蔣少華，李丹，賴琬妍，陳詠怡，林顯豪

（韶關(guān)學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院，廣東韶關(guān)512005）

基于RFID無線實(shí)時(shí)傳輸?shù)墓卉嚲C合信息系統(tǒng)

蔣少華，李丹，賴琬妍，陳詠怡，林顯豪

（韶關(guān)學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院，廣東韶關(guān)512005）

針對(duì)目前公交實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)利用GPS技術(shù)成本較高的問題，提出將無線射頻識(shí)別技術(shù)引入城市公交系統(tǒng)，設(shè)計(jì)安卓手機(jī)實(shí)時(shí)公交查詢APP的方法.系統(tǒng)利用RFID采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)各班次公交車的信息進(jìn)行處理，并把相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送給APP.用戶通過APP可隨時(shí)隨地查詢需要乘坐的公交車輛及其實(shí)時(shí)位置信息，從而能合理安排出行時(shí)間，給人們出行帶來便捷.研究成果應(yīng)用于市區(qū)某些公交線路的實(shí)時(shí)查詢，取到較好的效果，該方法給低成本采集公交車的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提供一種參考方法.

公交實(shí)時(shí)信息；無線射頻識(shí)別技術(shù)；GPRS；安卓系統(tǒng)

隨著我國(guó)城市機(jī)動(dòng)車保有量激增，交通問題成為嚴(yán)重影響許多大中城市的問題之一.一直以來，發(fā)展公交被認(rèn)為是解決交通擁堵等交通問題的主要方法.智能手機(jī)出現(xiàn)、通訊與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的提高，這為滿足市民智能出行需求提供了基礎(chǔ)，尤其是智能化公交的實(shí)現(xiàn)［1］.

出行者在等候公交車時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)車輛久等不來、扎堆而來的情況，易導(dǎo)致出行者出現(xiàn)心情煩躁、焦慮等問題.為方便出行者出行，節(jié)約出行者時(shí)間，研究公交車實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)很有意義.

公交車到站時(shí)間預(yù)測(cè)、電子站牌等智能公交系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外都有了廣泛研究［2-3］.現(xiàn)今，在我國(guó)智能公交系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用上，如重慶、廣州等一線城市都實(shí)現(xiàn)了大部分公交線路到站信息預(yù)報(bào)功能，設(shè)置了電子站牌預(yù)測(cè)車輛到站時(shí)間，但仍未見二、三線城市使用實(shí)時(shí)公交信息系統(tǒng).目前實(shí)時(shí)公交信息系統(tǒng)采用的GPS定位設(shè)備的高成本制約了實(shí)時(shí)公交系統(tǒng)的廣泛使用.

利用RFID技術(shù)設(shè)計(jì)公交綜合化信息采集系統(tǒng)有相關(guān)的研究［4-5］.在上述研究的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)基于RFID無線實(shí)時(shí)傳輸?shù)墓卉嚲C合信息系統(tǒng)，乘客通過Android手機(jī)APP能提前了解公交車的實(shí)時(shí)行駛信息，便能大大縮短出行時(shí)間，靈活主動(dòng)掌握個(gè)人時(shí)間，并體驗(yàn)到更舒適高效的乘車服務(wù).讓人們享受真正的智能出行，便利生活.

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)利用RFID技術(shù)、電子地圖建設(shè)公交綜合化信息系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)公交車遠(yuǎn)距離、不停車采集信息，站點(diǎn)信息通過APP準(zhǔn)確顯示給用戶.系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件和軟件兩部分，總體結(jié)構(gòu)圖見圖1.

2 硬件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)包括射頻識(shí)別設(shè)備、單片機(jī)、GPRS模塊等組成部分.其中，射頻識(shí)別設(shè)備包括讀寫器和電子標(biāo)簽.本系統(tǒng)采用無源電子標(biāo)簽，標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，設(shè)置在各公車站臺(tái)處，當(dāng)射頻卡進(jìn)入讀寫器發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活，將自身編碼等信息通過卡內(nèi)內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去.

讀寫器是讀取寫入標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為固定式讀寫器.讀寫器裝載在公交車車頂靠右前外側(cè)，當(dāng)公交車經(jīng)過站點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)接收天線收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號(hào)，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到讀寫器，讀寫器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼，由單片機(jī)發(fā)送指令控制讀寫器，并通過I/O口輸入讀出的卡片編碼.讀出卡片編碼后由單片機(jī)控制GPRS模塊（AT指令）將數(shù)據(jù)通過GPRS無線發(fā)送至服務(wù)器IP地址指定端口，從而把站點(diǎn)信息發(fā)送到后臺(tái)主系統(tǒng)中進(jìn)行處理.后臺(tái)數(shù)據(jù)庫對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算，把數(shù)據(jù)整合后顯示，當(dāng)用戶需要查找所要乘坐公交車的信息時(shí)便可很快得到相應(yīng)信息.

3 軟件系統(tǒng)

后臺(tái)數(shù)據(jù)庫對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算，把數(shù)據(jù)整合后顯示，當(dāng)用戶需要查找所要乘坐公交車的信息時(shí)便可很快得到相應(yīng)信息.

公交實(shí)時(shí)信息查詢APP通過手機(jī)android系統(tǒng)來開發(fā)，軟件的實(shí)現(xiàn)方面使用第三方開源軟件，這類框架都是免費(fèi)提供服務(wù)的，所以在實(shí)現(xiàn)上所用的資費(fèi)不多.APP通過用戶將需要搜索的地點(diǎn)名稱或線路名稱發(fā)送至服務(wù)端，服務(wù)端使用javax.comm作為服務(wù)器串口接收GPRS發(fā)過去的tcp數(shù)據(jù)包，以dbutil的方式連接數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)查詢等方式去處理這些數(shù)據(jù)，根據(jù)相應(yīng)的請(qǐng)求方式從數(shù)據(jù)庫獲取相關(guān)信息，同時(shí)服務(wù)端所獲信息整理后通過tcp協(xié)議返回給APP端，APP再將數(shù)據(jù)處理成可視化的形式展現(xiàn)給用戶.

