基于XBee Pro RF模块实现智能公交系统的设计方案

前言

伴随着中国经济发展的快速发展趋势，大城市的经营规模在不断发展，尤其是各种各样代步工具的提高更快速，进而使城市公共交通要求与提供的分歧日益突显，而只靠扩张公路交通基础设施建设来减轻分歧的作法已难以为继。在这样的情况下，智慧公交系统软件（Advanced Public Transportation Systems，APTS）也就应时而生，而且变成近些年中国科学研究的网络热点。在智慧公交系统软件所涉及到的各种各样工艺中，无线通信技术性尤其引人注意。而ZigBee做为一种新型的短路线、低速度的无线通信技术，也是获得了更加普遍的关心和运用。现阶段市場上也出現了很多与ZigBee有关的各类商品，在其中，较为有竞争优势的ZigBee解决方法关键有下边几类：

（1） Freescale：MC1319X服务平台；

（2） Chipcon：SoC解决方法CC2430；

（3） Ember：EM250ZigBee系统软件芯片及EM260网络处理器；

（4） Jennic的JN5121集成ic；

通过市场调查，发觉Freescale的MC1319X服务平台功能损耗低、质优价廉、硬件配置处理速度高，便捷二次开发，微波射频通信系统的可靠性高。因此，在文中的制定中采用了MaxStream企业与ZigBee兼容的以Freescale MC1319x主板芯片组为关键的XBee Pro RF控制模块。下边关键详细介绍Xbee Pro的特点、插口运用、实际操作方式及其在智慧公交wifi网络中的运用。

1 XBee Pro控制模块的特点与插口

XBee控制模块的基本上技术参数如下所示：

（1）推送输出功率：100 mW；

（2）接收机灵敏度：-92 dBm；

（3）房间内传送间距为100 m，户外传送间距为1500m；

（4）RF数据信息传输速度为250 kbps；

（5）在3.3 V开关电源下，推送电流量为215 mA，接受电流量为55 mA：

（6）在互联网特性层面，具备DSS（立即编码序列扩频通信）作用，可以构成对等网、点到点及点对多一点互联网，具备12个APP可选择的立即编码序列无线信道，每一个无线信道有65 000个可以用IP地址。

XBee Pro控制模块体型小，功能损耗低，插口简易，非常容易应用，十分适用低数据速率的短路线通讯运用，尤其是无线网络传感器网上的设计方案运用。XBeePro控制模块还给予有完全免费X-CTU检测APP便于可以轻轻松松检测和配备互联网。该控制模块还能够根据在线下载该企业全新的固定件（Firmware），使客户在应用原来硬件配置控制模块的根基上，得到全新的作用，进而为设计方案保证了很大的灵敏性。

图1所显示是XBee Pro控制模块的管脚图。Xbee Pro有20个管脚。在其中管脚中的VCC、GND、DOUT及DIN用以与RS232插口的线路板管脚联接。VCC管脚是开关电源管脚，范畴为2.8～3.4 V；GND为地管脚；DIN管脚数据信号方位为键入，做为UART的数据信息键入，通常与CPU的UART协调器TX相接；DOUT管脚数据信号方位为导出，做为UART数据信息导出，通常与CPU的UART协调器RX相接。MaxStream企业公布的fimrwaer版本号暂不兼容管脚ADO-AD5、DIO0-DIO7及其DO8的作用。

在XBee Pro控制模块中集成化有一个UART插口，其构造如下图2所显示。

当串行通信数据信息根据DIN管脚进到XBee Pro控制模块后，数据信息会先储存在DI油压缓冲器中，直到被发送器根据无线天线推送出来；当无线天线接受RF数据信息后，读取数据则先进到DO油压缓冲器，随后再串行通信送进服务器中。在一定情况下，控制模块很有可能没法马上解决串位接受缓存中的数据信息，这个时候就要用到CTS流控为此来防止因很多串行通信数据信息输入而导致接受缓冲溢出的问题。XBee Pro控制模块可以根据UART插口立即与控制板的UART接口相连，其硬件配置插口比较简单好用。

