基于GPS与GPRS的智能公交系统.doc
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东北大学秦皇岛分校
大学生科技创新基金项目申请表
项目名称：
基于GPS和GPRS的智能公交系统
项目负责人：
李瑞
系年级专业：
07级
联系电话：
13482939676
电子信箱：
Lirui5071326@
指导教师：
哈森
指导教师所在系：
电子信息系
指导教师联系电话：
13623351192
填表日期：
2010年 09 月 08 日
项目名称
基于GPS和GPRS的智能化公交系统
申请经费
5000元
起止时间
2010.09.05~12.31
申请团队情况
姓名
年级
所在系专业
联系电话
E-MALL
李瑞
07
电子信息
13482939676
Lirui5071326@
黄宗元
07
电子信息
13623356538
李雪冰
08
计算机
15033563466
张永
09
电子信息
15227265717
771048506@
卢娅
09
电子信息
15232357983
972253229@
盛久扬
09
电子信息
13784506447
邵胜阳
09
电子信息
15033595650
指导教师情况
姓名
哈森
职务
讲师
职称
无
电话
13623351192
E-MALL
nutnut@
一、申请理由
1、我团队成员具备了c语言，数电，模电，单片机原理、微机原理、计算机网络，通信原理，数据库原理与应用，无线传感器网络等一系列专业基础知识和能力，而且能够非常熟练地应用。
2、我团队成员黄宗元同学参加过2010年的“全国电子专业人技能与设计大赛”，具备了较强的动手、开发、研究能力。
3、本团队部分成员已经对GPS和GPRS的应用做过一些研究，掌握了扎实的基础知识和较强的应用能力。
对于车载终端的模块有一定的研究。
二、立项背景
（包括国内外研究现状、趋势、研究意义、参考文献和其他有关背景材料）
研究现状：
由于城市建设的扩张，人们生活节奏的加快，公共交通问题也显得日益重要。
我国智能公交系统的发展起步较晚，当前，智能公交系统的应用在我国还处在摸索阶段。
全球卫星定位系统GPS以及通用分组无线服务技术GPRS等现代高新技术的迅速发展,为城市公交车辆智能化管理提供了技术支撑。
通过将高新技术应用到城市公交车辆管理系统中,可以实现城市公交车辆的实时监控、调度、疏导和突发事件处理,解决城市公共交通拥挤问题，改善行车安全，提高运行效率，减少空气污染，是城市公交车辆交通控制和管理的发展方向。
发展趋势：
近些年来，GPS的应用越来越广泛，差不多涉及到国民经济的各个领域。
由于GPS很容易地提供位置、速度和时间信息，所以会很快成为现代信息社会重要信息来源，成为信息时代的国家基础设施之一。
然后再通过GPRS进行高速、廉价的无线数据传输，可以很轻松的就得到远端信息。
智能公交行业将继续保持快速发展的状况。
以公共交通枢纽为纽带，以公交专用车道为基础，以公交优先通行为保障的智能化公共交通网络系统，将是未来我国大城市客运交通发展的主要方向。
我国正处在城市化水平迅速上升时期，城市的不断发展，会使更多的中小城市发展的速度加快，变成大城市，拥有更多的资金；同时必将产生更加严重的交通拥堵、交通环境和交通安全问题，因此应用信息、通讯、控制、智能技术改造传统的公交系统，大力发展智能化公共交通网络，将是未来我国大城市客运交通发展的必然选择，也是未来我国大城市可持续发展的保证。
研究意义：
1、所设计的此系统为智能公交系统，实现准确定位，自动报站，及时向监控中心传送车辆信息，贴切日常生活，能够更好的服务于人们的日常生活。
2、本方案的智能公交系统可以扩展成集成GPS定位技术、GPRS无线网络技术、运营网络优化技术、数据库技术和车载电子技术等多种科技手段，自动生成、采集、传输、分析和统计公交运营数据，实现对公交车辆的实时跟踪和定位、公交车和调度室的双向通讯。
采用公共交通智能调度系统辅助公交企业管理，无疑是提高公交企业运营的必由之路。
3、通过对这样一个比较综合的系统设计，能够达到理论与实际相结合的目的，增强同学们对理论知识的设计，让同学们认识到学有所用，锻炼同学的实际动手能力，增强同学的自主研发和创新能力，增强同学之间的团队合作能力。
三、项目的特色与创新之处
1、相对于传统的手动报站系统，首先能够缓解开车司机的工作压力，使其在行驶过程中能够更加集中精力，而不用担心出现报站错误问题。
2、方便性，自能报站系统由于采用了GPS定位技术，相对于传统的手动报站系统能够更加精确的实现定点报站功能，同时还增加了报时功能，给车上的乘客提供了更大的方便。
3、实时性，传统方式只能管理车辆运行线路通畅情况下的发车时间和到站时间，对于各种意外情况则无能为力。
