基于 WIFI 与无线网络传输技术的公交车智能显示器系统构建研究

毕津源

随着绿色环保理念不断深入，公交车作为重要的公共交通工具，在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。在快节奏发展的今天，为了增强公交车的便利性以及信息的实时性，新型公交车智能显示器系统的构建尤为必要。

一、公交车智能显示器系统的构建思路

近年来，国内外许多国家均使用了公交车站台信息显示器，其中，上海市是我国应用公交车站台信息显示器的典型代表。目前，国内外正在使用的公交车站台显示器主要有两种设计方案：一是依靠车载GPS对公交车的实时位置进行定位，并通过中央处理中心的处理技术在相应的公交车站台上显示到站信息；二是基于FRID和zigbee的公交车站台显示器。然而这些站台显示器却不能满足私家车出行对实时路况信息的需求，使乘坐公交的便利性有待提高，路况信息资源共享不足。随着智能手机等移动终端设备的普及以及WiFi覆盖范围的扩大，构建基于 WIFI与无线网络传输技术的公交车智能显示器系统成为可能。该显示器系统由公交车站台显示器与移动终端显示器构成显示器网络，依靠WiFi与无线通信技术进行信息采集与信息传输，可以满足公交车与私家车对于整个城市路况信息的需求，方便城市居民随时随地了解整个城市公交车的运行状况，是信息共享时代的充分体现。

基于 WIFI 與无线网络传输技术公交车智能显示器系统由公家车站台显示器与移动终端显示器构成“大屏”显示器系统，其核心是由微型计算机构成的中央控制中心，由WiFi传输单元、信息处理单元、信息显示单元、移动终端以及中央控制中心等多个单元模块构成。其中，公交站台信息显示器依托WiFi传输单元、信息处理单元、信息显示单元以及中央控制单元配合实现工作；路况实时信息显示器依托WiFi传输单元、信息处理单元、移动终端以及中央控制中心的配合共同完成信息显示任务。

二、公交车智能显示器的具体功能模块设计

（一）信息收集单元

随着公交网络的不断建设，在马路上同一时间行驶的公交车数量众多，在相同地点、相同时间出现不同公交车次的概率极大。因而，对来自不同车次、不同车型的不同信息进行区分、处理十分关键。针对此问题，可以通过引入固定IP地址构建对比数据库模型，使整个公交体系拥有相同信频率而又可以相互区分、易于识别。比如，公交车司机在公交车能够按照时刻表在某一时间正常到达特定站台时按下信息按钮1，在公交车遇到交通堵塞时按下信息按钮2，通过站台信息接收模块识别由公交车发送的信息并依靠网络输送到中央控制模块，中央控制模块在收到信息后做出相应的处理分析。

（二）移动终端APP发送单元

实时路况信息显示作为公交智能信息显示器的关键技术，必须具备高效性、实时性、可靠性以及便利性。当司机到站后发现附近的路况较为拥堵并按下信息按钮2后，站台信息接收模块在识别信息并由中央控制模块对信息进行处理后，将信息处理结果以1分钟/次的速度将信息结果通网络传送到移动终端用户的APP中，使实时路况信息实现智能化传输。

（三）移动终端信息显示单元

移动终端信息显示单元是公交智能显示器系统的最终呈现模式之一，是与用户直接接触的单元。移动终端用户通过下载智能APP显示器可以查看实时路况信息，不仅节约了市民乘坐公交的等待时间，也方便了市民选择最佳出行方案。用户通过移动终端APP，可以查看到拥堵的路段，以及已经拥堵的时间、预计拥堵时间等信息，同时用户还可以通过移动终端设备了解到各个城市、各类公交的运营时间以及线路信息。

（四）中央控制单元

中央控制单元作为整个公交车智能显示器系统的技术核心，包含着多种专门设计的数据库分析模型，担负着分析与处理信息、向移动终端APP发送信息处理结果的多种任务。安排在室内的中央控制单元通过无线网络连接着公交站台显示器以及移动终端用户。站台显示器属于测控产品，需要依靠通信、控制技术、信息显示技术等多种领域的知识相互配合。当站台显示器显示正常时间信息时，表明特定公交正处于正常运行；当站台显示器显示拥堵时间数据时，可以提示私家车司机避开拥堵路段。

三、 公交车智能信息显示器的具体实施方案

以中央控制单元为核心、依靠WiFi与无线网络通信技术，通过移动终端设备与公交站台同步显示的新型公交车智能显示器系统具体实施方案如下。

（一）WiFi通信的具体实施方案

无线网络（wireless network）是指依靠无线通信技术构建的网络，主要包括用户移动通信网构建的无线网络（如3G/4G网）以及无线局域网（WiFi）两种类型。而热点是指能够被WIFI网络访问的区域。当一台WiFi友好型设备在热点覆盖范围内时，该设备就可以无线连接到网络。该新型公交车智能显示器系统中使用的车载WiFi就是一台这样的WIFI友好型移动设备。具体实施时，该智能车载设备通过公交站台的热点连接到网络，向中央控制单元发送路况信息。通过站台热点构建的网络，相同热点对不同车载设备IP地址的信息、以及该IP发布的是否拥堵信息可以传输到中央控制单元，并由中央控制单元进行相应的信息处理。

（二）公交站台显示信息模型的具体实施方案

数据库中采集的信息主要包括早高峰公交运行信息、晚高峰公交运行信息、正常时间公交运行信息以及节假日公交运行信息。根据环境的变化来变更需要采集的公交运行信息。同时，不同路段的信息采集工作分配给不同员工，对采集到的相同路段、相同时间的信息进行整合、分类与分析，并将信息的平均数或大多数作为参考依据。当进入某路段的特定站台，公交车会发出对应IP信号并通过网络传输给中央处理单元，中央处理单元立即调用数据信息库模型，分析并传输该公交车到达下一站台的时间，并在下一站台的显示器显示出该信息。

同时，中央处理单元会启动定时器，以每分钟一次的频率对到站时间信息做减法并显示。当两辆以上的公交车在两个路段之间同时出现时，且前一辆公交车尚未到达下一公交站，那么刚刚到达公交站的信息将会被暂时储存在计算机中并启动计时器，从而不在下一站台显示器中显示；若前一辆公交车已经离开下一公交站台，那么计算机将会把储存在计时器中的定时数据信息输入到原数据模型计算时间差值，并在下一公交站台显示出剩余时间信息。

（三）移动终端设备同步显示的具体实施方案

移动终端设备与公交站台显示器同步显示的信息来自中央控制中心。中央控制中心主要任务是对采集到的数据信息通过数据库模型进行加工与处理，具体指对不同路段、不同公交站台IP地址、不同公交车IP地址的不同信息进行识别、处理与分析，并向具体位置的公交站台显示器及移动终端设备同步传输出数据分析结果。移动终端设备APP的显示需要经过网络数据传输信息以及终端设备接收信息两道程序。移动终端显示的信息包括实时路况信息、公交车起止运行时间以及具体路线等具体运行信息。实时显示以每分钟一次的频率进行信息更新，有效保证了公交信息的实时性、准确性。