基于短消息的智能公交指示系统的设计

引言
公交系统以其运载量大、运送效率高、能源消耗低、相对污染小、运输成本低等优点，已经被世界各国公认为解决大、中城市交通问题的策略，同时也是城市赖以生存的重要基础设施之一。但由于多种原因，致使公交车辆运营速度由12～14 km／h下降至4～10 km／h。新增的运力被运输效率下降所抵消，公交承担的运量不断减退，这无疑加剧了交通需求的不断增加与公共交通发展相对滞后的矛盾。要解决这些问题，必须发展能够提高运输效率的公共交通，真正实现人的移动，而不是车的移动。这就要求从总体上提高公交服务水平，吸引更多乘客乘坐公交出行，减少私人交通的出行量。因此，智能公交系统(Intelligent Transportation System．ITS)就成了整个公交的。只有对此系统进行不断的优化，加强公交系统的科学调度，才能提高公交的服务质量，从而使公交的作用能够的显现出来．终从根本上解决城市交通问题^[1，2]。
近几年．由于科学技术的进步和政府对公交投入力度的加大。我国智能公共交通系统已初现端倪。杭州、上海、北京、大连等城市已在部分公交线路上建成了公交车辆跟踪调度系统，并安装了电子站牌．车载GPS定位设备。从而实现了对车辆的实时跟踪和定位、公交车与调度室的双向通信、以及电子站牌上实时显示下班车位置信息等功能。上述功能使得调度过程有据可依，并可实现计算机辅助管理。这样不但节约了劳动力，减轻了劳动负担，同时也提高了车辆运行的正班率和服务水平，吸引了大量客流。
基于此．本文提出了一种基于GSM移动通信系统短消息功能的车辆定位、指示以及调度系统，该系统具有结构简单，易于实现，功能强大．使用成本低等优点。

1 系统实现原理
GSM(Global system mobile)数字移动系统是目前国内覆盖广、系统可靠性、话机拥有量的数字移动蜂窝通讯系统。它不但通信范围大、系统运行可靠，而且经济实用、投资少而且易普及．可减少各专用通讯网基站的重复投资建设，且各地监控中心也很容易联网。当前中国移动GSM网是国内大网，依托具有强大数字移动蜂窝通信技术的GSM网作为车辆监控定位系统的无线传输网络可确保传输通道的可靠性。而短消息方式是GSM的一种便捷的数据通信方式。采用GSM的短消息作为智能公交系统的无线传输方式，可选用的通信模块有Siemens公司的TC35等。其具体系统结构如图1所示^[3，4]。

系统的具体操作为：当公交车辆到达站台，且语音报站器同时被按下。系统便通过TC35发送当前到达站点的信息。调度中心以及下一站的智能公交指示系统收到该信息后将加以显示，这样．调度中心以及乘客就可以知道此时该车辆所处的站点，从而使调度中心能够跟踪调度该车辆．同时乘客也可以知道该车辆到达下一站的大概时间。
显然，本文所介绍的智能公交指示系统所利用的就是短消息接收和显示功能。短消息的接收以及内容的提取可由TC35和单片机协同完成，两者可通过RS232串口实现通信。TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块，可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据传输、语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。而显示部分则可由发光二极管完成，功能更为强大的显示单元如液晶显示屏等将在今后继续加以改进。

2 基于TC35的实现方法
TC35模块的功能框图如图2所示，该模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口这六部分组成。作为TC35的，基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号，它涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下。它还可支持FR、HR和EFR语音信道编码。^[5]

本系统主要用到的AT指令为读取以及删除短消息这两条，具体如下^[6]：
条是TC35模块读取短消息的主要命令，其格式是：AT+CMGR=<index>，其中index表示短消息存放的位置。假设要读取第二条短信，则index=2。那么在PDU格式下有：
发送：AT+CMGR=2(读取第二条短信)
回答：+CMGR1，，22
891683108504705F0040D91683165874890F400086040428160220002963F
OK
在TEXT文本格式下：
发送：AT+CMGR=2(读取第二条短信)
回答：+CMGR：“ REC READ” ，“ +8613567884094”，，“06／04／24，18：06：22+00”
OK
整个过程可在串口调试器上显示出来，具体见图3所示。

第二条是删除短消息的命令，其格式是AT+CMGD=<index>，这里，index亦表示短消息储存的位置。例如：
发送：AT+CMGD=3(删除第三条短信息)
回答：OK
通过以上各项指令的测试后即可了解具体收短信的过程。用单片机来控制TC35收取短信息的过程实质上就是发送指令以及如何判断指令发送成功的过程。所以，此部分的重点是对单片机编程。具体过程是先对TC35模块初始化，本设计只需用TEXT文本格式接收就行了，并不需要接收PDU格式的编码(这将作为今后考虑的重点)；接着是对TC35设置新短消息提示命令，以便收到短信时提示短信具体存储在哪个位置。从而方便我们正确收取所需短信的内容：完成这两个步骤后．就可以通过收短信命令来显示SIM卡里的短信内容了。本设计需要考虑这样一个问题：在所使用的SIM卡中。其容量是有一定限度的，而且在短信满的时候，SIM卡将无法收到短信，所以，还应考虑使用短消息来删除命令。即当读取完一条短信内容后立即对该短信进行删除。此外，在本设计的任务中．还需要将该消息的内容正确的显示在发光二极管上面．所以还需要用到一个显示程序。

3 结束语
本文介绍的基于GSM短消息系统的智能公交指示系统具有结构简单、实用性强等特点，非常适合于现代智能公交系统。由于本次设计受到时间和器件的局限。所以作者在这里只是完成了一个简单的智能公交所采用的一些电路原理，若要更深入的研究智能公交。还可以从以下几方面进行改进：
(1)短消息发送内容的多样化。本文的短消息以文字为主，但为了适应信息多样化的特点，今后还应该开发多媒体消息的传送乃至实时视频的发送系统。
(2)显示单元的多样化。可以使用可触摸液晶显示屏、无线LED动态显示模块等多功能显示设备来实现更多的互动功能。
(3)调度中心调度功能的自动化。通过开发相关的调度软件，以便根据实时路况，以及车辆运行等情况来自动调度公交运行，有效提高公交效率。

  

参考文献:

[1]. RS232 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/RS232_585128.html.
[2]. EFR datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/EFR_2339529.html.