本發(fā)明屬于公共智能交通電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化的智能電子公交站牌。

背景技術(shù)：

隨著城市經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展，城市交通問題日趨突出。為了滿足日益增長的出行需求，近年來城市公交發(fā)展迅速，通過增開車線，基本上能滿足廣大市民的需求。但這僅僅是一個方面，現(xiàn)代化大都市對現(xiàn)代化公共交通系統(tǒng)的需求越來越迫切。因此加強運營調(diào)度指揮系統(tǒng)建設，增強對大型活動的調(diào)度能力和突發(fā)事件的應變能力，顯得越來越重要。

公交車調(diào)度系統(tǒng)中的電子顯示站牌，能夠顯示車輛實時信息，為乘客提供必須的乘車信息。例如，現(xiàn)在還有沒有公交車，距離本站多遠，大約需要多長時間車輛到達本站等，使乘客出行、乘車、等車都能做到心中有數(shù)，合理安排時間，提高辦事效率，從而為市民提供更加人性化的公交運營服務，降低社會成本，使得社會效益和經(jīng)濟效益能夠雙贏。

目前的智能公交站牌大多是通過液晶屏顯示，可查看部分路線公交車與本站之間的距離，或者可通過某些手機軟件APP查看公交車在路上的位置。然而這些方便掌握公交車實時狀況的手段卻并不直觀，對于經(jīng)常乘坐公交車的老人小孩來說這類查詢手段也并不方便。如果在公交車站牌上能夠非常直觀地顯示某路公交車車輛所處位置以及該路線不同路段的擁堵情況，將有利于乘客根據(jù)路況選擇適合的出行路線并及時調(diào)整。

雖然市面上也出現(xiàn)了一些可以顯示公交車位置的智能公交站牌，只是只有少量的路線采用了這種公交站牌，沒有大面積推廣應用。原因在于不同的線路，公交車站數(shù)量不一樣，因而要對不同線路進行電路定制，當要更改公交線路和增減公交車站時，電路又要重新定制，很是麻煩，實行起來成本也很高，使得公交公司不愿意大面積推廣應用。因此需要提出一種容易日后維護的，低成本的智能公交站牌的方法來解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種模塊化的智能電子公交站牌，便于在公交車站的站牌上直觀的顯示車輛所處位置和路況，可以有效降低日后變更、修維的成本，同時提高大家乘坐公交車的熱情。

一種模塊化的智能電子公交站牌，由站牌主機模塊、公交站名模塊、路名字符模塊、票價模塊、工作時間模塊以及下一站模塊依次通過通信總線串聯(lián)組成；其中：所述的站牌主機模塊通過通信總線與其它各模塊進行通信，為其它模塊分配通信地址，識別其它模塊的類型并控制其它模塊的顯示狀態(tài)；所述的公交站名模塊用于顯示本路公交車所途經(jīng)的其中一個公交站名，同時定位顯示當前公交車是否在本站以及站與站之間道路是否擁堵，其個數(shù)由本路公交車途經(jīng)的公交站個數(shù)而定；所述的路名字符模塊用于組合顯示公交車的線路編號；所述的票價模塊用于顯示本路公交車的票價；所述的工作時間模塊用于顯示本路公交車首班車與末班車的發(fā)車時間；所述的下一站模塊用于顯示本路公交車即將駛向的下一公交站的站名。

所述的下一站模塊、工作時間模塊、票價模塊、路名字符模塊以及公交站名模塊均包含有通信總線電路、ID號存儲電路以及顯示部件。

所述的顯示部件采用積木塊印刷的形式顯示其所在模塊的相關(guān)信息(如公交站名、線路編號、票價、工作時間、下一公交站名)。

所述的通信總線電路包括上行通信接口、減法器、比較器、下行通信接口、切換邏輯電路以及控制器；其中，所述的上行通信接口和下行通信接口分別為連接上下模塊的電路接口且均擁有兩路總線：一路是單向的地址總線，用于模塊尋址；另一路是雙向的數(shù)據(jù)總線，用于雙向數(shù)據(jù)通信；

