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1、毕 业 设 计毕业设计题基于RFID昆明10路公交智能调度管理方案设计 毕业设计类型产品设计 工艺设计 方案设计 姓名 班级 所属系部 物流信息系 专业 物流信息技术 指导教师 职称 完成时间 摘要摘要: 射频识别技术（RFID）是近几年发展起来的前沿技术，RFID射频识别电子标签技术被称为影响未来的十大IT项目之一，广泛地应用于各行各业。比如商业自动化、交通管理、物流管理等。目前智能公交调度中存在着设备定位不准，无法实时采集数据等问题，结合当前公共交通的特点，提出一种新颖的基于RFID 技术的智能公交调度系统设计方案。RFID技术克服了公交车辆对GPS的依赖，实现了一个集数据采集、数据存储、
2、数据分析于一体的应用创新系统，使公交调度系统更加准确、智能。关键词：RFID；IT；智能公交调度；创新；智能。目录引言1第1章 智能交通简介21.1 RFID自动识别技术21.2 智能交通系统背景21.3 昆明公交管理背景31.4 昆明公交智能调度管理现状与分析3第2章 昆明RFID公交智能调度系统工作原理与目标52.1公交智能调度系统工作原理与目标52.2昆明公交智能调度系统优点5第3章 昆明10路公交智能调度系统结构设计73.1昆明10路公交智能调度系统软件设计73.2昆明10路公交智能调度系统各处管理的设计153.3昆明10路公交智能调度系统工作流程设计21第4章 昆明10路公交智能调度
3、系统具有的效益224.1 社会效益224.2 经济效益224.3 硬件设备选型与预算23总结25致谢26参考文献27引言城市的发展、经济的繁荣、人口的增多，使人们的社会生活和经济生活日益丰富，由此对交通的要求也越来越高。交通问题一直是与老百姓的生活联系最为紧密的问题，生活的“衣食住行”中，“行”的好坏跟城市的整体发展水平密切相关，这也是衡量国家经济发展水平高低的重要指标。近20年来，随着我国城市建设速度的加快，城市交通需求量也日益增大。尽管私家车、出租车比重呈现逐年上升的趋势，但公共交通依旧是市民出行的最主要手段。公共交通在我国城市交通中占有重要的地位，如何改善目前的公交管理、提高公交运营效率
4、，成为公交系统面临的主要问题1。目前我国的公交车辆面临着不少亟待解决的问题。运行的数据采集、合理的调度、线路的布局等都有待通过信息化程度加以提高。因此，使用准确而高效的智能公交调度系统，为管理部门和政府决策机构提供快捷的监督管理工具和详实完整的信息，将是公共交通发展的关键。因而加强公交调度系统各处的管理和总体调度能更好的解决目前公交面临的问题。RFID智能公交调度系统能很好的解决这些问题，并且还能帮助政府部门实现对公交车整体运行状况的有效管理和总体规划，从而推动城市公交系统为居民生活带来更多便利。27第1章 智能交通简介1.1 RFID自动识别技术在信息系统早期，相当一部分数据的处理都是通过人
5、工手工录入的，这样不仅数据量十分庞大，而且数据误码率较高，也失去了实时的意义。为了解决这些问题，人们研究了各样的自动识别技术（AIT），将人们从不精确的手工劳动中解放出来，提高系统信息的准确性，从而为生产及决策制定提供了正确的参考依据2。自动识别技术可以说是高度自动化的信息和数据采集技术，近年来在全球范围内得到了迅速发展，初步形成了一个包括条码技术、磁卡磁条技术、IC卡技术、射频技术等集计算机、通信等为一体的高技术学科3 。其中，射频识别(RFID)技术是一种利用射频信号、无线的、非接触的自动识别技术，是近几年发展起来的前沿科技。1.2 智能交通系统背景随着21世纪数字化时代的到来，基于全球信
6、息化的发展，RFID技术处于上升时期，引起多国家重视。但没有正式的RFID产品标准，已成制约RFID发展的重要因素之一。目前，RFID存在两个技术标准阵容美国Auto-IDCenter，日本UbiquitousIDCenter(UID)4。RFID技术在国外的发展相当成熟，已普及多领域，如服务、后勤等；而在我国起步较晚，应用领域小，但在北京奥运会上史无前例的使用了RFID，为RFID技术在中国注入了强心剂5，随后在上海世博会等广泛使用。相信不久后，我国射频识别技术会有大发展。1.3 昆明公交管理背景随着我国经济的快速发展，智慧城市政策的试行，未来的交通是智能化的交通，而智能交通系统是一个综合性
7、系统，智能化交通管理，符合目前现代化大城市发展。作为昆明城市重要窗口的公共交通成为公众衡量昆明发展的参照点，体现着昆明的形象，也和每位市民相关。目前昆明公交调度中使用GPS来定位，GPS在车载方面的应用已经较成熟，具有全天候、高精度、自动化等优点。但昆明市区高层建筑林立，高架路桥密集，但GPS在碰到高层建筑密集的路段时信号衰弱严重，在高架路桥或隧道遮挡时，就会导致GPS无法正常工作。针对GPS的特点，将RFID引入昆明公交有着重要意义，通过提高公交服务，来提高人民生活水平。RFID技术用于昆明的智能公交系统能有效地实现智能化的昆明城市公交管理，提高社会服务水平。1.4 昆明公交智能调度管理现状
