基于DSP＋GPS公交收费系统的终端设计

基于DSP＋GPS公交收费系统的终端设计 基于DSP，GPS公交收费系统的终端设计 第23卷第5期 2009年9月 长沙大学 JOURNALOFCHANGSHAUNlVERSITY VOI.23NO.5 Sep.2009 基于DSP+GPS公交收费系统的终端设计 周小明 (广东培正学院计算机系,广东广州510830) 摘要:提出了基于GPS公交车收费系统的终端的设计方法,该设计主要充分利用DSP处理数据速度快的特点;本系统 主要实现3大功能,一是采集坐标信息,利用GPS采集公交车经过的站点位置的经纬度;二是采集非接触式Ic卡用户I2'的信 息,得到IC上的金额,三是将采集到的用户口信息以及位置信息通过GPRS模块传输到服务控制后台,由后台控制中心来处 理乘客在一次坐车中所花费的总费用.为了乘客刷卡的方便,应在每一辆公交车中安装两个这样的系统,一个是安装在车的 前面用来采集乘客上车时的位置信息,以及IC上的金额,另一个是安装在车的后面用来采集乘客下车的位置信息,并这 次乘车所花费的金额以及IC上所剩的金额;本系统可以根据乘客所乘的实际距离来收费,而不是现在公交车单一的收费标 准,使乘坐公交车收费更加合理,更加科学;本系统是在嵌入式系统Linux平台下实现,实用性强,操作简单,扩展功能强. 关键词:GPS;DSP;GPRS;IC卡;嵌入式系统 中图分类号:Tlr311.13;U469.13文献标识码:A文章编号:1008—4681(2009)05—0107—02 在改革开放政策的领导下,发展日渐迅速,带动 了各大城市的蓬勃发展.城市的发展必带动道路的 建设,公交车日益增多,当前城市公交车收费系统普 遍采用乘客乘坐的距离无论有多远,乘坐的收费价 格都是一样的单一收费,对公交公司,乘客都显 示出不合理性.本系统的开发就是以优化公交车对 乘客的收费为目的,可以根据乘客所乘的实际距离 来收费;而不是现有公交车单一的收费标准,使乘客 乘坐公交车收费更加合理,更加科学. 1系统的总体构架 本系统主要实现3大功能,一是采集坐标信息, 利用GPS采集公交车经过的站点位置的经纬度…; 二是采集非接触式IC卡的用户信息,得到用户IC 上所剩金额,三是将采集到的用户口信息以及位置 信息通过GPRS模块传输到服务控制后台,由后台 控制中心来处理乘客在一次坐车中所花费的总费 用;以下分别介绍系统硬件和软件的具体实现功能 结构. 1.1系统的硬件设计 系统硬件结构主体部分(如图1所示),主要包 括SAMSUNG系列的处理芯片DSP(2410B),它是用 来对用户Ic卡上的信息以及GPS坐标信息的处 理,并能够把这些信息通过LCD显示出来以及通过 GPRS芯片传送给总的控制后台;Royahek系列GPS 模块REB3310,是用来采集公交车站点的位置坐标 信息,主要用来统计乘客实际乘坐的距离;Wavecom 系列gsm/gprs模块Q2403A,主要把用户在上下车 时的站点坐标信息以及Ic卡上的信息发送到后台 控制中心进行处理,并及时把处理的结果发送给公 交车控制系统;上海华虹系列的非接触式IC卡模块 HC1701是用来读取用户的信息,LCD主要是用来 显示当前公交车在电子地图中的位置,以及刷卡时 用户的基本信息.另外本系中还有MEMORY设计 是用来存储信息的,它分为SDRAM,NANDFLASH, NANDFLASH主要是用来启动系统,存放BOOT程 序的,POWER设计是用来设计系统所需要的电源. 莹器黛强 :誉璧 __]薄粪一 图I系统硬件结构主体设计图 1.1.1ic(HC1701)设计 本系统采用上海华虹集成电路公司开发的 SHC1701RF读写模块【2J.