计主控制模块以及次控制模块，主控制模块安装至站台作为信号接受/发射器以及信号处理器，次控制模块安装至公交上作为信号发射器，其中控制单元为mcu。并通过nrf2401进行信号传输；其中需要利用7805电压转换芯片以及lod稳压器设计电源电路。输入模块采用无线传感技术将信号送至zigbee网络进行定位以及信号处理，再将信号输出给控制模块;其中包含利用gps gprs网络/zigbee网络对公交车辆进行定位以及实时传送信息至后台关系网/数据库。显示模块有lcd显示预计到站数，也能显示更多其他站台的车辆信息，这部分内容为拓展部分，其中包含中文汉字图形点阵液晶显示模块显示预计到站时间以及经由此战的公交，甚至有可能显示交通路况，因而就需要外扩存储器。报警/计时模块为mcu外设，包含晶振以及定时器的使用。关于查询模块需要利用sql serve建立数据库，并设计相应得app以供用户在手机上查询,或者在站台直接设计触摸屏让其与数据库建立数据传输以供乘客直接在站台出依靠触摸屏进行查询。公交信息交互系统的硬件结构图如图1所示。优先设计mcu电源部分，利用电压转换芯片7805以及lod稳压器将高电压降压为3.3v。预留串口通讯rs-232以便扩展功能以及和pc通信，或者与定位模块连接。安装zigbee网络识别芯片。采用gps gprs网络/zigbee网络设计定位服务以及数据传输。设计nrf2401接口以便接发信号。设计mcu定时/报警功能并设计计时/报警功能程序。设计lcd显示屏并外接键盘或触摸板（需要设置优先级）。
图1.公共交通信息交互系统设计硬件结构图
4. 参考文献
[1] 单片机原理及应用[m]，张洪润，孙悦等著.清华大学出版社.2008
[2] 系统建模与仿真[m]，张晓华主编.清华大学出版社.2006
[3] 点阵lcd驱动显控原理与实践[m]，张新强主编.北京航空航天出版社.2010
5. 计划与进度安排
（1）2022.2.25—2022.3.24查阅资料，撰写开题报告；
（2）2022.3.25—2022.4.14硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令及编程语言；
（3）2022.4.15—2022.5.5设计电路原理图、编制应用程序；