上行通信接口的地址總線輸出地址A0給所述的減法器，減法器減去數(shù)字1后，得到地址A1，緊接著將地址A1傳輸給下行通信接口的地址總線；上行通信接口的地址總線輸出的地址A0同時還給所述的比較器，比較器將地址A0與數(shù)字0進行比較，當?shù)刂稟0等于數(shù)字0時，切換邏輯電路把上行通信接口的數(shù)據(jù)總線與控制器的數(shù)據(jù)總線連通，這樣當前模塊就被選中，且可以與所述的站牌主機模塊進行通信；當?shù)刂稟0不等于數(shù)字0時，切換邏輯電路把上行通信接口的數(shù)據(jù)總線與下行通信接口的數(shù)據(jù)總線電路連通，這樣當前模塊就沒被選中，所述的站牌主機模塊接著尋址下一個模塊。

所述的站牌主機模塊包括CPU、服務器通信接口以及通信總線電路，該通信總線電路只包含有下行通信接口；當前模塊通過下行通信接口與下一模塊的上行通信接口對接，使得所有模塊被連成一串，站牌主機模塊即可以通過通信總線給串上的每一個模塊分配通信地址并進行雙向數(shù)據(jù)通信；站牌主機模塊從下行通信接口的地址總線上輸出地址每經(jīng)過一個模塊，地址就會被所經(jīng)過模塊上的減法器減去1，當?shù)刂繁粶p至0時，則當前模塊就會被選中，與站牌主機模塊相鄰的公交站名模塊地址總被分配為0，沿著成串的模塊地址依次為0、1、2、3、4、5…，就此即實現(xiàn)了通信地址的自動分配功能。

所述的ID號存儲電路用于存儲其所在模塊的ID號以及相關(guān)信息(如公交站名、線路編號、票價、工作時間、下一公交站名)。

當站牌主機模塊給其他各模塊分配了通信地址后，就可以與其他模塊進行通信，從而讀取其他模塊ID號存儲電路中的信息；當站牌主機模塊從其他模塊ID號存儲電路中讀取到模塊的ID號后，就能夠識別該模塊屬于哪一類模塊。

當站牌主機模塊識別出當前模塊為公交站名模塊之后，從該模塊ID號存儲電路中讀取該模塊所顯示的公交站名，當把所有公交站名讀出之后結(jié)合分配給各公交站名模塊的通信地址，在站牌主機模塊的CPU中就形成此路公交車的公交站名列表，該列表中公交站名的次序與自動分配給各公交站名模塊的通信地址次序是一樣的；

當站牌主機模塊識別出當前模塊為路名字符模塊之后，從該模塊ID號存儲電路中讀取該模塊所顯示的一位字符，當把所有字符讀出之后結(jié)合分配給各路名字符模塊的通信地址，站牌主機模塊的CPU就能夠自動識別了此路公交車的線路編號；

當站牌主機模塊識別出當前模塊為票價模塊之后，從該模塊ID號存儲電路中讀取該模塊所顯示的票價信息，站牌主機模塊的CPU就能夠自動識別了此路公交車的票價；

當站牌主機模塊識別出當前模塊為工作時間模塊之后，從該模塊ID號存儲電路中讀取該模塊所顯示的工作時間信息，站牌主機模塊的CPU就能夠自動識別了此路公交車的工作時間；

當站牌主機模塊識別出當前模塊為下一站模塊之后，從該模塊ID號存儲電路中讀取該模塊所顯示的下一公交站名，站牌主機模塊的CPU就能夠自動識別了此路公交車即將駛向的下一公交站的站名；

站牌主機模塊的CPU把識別出來的關(guān)于公交站名列表、線路編號、工作時間、票價、本站以及下一站的公交站名的信息通過服務器通信接口上報給服務器校對，服務器就可以發(fā)現(xiàn)此公交站牌是否有拼接錯誤，并提示工作人員及時更改。

所述的公交站名模塊還包括有車定位顯示電路和路況顯示電路；所述的車定位顯示電路具有三種顯示狀態(tài)：無車到站狀態(tài)、將要到站狀態(tài)以及有車到站狀態(tài)，且這三種顯示狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系是單向的，即無車到站狀態(tài)可轉(zhuǎn)換至將要到站狀態(tài)，將要到站狀態(tài)可轉(zhuǎn)換至有車到站狀態(tài)，有車到站狀態(tài)可轉(zhuǎn)換至無車到站狀態(tài)；由站牌主機模塊根據(jù)服務器的相關(guān)信息觸發(fā)對應公交站名模塊的車定位顯示電路進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換；

