班车员工下站无线提示系统设计

何小映

（西安航空学院电子工程学院，陕西西安 710077）

当今社会，企事业单位越来越多，单位大小不同，员工上下班乘坐的交通工具也不相同，大型企事业单位一般都拥有几辆甚至几十辆班车，而员工由于居住地不同，中途下车的比较多。一般来说，单位都会在起点到终点之间设置多个固定的停靠点，便于员工上下班乘坐班车，鉴于员工乘坐及下车是随机的，如果某些员工要在中途某个点下车，而这些员工又坐的离司机驾驶室比较远，当要下车时就会比较不方便，因为他们要提前去告诉司机，就需要在车辆行驶时从座位上站起来去告诉司机，有时车速较快，在车厢过道中行走比较危险，如果被监控拍下，司机还可能会遭到罚款和扣分的处罚[1]。所以设计了一套下车无线提示系统[2]，当员工需要中途下车时，通过按键输入车的编号和站点编号，驾驶室的显示器通过无线方式接收到信息，就能提前知道某个站点是否有人下车，以及有多少人下车，从而能够提前做好准备，这样既方便了司机，也方便了员工，避免了一些交通事故的发生。

1 系统整体结构

该系统包括发送部分和接收部分，两者在硬件上彼此独立，通过无线发送模块和无线接收模块进行通信，系统的整体结构如图1 所示[3]。

图1 系统整体结构图

在系统中，员工持有的是发送器，驾驶室安装的是接收器，对每辆班车都进行了编号，如果有5 辆车，则编号从1～5。以一辆班车为例进行介绍，假设该车的车号为“1”，该车中有两名员工甲和乙，如果员工甲要在中途某站点“1”下车，只需要在发送器的按键上按下车牌号及要下站的站点名称，员工乙要在中途某站点“2”下车，只需要在发送器的按键上按下车牌号及他要下站的站点名称，站点名称及其编号已在程序中进行了处理。然后再按下发送键，发送器就发送车辆编号和站点编号，发送时有两个指示灯提示发送状态。接收器收到该车编号信息及站点信息以后，将会在液晶显示器12864B上相应的站点位置进行加一显示接收到的要下站的人数。

2 发送部分

发送部分电路主要包括STC89C52RC 单片机、矩阵式键盘、无线发送模块NRF24L01、指示电路，其框图如图2 所示[4]。

图2 发送电路框图

2.1 矩阵式键盘

键盘采用矩阵式结构，由4×4 按键构成[5]，电路如图3 所示。

图3 矩阵式键盘

行线连接到P1.0～P1.3，列线连接到P1.4～P1.7，图3 中，B1～B8 表示车的编号，S1～S7 表示站点编号，可以实现8 辆车，7 个站点设置，能满足大多数单位的需求，可以按照实际情况在按键上写上车辆编号及站点名称。按键的分析采用行列反转法，首先PI口输出0xF0，读入PI 口数据并保留高四位，然后PI口输出0x0F，读入PI 口数据并保留低四位，两次数据进行或运算，根据不同的运算结果就能知道哪个键被按下。车辆编号与键值关系如表1 所示，站点编号与键值关系如表2 所示。

表2 站点编号与键值关系

表1 车辆编号与键值关系

2.2 无线发送模块

数据的发送采用无线模块NRF24L01，该模块与单片机的接口电路如图4 所示[6]。

图4 无线发送模块与单片机接口

无线发送模块采用NRF24L01[7]，该模块工作在2.4 GHz 全球开放ISM 频段，需要的3.3 V 电源可以采用ASM1117 模块提供，该模块采用SPI 接口方式，管脚CE 为片 选信号，CSN 为SPI 片选 信号，SCK 为SPI 时钟，MOSI 为SPI 主出/从入信号，MISO 为SPI 从入/主出信号，IRQ 为中断输入信号[8]。