GPS定位技术实现了对运行车辆的位置和状态进行实时监控，从而保证了站台提示模块能够提高将要到站车辆的速度、位置、到站时间等参数，能够让正在站台等车的顾客准确的知道下一辆车动态信息，一边能够更加充分安排自己的事情，消除顾客等车的焦虑心情。
4、采用太阳能电池供电，首先能够解决电缆布线麻烦的问题，同时也不会给本来就紧张的城市供电增加增加负担。
设计了后备电池系统，以便停电时使用。
5、采用GPRS模块进行无线数据传输，解决了通信线缆布线复杂的问题。
6、考虑到建设节约型社会的需求，本系统能够为管理者提供每天每辆车的精确运行轨迹和分段里程累计、通过系统记录的时间报告准确区分运营里程和非运营里程，反映车辆和司机的工作，反映出经济效益问题。
四、实施方案
系统总体方案：
具体实施分为如下阶段：
一、构建模型。
由于所设计的系统较大，我们只做一个比较小的模型。
以实际生活中31路车的一段路程为例。
建材学校
电子站牌：
站点：
东北大学
行车速度：
36Km/h
车辆上一站点：
白塔岭
预计到达时间：
00:
02:
15
白塔岭
车辆
东北大学
珠江道
东北大学
白塔岭市场
建材学院
车辆位置
一、系统设计详细分析阶段：
分析并设计详细的硬件电路，分析软件系统需要实现的具体功能，小组成员合理分工。
1、公交站点，设置电子站牌。
电子站牌从公交调度中心接收信号，并对其进行处理和分析，获取当前某一路段的某一车辆的经纬度坐标和车辆运行信息。
然后送到显示屏显示。
如始发站的电子站牌显示即将发车的车辆编号和发出时间，中间站的主要功能是显示下辆车到达本站
的时间等信息。
再通过GPRS将相应的信息送到公交中心调度系统，以便管理员了解各设备运行情况（公交车的经纬度和已经到达的具体站点信息由车载GPS设备终端发到公交系统）。
2、车辆装载设备
包括GPS定位设备和车上显示设备。
每隔一定时间采集一次GPS定位信息，对接收的数据进行分析处理，与站点的定位信息进行比较，判断是否需要报站，在自动报站的情况下，能够自动顺序的播报进站和出站信息。
并实时地通过GPRS无线通讯模块发送到移动网关，进行GPS定位设备与系统数据中心的双向信息交流。
设置按键，可以进行手动或自动报警，例如路阻、故障等。
3、公交中心调度管理系统
公交调度中心设有通信服务器，数据库服务器，站牌服务器和总监控服务器。
其中通信服务器满足GPRS无线传输数据的接收、处理、储存等，服务于调度系统，电子站牌和车载设备；站牌服务器实现对站牌信息的控制。
实现的任务：
车辆调度：
实时的显示车辆的位置，进行实时监控。
查询统计：
接收从车载设备和电子站牌发送的信息，进行车辆管理汇总，发布公交运行情况，实时地将各车辆的定位信息显示在电子站牌上。
二、准备阶段：
初步购置设计系统元器件，学习细化模块所需的技能知识，将理论应用到实际当中，实现理论与实际的结合。
三、分块设计实施阶段：
GPS模块定位设计；
太阳能电池供电设计；（供电系统设计）
中心控制系统软件设计；
中心控制系统应设计；
中屏点阵控制设计：
GPRS数据传输设计；
语音播报系统设计。
四、系统集成调试阶段：
将第三阶段设计的各个独立功能模块进行组合，集成，修正，调试。
五、整理文档：
整理收集的所有相关资料和该系统的信息，记录设计实施阶段及系统集成调试阶段的故障日志，以作为将来维持系统的使用寿命与各项功能的参考。
六、成果验收阶段：
系统整体调试成功后，提交监督教师组验收。
五、项目研究预期成果
1、用硬件实现所设计的小型系统，实现对车内乘客准确的自动报站报时，显示信息功能，并进行语音提示，缓解开车人员的工作压力，让乘客知道现在是什么时间，前方到站是何站。
2、实现对站台等车乘客的正确提示功能，通过中型显示屏告诉等车乘客汽车当前位置是哪里，当前速度是多少，还有多少时间能够到达本站，同时通过这些信息也能让乘客很容易的知道客车的行驶方向,从而尽量减少乘客坐错方向的情况发生。
3、中心监控系统能通能通过行车的地图路线准确的查询该系统中任意车辆当前情况（位置，速度），方便解决突发情况时的车辆调度问题。
4、实现太能电池对系统的供电设计功能，以及对备用电池的充电功能。
5、实现报警功能，车载设备上设置自动或手动报警，当车辆运行过程中遇到堵车、坏车等情况时，可通过按键给调度中心发出信号，请求调度员的指示。
6、在项目完成后，认真总结，完成一篇或几篇关于智能公交调度系统的论文，提出发展方向，并进行合理化的构想。
7、继续研究我们的项目，争取参加“挑战杯”比赛，并争取能够取得优异的成绩。
六、指导教师意见
签名：
年月日
七、系意见
签名盖章：
年月日
八、专家委员会意见
签名盖章：
年月日
九、学校意见
签名盖章：
年月日
开始
GPS初始化
ISD1003语音初始化
GPRS初始化
GPS实时接收经纬度信息
判断是否到站
GPRS发送到站信息到各个站牌
语音报站
判断是否出站
语音报下一站
Y
N
Y
N
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