所述的路況顯示電路也具有三種顯示狀態(tài)：暢通狀態(tài)、擁堵狀態(tài)以及嚴重擁堵狀態(tài)，且這三種顯示狀態(tài)可以相互轉(zhuǎn)換；由站牌主機模塊根據(jù)服務器的相關(guān)信息觸發(fā)對應公交站名模塊的路況顯示電路進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

所述的路名字符模塊還包括有字符閃爍電路；所述的字符閃爍電路具有三種顯示狀態(tài)：本站無車狀態(tài)、本站將要到車狀態(tài)以及本站有車狀態(tài)，且這三種顯示狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系是單向的，即本站無車狀態(tài)可轉(zhuǎn)換至本站將要到車狀態(tài)，本站將要到車狀態(tài)可轉(zhuǎn)換至本站有車狀態(tài)，本站有車狀態(tài)可轉(zhuǎn)換至本站無車狀態(tài)；由站牌主機模塊根據(jù)服務器的相關(guān)信息觸發(fā)所有路名字符模塊的字符閃爍電路進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

所述的智能電子公交站牌還包括有站牌框架，其用于固定智能電子公交站牌中的各功能模塊。

所述的字符閃爍電路、車定位顯示電路以及路況顯示電路均通過LED實現(xiàn)。

本發(fā)明將普通公交站牌改成帶電路板的公交車站牌，采用積木拼接方式，公交站牌上每個公交站名、公交線路信息、下一站站名信息、工作時間信息、票價信息等都作為一個個小積木，根據(jù)公交線路實際需要拼接成整體公交站牌。當公交車線路調(diào)整，需要調(diào)整部分站點信息時，可以通過只更換相應的模塊，而不需要更改整塊公交車站牌；同時在沒電的情況下或者是在電路損壞的情況下，就是一塊普通的公交站牌也能使用。同時，本發(fā)明通過以上模塊化標準化的設計，可以有效降低日后變更、修維的成本，同時提高大家乘坐公交車的熱情。

附圖說明

圖1為本發(fā)明公交站牌積木模塊的組成示意圖。

圖2為本發(fā)明公交站牌的模塊連接及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為車定位顯示電路的顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

圖4為路況顯示電路的顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

圖5為字符閃爍電路的顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

圖6為通信總線電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為通信地址自動分配的原理示意圖。

圖8為本發(fā)明站牌上電時模塊自動識別和查錯的流程示意圖。

具體實施方式

為了更為具體地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明模塊化的智能電子公交站牌，包括站牌主機模塊105、空白模塊106、公交站名模塊107、路名字符模塊101、票價模塊102、工作時間模塊103、下一站模塊104以及站牌框架模塊108；其中：

站牌主機模塊105可以同公交站名模塊107、路名字符模塊101、票價模塊102、工作時間模塊103以及下一站模塊104進行雙向通信。

公交站名模塊107只顯示本路公交車途經(jīng)的其中一個站名，所以公交站名模塊107的數(shù)量同本路公交車所途經(jīng)的公交站數(shù)量相等。

站牌框架模塊108是用來固定站牌主機模塊105、空白模塊106、公交站名模塊107、路名字符模塊101、票價模塊102、工作時間模塊103以及下一站模塊104。

空白模塊106是在當本路公交車所途經(jīng)的公交車站少于公交站牌能顯示的公交站的最大數(shù)量時，用空白模塊106來填補。

路名字符模塊101只能顯示公交車路名的其中一個字符，所以公交車路名中有幾個字符，就有幾個路名字符模塊101。

票價模塊102用來顯示本路公交車的票價；工作時間模塊103用來顯示本路公交車首班車與末班車發(fā)車時間；下一站模塊104用來顯示本路公交車即將駛向的公交車站站名。

圖2所示了模塊之間的連接及模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)。站牌主機模塊105內(nèi)含通信總線電路211、服務器通信接口213和CPU 212。通信總線電路211內(nèi)含下一模塊通信接口，通過此接口可以同其它模塊進行電氣上的連接，CPU 212是指微處理器電路，CPU 212通過服務器通信接口213同遠處的服務器214進行通信。

公交站名模塊107內(nèi)含通信總線電路201、車定位顯示電路208、路況顯示電路209、ID號存儲電路203以及站名顯示部件210。ID號存儲電路203保存的信息包括公交站名模塊107的ID號和公交車其中一個站名信息。站名顯示部件210采用積木塊印刷，在通電和斷電的情況下都能顯示公交車其中一個站名信息。