2.3 指示灯电路

指示灯电路部分采用2 个LED 发光二极管[9]，其中LED 指示发送过程，该指示灯熄灭表示无数据发送，点亮时表示正在进行发送，如果接收方没有收到，将会进行闪烁表示持续发送，如果发送完毕并且收到应答信号，则LED 熄灭，LED1 点亮，所以通过这两个指示灯就可以知道发送的状态，电路如图5 所示。

图5 发送状态指示电路

2.4 发送程序流程

发送端程序为循环结构，包括矩阵键盘处理程序和无线发送程序，按键进行车辆号和站点号的输入，发送端程序流程如图6所示。

图6 发送程序流程图

整个发送程序为一个循环结构，首先判断是否有键按下，如果没有就一直等待，如果有就通过行列反转法求键值M 并判断，如果M 为车号的键值，则赋值给数组元素TX_BUF[1]，如果M 为站点的键值，则赋值给数组元素TX_BUF[2]，如果M=0x77，则表示已经输入完毕，将进行数据发送，当该键释放后就点亮LED，把数组TX_BUF 中的值一个一个地发送出去，每发一个LED 闪烁一次，当发送完毕后，LED 灯灭，LED1 灯亮，从而完成一次信息的发送，然后进入下一次读键。

3 接收部分

接收部分电路主要包括STC89C52RC 单片机、无线接收模块NRF24L01、指示电路、液晶显示电路[11]，框图如图7 所示。

图7 接收框图

3.1 单片机与无线接收模块部分

单片机与无线接收模块的接口与无线发送电路相同，因为无线模块同时具有发送和接收的功能，该部分电路可参见图4。

3.2 液晶显示部分

显示采用12864B 液晶显示器[12]，该显示器显示4 行信息，如图8 所示[13]。

图8 液晶显示器显示内容

图8所示仅为其中一辆车的显示内容，一共有4行内容。第一行显示的是车牌尾号后四位及对应的编号，车辆不同，显示的信息也不同，对于每辆车来说接收器是固定的。第二行至第四行显示的是中途下车的站点名称及人数，这些站点名称对于每个接收器来说都是相同的。站点后面加一显示要在该站点下车的员工人数，没有人下车时无显示。司机通过接收器显示的信息就能提前知道中途下车的情况，从而提前做好准备。

3.3 接收状态指示部分

指示电路用来指示接收状态，P2.6 连接发光二极管阴极，当接收到数据P2.6=0，发光二极管点亮，延时3 s 后熄灭[14]，从而给司机提示。

3.4 接收部分程序流程

接收程序流程图如图9所示[15]。接收程序部分首先对12864 进行初始化，包括将其设为8 位并行口，光标及显示设置，清屏等，接下来显示初始信息，如图8 所示，第一行到第四行分别显示车辆尾号后四位及车辆编号、站点一名称、站点二名称、站点三名称，这些名称可以进行定制，在编程时初始化写入程序中。系统使用定时器0 进行300 ms 定时，用来确定接收时间，每300 ms 进行一次数据接收。接下来对接收模块进行初始化设置，包括设置接收地址、设置自动应答、设置发射功率、数据传输率等[16-18]，当300 ms 定时时间到后，判断是否收到数据，如果接收到数据而且数据的第一个字节RBUF[0]为0xa1，再判断第二个字节RBUF[1]是不是本车编号，如果是，再根据第三个字节RBUF[2]的站点号，对k1～k3的值加一并显示，k1～k3分别表示在第一个站、第二个站、第三个站下站的人数。

图9 接收程序流程图

4 结论

从实际需求出发，设计了一个员工到站下车无线提示系统，该系统实现了在单位班车上员工下站时给司机发送无线提示信息，在车辆行驶过程中，到达员工需要下车的站点前，员工可以在发送器上随时按下车辆编号和站点编号，点击发送键即可发送下站提示，司机处的接收器接收到信息后，司机就可以通过观察显示器上的数据采取相应的措施，如果有员工下站则提前做好准备，避免了事故的发生，如果没有一个员工下站，则可以忽略该站，无需停靠，从而提高通行效率，具有一定的实用价值。