通過手機(jī)APP可供用戶查找公交車總體路線和附近站點(diǎn)以及公交車運(yùn)行情況，可知道公交車到達(dá)站點(diǎn)及已過站點(diǎn)，即可查詢公交車輛的實(shí)時(shí)位置信息，從而知曉公交車行駛快慢及行駛方向，避免游客乘坐方向與目的地相反，確定最近的一班公交車離乘車站點(diǎn)還有幾站距離.用戶可根據(jù)當(dāng)時(shí)或當(dāng)天人流量通過APP反映到相關(guān)公交車公司，公交車公司可根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)管理派出公車的數(shù)量.APP功能包括：定位用戶位置、線路查詢界面、到站提醒等功能，結(jié)構(gòu)框圖見圖2.

3.1 定位用戶位置功能

首頁的地圖展示，主要功能是定位用戶的位置，用戶可直觀地查看自己的位置，可以查看用戶當(dāng)前位置有多少個(gè)站點(diǎn)，并顯示站點(diǎn)的位置.

地圖使用的第三方包：百度地圖api，butterknife注入框架，android-async-http網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求框架；第三方組件：BaiduMap，MapView，LocationClient，ButterKnife，AsyncHttpClient，AsyncHttpResponseH-andler.

3.2 線路查詢界面功能

從首頁進(jìn)入搜索頁面可進(jìn)行搜索站點(diǎn)和路線.搜索站點(diǎn)可查看站點(diǎn)所在公交線路的實(shí)時(shí)信息，并可看到經(jīng)過該目的站點(diǎn)的公交車運(yùn)營(yíng)時(shí)間和車票價(jià)格等詳情.搜索路線可查看某條公交線路所經(jīng)的站點(diǎn)信息及當(dāng)前運(yùn)行公交?？浚▌倓偨?jīng)過）站點(diǎn)實(shí)時(shí)信息.了解所有查詢線路的公交車距離自己最近的站點(diǎn)還有幾站地，并可看到經(jīng)過該目的站點(diǎn)的公交車運(yùn)營(yíng)時(shí)間和車票價(jià)格等詳情.

查詢界面致力于方便用戶操作，盡可能簡(jiǎn)潔、明了、大方.使用XML布局文件控制UI界面，在Activity中使用有關(guān)的Java代碼顯示XML文件中布局的內(nèi)容，再用Java語言進(jìn)行程序中搜索、記錄歷史紀(jì)錄等其他功能的開發(fā).

APP還可以對(duì)用戶公交線路查詢記錄進(jìn)行自主收藏，使用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)收藏記錄，用戶可在收藏夾中查看已收藏路線.公交實(shí)時(shí)信息效果見圖3.

圖2 APP功能結(jié)構(gòu)框圖

圖3 公交即時(shí)信息

3.3 到站提醒功能

用戶查詢后找到合適的公交線路后，等公交到站上車后可以進(jìn)行設(shè)置到站提醒，服務(wù)器根據(jù)設(shè)置的目的站在目的站的前一站會(huì)向客戶端發(fā)出到站提醒信息.

4 結(jié)語

提出利用RFID技術(shù)、電子地圖建設(shè)公交綜合化信息系統(tǒng)的方法，用戶通過手機(jī)APP可以查詢需要乘坐的公交車輛及其實(shí)時(shí)位置信息，為乘客乘車出行提供便利，為公交公司動(dòng)態(tài)管理車輛，系統(tǒng)對(duì)改善城市公交服務(wù)有很好的現(xiàn)實(shí)意義.本系統(tǒng)采用RFID采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)避免了利用GPS定位技術(shù)成本較高的問題，該方法為解決低成本采集公交車實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的提供了一種可行的借鑒方法.

［1］陸化普，李瑞敏.城市智能交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].工程研究，2014，6（1）：6-19.

［2］田平，許喬丹.一種新的電子公交站牌方案[J].機(jī)電技術(shù)，2009（2）：18-20.

［3］許建峰.智能化電子公交站牌的設(shè)計(jì)與研究[J].宿州教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，17（5）：54-55.

［4］李海鳳.RFID的公交車輛運(yùn)行情況實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013，32（10）：1433-1436.

［5］余紅紅.基于RFID的城市智能公交系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)市場(chǎng)，2015（43）：180，191.

Real-time Information System for Buses Based on RFID

JIANG Shao-hua,LI Dan,LAI Wang-yan,CHEN Yong-yi,LIN Xian-hao
（College of Information Science and Engineering,Shaoguan University,Shaoguan 512005,Guangdong,China）

With regard to the problem of high cost of the GPS positioning equipment,the bus information system is developed based on the technology of Radio Frequency Identification(RFID).First the date collected by RFID is sent to the server through the GPRS network,and then the data is processed and sent to the APP by the server.This helps people to know the real-time bus information and plan properly anywhere.The results are applied to the real-time query of some bus lines in the urban area and work properly.This provides a reference method for the low cost data acquisition.

bus real-time information；RFID；GPRS；android system

TN915.41

A

1007-5348（2016）12-0007-03

（責(zé)任編輯：歐愷）

2016-11-01

2015年國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃建設(shè)項(xiàng)目（201510576011）.

蔣少華(1966-)，女，廣西桂林人，韶關(guān)學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院高級(jí)工程師，博士；研究方向：通信技術(shù)、復(fù)雜過程檢測(cè)、故障診斷.