如圖3所示，車定位顯示電路208有三種顯示狀態(tài)：無車到站狀態(tài)301、將要到站狀態(tài)302、有車到站狀態(tài)303；無車到站狀態(tài)301表示公交車離本模塊站名顯示部件210所顯示的車站很遠；將要到站狀態(tài)302表示公交車離本模塊站名顯示部件210所顯示的車站很近了；有車到站狀態(tài)303表示有公交車到達了本模塊站名顯示部件210所顯示的車站，三種顯示狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系單向的，無車到站狀態(tài)301可轉(zhuǎn)換到將要到站狀態(tài)302，將要到站狀態(tài)302可轉(zhuǎn)換到有車到站狀態(tài)303，有車到站狀態(tài)303可轉(zhuǎn)換到無車到站狀態(tài)301，狀態(tài)轉(zhuǎn)換是由站牌主機模塊105控制。

如圖4所示，路況顯示電路209有三種路況顯示狀態(tài)：暢通狀態(tài)401、擁堵狀態(tài)402、嚴重擁堵狀態(tài)403，這三種狀態(tài)在站牌主機模塊105控制下可以相互轉(zhuǎn)換。因此整條線路上的路況信息就能清楚地顯示在本公交站牌上，使的乘坐公交車的乘客能對將要乘坐公交車的時間做到心中有數(shù)。

路名字符模塊101內(nèi)含路名字符顯示部件207、ID號存儲電路203、通信總線電路201以及字符閃爍電路206。ID號存儲電路203保存的信息有路名字符模塊101的ID號和路名中的其中一個字符信息；路名字符顯示部件207采用積木塊印刷，在通電和斷電的情況下都能顯示路名中的其中一個字符信息；路名是指公交車的名字。

如圖5所示，字符閃爍電路206具有三種顯示狀態(tài)：本站無車狀態(tài)501、本站將要到車狀態(tài)502、本站有車狀態(tài)503；本站無車狀態(tài)501是指沒有車到達本公交車站，或者指離本站的公交車還很遠；本站將要到車狀態(tài)502是指有公交車離本站很近了；本站有車狀態(tài)503是指本站有公交車到站了。三種顯示狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系單向的，只能是從本站無車狀態(tài)501轉(zhuǎn)換到本站將要到車狀態(tài)502，由本站將要到車狀態(tài)502轉(zhuǎn)換到本站有車狀態(tài)503，由本站有車狀態(tài)503轉(zhuǎn)換到本站無車狀態(tài)501；狀態(tài)轉(zhuǎn)換是由站牌主機模塊105控制。

票價模塊102內(nèi)含ID號存儲電路203、通信總線電路201以及票價顯示部件202；ID號存儲電路203保存的信息有票價模塊102的ID號和票價信息；票價顯示部件202采用積木塊印刷，在通電和斷電的情況下都能顯示本路公交車的票價信息。

工作時間模塊103內(nèi)含ID號存儲電路203、通信總線電路201以及時間顯示部件203；ID號存儲電路203保存的信息有工作時間模塊103的ID號和工作時間信息；時間顯示部件203采用積木塊印刷，在通電和斷電的情況下都能顯示本路公交車的工作時間信息。

下一站模塊104內(nèi)含ID號存儲電路203、通信總線電路201以及下一站顯示部件204；ID號存儲電路203保存的信息有下一站模塊104的ID號和下一站站名信息；下一站顯示部件204采用積木塊印刷，在通電和斷電的情況下都能顯示下一站站名信息。

通信總線電路211內(nèi)含一個下行通信接口215，通信總線電路211同通信總線電路201通信時有主從關(guān)系，通信總線電路211是主發(fā)起方，通信總線電路201是被動響應方。

如圖6所示，通信總線電路201內(nèi)含下行通信接口217、一個為上行通信接口216、地址減法器601、地址比較器602、切換邏輯603和本模塊控制器604；其中：下行通信接口217和上行通信接口216各有兩條總線，一條向外輸出的地址總線，一條是可以雙向通信的數(shù)據(jù)總線。上行通信接口216通過地址總線輸出地址A0給減法器601進行減法運算得到地址A1，然后把地址A1輸給下行通信接口217的地址總線。地址A0同時也輸給地址比較器602進行比較，比較器602同數(shù)字0進行比較，結(jié)果去控制切換邏輯603，當?shù)刂稟0等于0時，切換邏輯603把上行通信接口216的雙向數(shù)據(jù)總線同本模塊控制器604的雙向數(shù)據(jù)總線連起來，使得上行通信接口216同本模塊控制器604可以進行雙向通信。當?shù)刂稟0不等于0時，切換邏輯603把上行通信接口216的雙向數(shù)據(jù)總線同下行通信接口217的雙向數(shù)據(jù)總線連起來，使得上行通信接口216同下行通信接口217可以進行雙向通信。