2 XBee Pro控制模块的使用方式

XBee Pro有时间方式、接受方式、推送方式、睡眠模式和命令模式等5种实际操作方式，如下图3所显示。每一种实际操作方式都是有全透明方法和运用第三方接口（API）方法二种实际操作方法。当工作中在全透明方法时，控制模块可具有取代串口线的功效，并以字节数为企业来解决各种各样信息内容；当工作中在API方法下，全部出入控制模块的数据信息均被包括在界定控制模块的实际操作和事件的帧构造中。本设计方案选用API实际操作方法。

API实际操作规定控制模块中间选用一种结构型的插口（数据信息根据一种界定好编码序列的帧来互动通讯来开展通讯）来开展通讯。与此同时API要求了根据串口通信数据帧怎样发指令、指令回应及其控制模块情况信息内容的传输与接受。

3 XBee Pro控制模块在智慧公交系统软件中的运用

在站牌处通常会出现几辆车公共汽车与此同时抵达，一个站牌相匹配几辆车公共汽车，合适应用星状网走线互联网。但为了确保互联网的稳定性，当公交车站牌外的安全通道堵塞时，可以根据其他公共汽车路由器连接点分享到站牌，本设计方案选用网状（Mesh）网实体模型。可将遍布在公交车线路上的电子器件站牌配备为融洽器，而将抵达的公共汽车配备为无线路由器。当站牌上ZigBee网络融洽器挑选一个无线信道和PAN ID并运作时，便创建了一个ZigBee本人局网（PAN）。一旦融洽器已运行PAN，便可容许无线路由器和智能终端结点添加PAN。无线路由器添加PAN时，将接到一个16位的IP地址，而且可以推送和接受来源于PAN内其它机器设备的数据信息。PAN融洽器的IP地址一直0。因为站牌上ZigBee控制模块的互联网MAC地址是唯一的，可以根据MAC地址向站牌发送短信。

公共汽车抵达站牌后，依据站牌的MAC地址将日期、時间、车牌号、公交车线路、车里总数、行车方位等信息内容发送至公交电子站牌。公共汽车ZigBee控制模块推送方式的API帧构造界定如下图4所显示。

为完成靠谱的传送，当公共汽车传输信息内容给公交电子站牌的要求进行后，务必获得公交电子站牌的信息内容确认信息，因而还要获得公交电子站牌感恩回馈给公共汽车的推送情况信息内容。这一信息内容将强调数据是不是被取得成功推送。假如推送不成功就务必再次推送公共汽车的信息内容，直到发送成功。图5为TX的情况帧构造。在其中的Bytes 9强调了传输情况信息内容，Bytes6、7为接受控制模块的16位IP地址。

公交电子站牌ZigBee控制模块接受方式的API帧构造界定如下图6所显示。

可以根据XBee Pro控制模块给予的配备APPX-CTU来开展指令主要参数的配备，还可以根据键入“ ”进到命令模式来开展配备。XBee Pro控制模块的指令文件格式如下所示：

AT ASCIlI码指令空格符主要参数（可选）回车键

表1列出是对公交电子站牌终端设备的ZigBee控制模块开展的基本参数。

公共汽车的ZigBee控制模块须设定为无线路由器（Rooter）方式，而且应确保安全通道和PAN ID与公交电子站牌设定同样。通过检测，该系统软件运作平稳。

4结语

文中详细介绍了MaxStream企业与ZigBee／IEEE802.15.4协义兼容的Xbee Pro控制模块的使用性能特性以及在智慧公交系统软件无线通信中的运用。现阶段，该企业公布的对于Xbee Pro控制模块的网状网firmware版本，大大的加强了其组网方案作用。伴随着ZigBee技术性的普及化，Xbee Pro控制模块也将在无线网络传感器互联网中获得更普遍的运用。

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