8、与分析昆明的城市公交系统基本上是采用“定点发车、两头卡点”的手工调度方式，调度人员不了解车辆情况，难以及时采取措施，导致车辆行车速度下降、行车间隔不均等，严重影响了公交客运的服务质量。公交车辆调度管理系统是智能交通系统的核心部分，采用先进的通讯技术，收集道路信息，并实时分析，根据分析安排车辆的行驶，以达到充分利用有限的交通资源，提高公交客运的服务质量。第2章 昆明RFID公交智能调度系统工作原理与目标2.1公交智能调度系统工作原理与目标利用将RFID技术、电子地图和无线网络技术建设公交管理系统，可以实现公交车远距离不停车采集信息；进出站信息自动、准确显示。使公交调度系统准确掌握公交停车场公交车
9、进出的实时动态信息。通过该公交调度系统可有效提高公交车的管理水平，对采集的数据利用计算机进行研究分析，可以掌握车辆运用规律，杜绝车辆管理中存在的漏洞，实现公交车辆的智能化管理，提升城市形象，从而提高城市公共交通运营调度的管理水平。2.2昆明公交智能调度系统优点2.2.1 信号稳定有源读写器距离稳定，不易受周边环境影响。而且，有源标签可以有效突破汽车防爆金属网的屏蔽作用，顺利与阅读器交换数据。当然，RFID技术在灵活性方面不及GPS，但足以满足公交在固定线路、固定站点特点之下的行业需求。2.2.2低成本与GPS需要昂贵的车载设备相比，基于RFID技术的系统可以将主要的识别设备由车载移至固定的地面
10、采集点，无须申请和付费。目前城市中一个公交站点往往同时为几条线路共用，因此，安装在一个站点的识别装置可以为几条线路服务，这就大大降低了设备成本。此外，也可为其他社会车辆提供增值服务，具有可观的附加经济效益。2.2.3高可靠性目前国内商用GPS系统的卫星信号源为国外控制，一旦发生某些冲突，国内的GPS应用系统将面临瘫痪的危险。RFID公交智能交通解决方案，不依靠卫星信号，完全不受困扰，从而保障了系统运行的可靠性。第3章 昆明10路公交智能调度系统结构设计3.1昆明10路公交智能调度系统软件设计基于RFID的昆明10路公交智能调度设计中的软件部分由RFID 阅读器软件和调度管理中心软件两大部分组成
11、，其中RFID 阅读器主要是对车载阅读器软件的设计。车载阅读器软件的主要是处理公交车相关的信息以及完成一些控制功能，考虑到需要进行复杂的任务调度与管理需求，操作系统采用多任务实时操作系统UC/OS-II。通过将系统移植到车载系统主处理器上并针对应用需求，开发各种模块的驱动程序、嵌入式TCP/IP 协议栈、任务管理软件、RF 通信软件等，从而实现数据采集传输功能，系统软件可采用标准的C 语言编写6。基于RFID的昆明10路公交智能调度系统软件结构见图所示：上层接口核心管理层底层接口实时操作系统TCP/IP协议栈数据存储任务调度驱动程序信号处理程序数据采集程序与RFID模块通信程序通信程序GPRS
12、网络接口图3-1 软件结构示意图I/O接口驱动程序驱动程序基于RFID的昆明10路公交智能调度系统的调度管理中心是整个管理系统的核心，将从阅读器中获取的数据存入数据库，显示在计算机上，根据显示信息调度公交车。RFID公交车管理系统涉及系统维护、发卡、数据采集、记录查询等环节，主要功能模块设计如图所示：RFID公交车管理系统电子收费子系统系统管理实时调度系统查询统计系统公共救助管理图3-2 系统软件模块示意图调度中心系统电子站牌子系统发卡信息管理公交调度中心系统根据公交车车载状况和道路交通流状况的实时信息，决定公交车辆的发车时间、发车频率、发车间距，进行公交车辆的运营管理调度。系统管理子模块主要
13、实现对系统操作员的管理权限配置及对系统的管理和维护。电子收费子系统，车载读写器单元为RFID 电子标签使用者提供电子收费服务，扣除乘车票款并将相应信息写入乘客电子标签。电子站牌子系统是利用数据处理中心系统传送来的车辆位置、行车速度信息，通过电子实时显示屏和电子地图显示下一辆车的预计到达时间、当前位置、车载状况等信息。实时调度系统主要是在调度员接到用车信息后，立即向系统输入调度信息，并将用户信息（如地点等）以语音方式通知公交车司机。调度管理中心可通过查询统计系统对车辆进行定时或不定时检索查询。可以随时查询某天的出车情况、某司机呼叫情况等。车辆发卡信息管理包括用户注册管理和标签发放管理。在系统运行
14、之前先将车辆用户的基本信息录入数据库中。在电子标签中完成信息录入后，将电子标签固定在车身或粘贴于车窗玻璃，就相当于是一个电子车牌。公共救助服务是为司机在发生交通事故、车辆故障或其他意外时提供帮助的。3.1.1昆明10路公交智能调度系统构成的设计基于RFID的昆明10路公交智能调度系统主要由三部分组成：车载装置、路边装置和公交调度管理中心。其中车载装置包括安装于公交车挡风玻璃上射频识别卡和安装于公交车上的移动RFID阅读器；路边装置包括现有的安装于人流车流相对密集的重要地段各出入路口、关卡口的固定RFID阅读器和站台触摸屏；调度管理中心设在数字化城市调度管理中心。系统硬件框图如图所示：车载装置公交车RFID卡车载RFID阅读器路边单元（RFID阅读器）控制中心（车辆管理系统软件）图3-3 系统硬件示意图GPRS网络车载RFID 阅读器部分主要由微控制器、RFID 读写模块、GPRS 无线数据传输模块、寻呼接收解码模块和LED 显示模块组件构成，硬件组成如图所示：图3-4 车载阅读器硬件示意图微控制器RFID