圖6所示的減法器601，在本實例說明中是與數(shù)字1相減，只是為了方便說明，此減法器也可以同其它數(shù)字相減，因而同其它數(shù)字相減也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。圖6所示的比較器602為了方便說明，只是用A0同數(shù)字0進行比較，也可以用A1同數(shù)字0進行比較，當然也可以同除了數(shù)字0以外的其它數(shù)字進行比較，因而這種情況也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

圖7所示站牌主機模塊105的尋址原理，站牌主機模塊105發(fā)出來的地址A₁每經(jīng)一個模塊都會減去1，所以A₂＝A₁-1，A₃＝A₂-1，同理A_n＝A_n-1-1。很快可以得出，除了站牌主機模塊不分配地址外，模塊A_n的地址就為n-1。

因而緊臨站牌主機模塊的模塊地址總被分配為0，沿著成串的模塊地址依次為0，1，2，3，4，5--------這樣成功實現(xiàn)了通信地址的自動分配功能。

圖8為站牌上電時模塊自動識別和查錯流程圖。公交站名模塊107、路名字符模塊101、票價模塊102、工作時間模塊103以及下一站模塊104內(nèi)部都有ID號存儲電路203。ID號存儲電路203除了用來保存模塊的識別ID號外，還可以保存路名字符，票價，工作時間，下一站，公交站名等信息。具體流程如下：

S01站牌主機模塊105給各個模塊分配了通信地址，即分配模塊的通信地址，就可以同各模塊進行通信，從而讀取ID號存儲電路203里各自的信息。

S02當站牌主機模塊105從ID號存儲電路203中讀取模塊ID號后，就可以識別此模塊是屬于哪一類模塊，即讀取模塊ID號，識別模塊的類型。

S03讀取所有公交站名模塊所顯示的公交站名信息，從公交站名模塊105中的ID號存儲電路203里讀取站名信息。

S04以分配的通信地址為序形成一張公交線站名列表，按照步驟S01分配的通信地址，把所有的公交站名模塊107按各自的通信地址大小為序排列，就形成一張公交線站名列表。

S05讀取下一站模塊的下一站是什么公交站，從下一站模塊104中的ID號存儲電路203里讀取下一站信息。此步可以同步驟S03同時進行。

S06結(jié)合站名列表就可以知道本站是什么公交站，從步驟S05中得到的下一站公交站信息同步驟S04得到的公交線站名列表，就可以得出本站的公交站是列表中的哪一站。

S07讀取票價模塊的票價信息，從票價模塊102中的ID號存儲電路203里讀取票價信息；此步可以同步驟S03同時進行。

S08讀取工作時間模塊的公交車工作時間，從工作時間模塊103中的ID號存儲電路203里讀取公交車工作時間信息；此步可以同步驟S03同時進行。

S09讀取所有路名字符模塊的路名字符信息，從路名字符模塊101中的ID號存儲電路203里讀取路名字符信息；此步可以同步驟S03同時進行。

S10以分配的通信地址為序把路名字符組合得到公交車路名，按照第一步分配的通信地址，把所有的路名字符模塊101按各自的通信地址大小為序排列，組合得到公交車路名。

S11把識別出來的信息發(fā)給服務器進行校對和注冊，把識別出來的公交站名列表、工作時間、票價、本站的公交站站名等信息通過服務器通信接口213上報給服務器214校對和注冊，服務器214就可以發(fā)現(xiàn)此公交站模塊有沒有拼接錯誤，并提示工作人員及時更改。

S12判斷是否有錯誤，服務器214對站牌主機模塊上發(fā)的站牌模塊信息進行校對，沒有錯誤，站牌上電時模塊自動識別和查錯流程就結(jié)束；有錯誤，轉(zhuǎn)到步驟S13。

S13模塊重新拼接，站牌各模塊只能重新拼接，拼接好后，重新進行站牌上電時模塊自動識別和查錯流程。

上述對實施例的描述是為便于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對上述實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。