它主要由射频和 SHCI501大规模集成电路构成,共同安装在PCB板 上,同时安装屏蔽罩,可完成读写器与IC卡之间的 各种交互功能,包括调制/解调,加密/解密,认证,读 写,加/减等,并具有同微处理器的接口. 1.1.2GPS(REB3310)设计 收稿日期:2009—04—28 作者简介:周小明(1975一),男,湖南怀化人,广东培正学院计算机系助教,硕士.研究 方向:嵌入式与图象. 108长沙大学2009年9月 GPS模块REB3310接收语句的输入,输出是通 过RS一232串行接口完成,符合美国国家海洋电子 协会制定的NMEA一0183通信标准_3].其通信 端口的数据格式应该设置为8个数据位,1个起始 位和1个停止位;无奇偶校验;波特率为4800b/s. $GPRMC语句 本系统选用了RMC记录语句.一条 包含l3个记录:语句标识头,世界时间,定位状态, 纬度,纬度方位,经度,经度方位,地面速度,地面路 线,日期,磁偏角,校验和结束标记,它一共占用7O 字节(其中还包括用于分隔记录所使用的11个逗 号). 例女口:$GPRMC,161229.487,A,3723.2475,N, 12158.3416,W,0.13,309.62,120598,,:lc10 1.1.3GPRS(Q2403A)设计 GPRS模块选用Wavecom公司推出的Q2403A. 该模块支持900/1800MHz两种频带,其数据下载速 率可达53.6khps,上传速率可达26.8kbps.其相关 的性能指标如表1所示.它与DSP之间采用标准的 串行口进行通信,通信的最高波特率可以达到115 200b/s.GSM模块与SIM卡之间主要通过SIMCLK 和SIMDATA信号线进行数据通信.模块的I/O接 口的逻辑电平是3V,当它与DSP($3C2410)微控制 器串口通信时,不需要进行电平转换.在设计PCB 时要注意,为了提高稳定性,GSM模块和SIM卡座 的引脚之间的距离不要超过20cm.此外,为达到最 佳效果,应在SIM支架下敷铜,敷铜与SIM卡的 GND引脚相连. 表1Q24o3A相关的主要性能 标准900MHzClass4(2W),1800MHzClassl(1w) … 串行接1:IRS232V.24/V.28自动波特率功能,基于 一一GSM07. 05&07.07及V.25的AT指令集 M0一移动台呼叫点对点短信息业务,MT一移动台 短消息被呼叫点对点短信息业务,Text&PDU格式点对点 蜂房广播短信息业务 数据异步2400,4800,9600b/s透明和不透明模式 1.2系统的软件设计 系统的软件分为两个部分,第一部分为安装在 车前面的系统用于乘客上车时采集乘客IC卡信息, 并把当前的位置信息一起传输给后台控制中心,程 序流程图(如图2所示);第二部分为安装在车后面 的系统用于乘客下车时采集乘客的信息以及下车时 的位置信息并把这些信息传送给后台,由后台控制 中心处理乘客当次乘车所花费的费用,并把处理结 果传输过来提醒乘客当次乘车所花费的费用以及 IC卡上的所剩金额,程序流程图(如图3所示): 图2车前部系统程序流程图 2结语 图3车后部系统程序流程图 本系统对当前公交车收费系统的现状及发展趋 势进行了讨论,研究设计了基于DSP+GPS的智能 公交车收费系统.它有效地改善当前公交车收费不 合理的情况,可以根据乘车的实际距离来收费,从而 使公交车收费更加科学,人性化. 参考文献: [1]张凤举,等."GPS"定位技术[M].北京:北京煤炭工业 出版社.1997. [2]朱兆优,等.非接触Ic卡应用系统设计计算机自动测 量与控制[J].2001,9(5):24—26. [3]罗惠谦,等.基于ARM的GPS车载监控的研究与实现 [J].中国水运,2006,7(6):60—61. [4]金小萍.使用单片机实现GPRS通信小系统的研究[J]. 电子工程师,2007,(7):58—61. (责任编校:化石)