專利名稱：電子路單系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線數(shù)字通信和計(jì)算機(jī)信息處理，具體的說是一種用于公交車輛運(yùn)營管理的電子路單系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著交通事業(yè)的發(fā)展，對公交車輛實(shí)行合理、科學(xué)、便捷、準(zhǔn)確的運(yùn)營管理是城市化建設(shè)的重要方面。當(dāng)前在全國各大城市普遍存在著車輛繁多、交通擁擠的現(xiàn)象。因此迫切需要一種智能化的管理系統(tǒng)，以便快速、準(zhǔn)確的收集、匯總公交車輛的運(yùn)行信息，傳入調(diào)度中心并及時地對公交運(yùn)營車輛實(shí)施監(jiān)控和調(diào)度。同時，要求這種智能化的管理系統(tǒng)通過與外部系統(tǒng)的接口來提高安全協(xié)調(diào)監(jiān)控和緊急救援等服務(wù)，并在公交沿線車站上通過電子站牌向乘客提供實(shí)時車輛運(yùn)營狀況及可達(dá)車輛等信息，幫助乘客選擇最佳的出行、出發(fā)時間及換車方式，以實(shí)現(xiàn)公交調(diào)度的智能化管理。
目前普遍投入使用的公交車輛運(yùn)營管理系統(tǒng)，主要有傳統(tǒng)的人工路單系統(tǒng)、先進(jìn)的GPS/GSM(全球定位系統(tǒng)/全球移動通信系統(tǒng))車輛定位調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，和IC卡式路單系統(tǒng)等幾大類。這幾種公交車輛運(yùn)營管理系統(tǒng)均主要由路單形成部分、系統(tǒng)組網(wǎng)部分、管理軟件設(shè)計(jì)部分構(gòu)成。其中，路單形成部分負(fù)責(zé)車輛運(yùn)營信息的采集、處理、存儲及傳輸；系統(tǒng)組網(wǎng)部分完成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的無縫連接，即用于信息即時傳輸網(wǎng)絡(luò)的形成；管理軟件部分則用來完成對信息的處理、統(tǒng)計(jì)以及數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸?shù)热蝿?wù)。在這些組成部件中路單形成部分是整個公交營運(yùn)管理系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵技術(shù)。因?yàn)?，它的?nèi)容不僅涉及車輛的運(yùn)行路線、到站時間、出站時間、運(yùn)行公里數(shù)、乘務(wù)員的工作強(qiáng)度，車輛油耗，員工出勤率，車輛使用效率等等，而且關(guān)系到公交公司如何由此信息來合理的安排每路公交線路的行車日計(jì)劃，月計(jì)劃，年計(jì)劃，實(shí)時的進(jìn)行車輛調(diào)度，以達(dá)到既方便了人們的出行，又提高了車輛的運(yùn)行效率。然而，現(xiàn)有這幾種管理系統(tǒng)的路單形成部分均存在各自的不足和缺陷。例如，傳統(tǒng)的人工路單系統(tǒng)主要依賴于調(diào)度員記錄的路單，通過系統(tǒng)管理員進(jìn)行人工的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，制成報(bào)表，提交給上級公司的總調(diào)度，以此來進(jìn)行決策。主要缺點(diǎn)是工作量大、實(shí)時性差、人為性強(qiáng)。GPS/GSM(全球定位系統(tǒng)/全球移動通信系統(tǒng))車輛定位調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)利用的是成熟的GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)，結(jié)合我國電信行業(yè)在全國所開通的GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)在話音上實(shí)現(xiàn)了全國漫游，完成對公交車輛的實(shí)時監(jiān)控，乃至車輛全球定位、靜音車輛監(jiān)聽、出警救援等功能。該系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是系統(tǒng)穩(wěn)定性差，運(yùn)營和維護(hù)成本昂貴。IC卡式路單系統(tǒng)同樣采用了GPS技術(shù)，同時通過IC卡存儲技術(shù)記錄行車路線、里程、停車地點(diǎn)、到/開站的時間等信息，并在此基礎(chǔ)上建立車輛的綜合監(jiān)測管理調(diào)度系統(tǒng)。但這種系統(tǒng)容量小，故障率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的弊端，提供一種電子路單系統(tǒng)，及實(shí)時控制管理方法，以提高系統(tǒng)的適用性和可靠性，并簡化硬件設(shè)備，降低運(yùn)營和維護(hù)成本，最終實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能化管理。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵是通過采用先進(jìn)的CDMA(碼分多址)數(shù)字移動通信技術(shù)及開放式信息處理技術(shù)，對車輛運(yùn)行狀況的信息進(jìn)行實(shí)時采集和準(zhǔn)確記錄，并自動把各個車輛信息反饋給調(diào)度并傳送到上級總調(diào)度的數(shù)據(jù)庫中，使管理部門能夠及時掌握公交車輛的運(yùn)行狀況信息，從而進(jìn)行科學(xué)決策。整個系統(tǒng)包括基站控制器、車載臺、站點(diǎn)發(fā)射器。其中，基站控制器，用于接收來自上級主控計(jì)算機(jī)的當(dāng)天行車計(jì)劃，并根據(jù)該主控計(jì)算機(jī)的時間對該基站控制器的時間進(jìn)行效對，確保路單在時間上的準(zhǔn)確性，并且將其所記錄的路單信息經(jīng)過信息處理之后，及時傳入該主控計(jì)算機(jī)；站點(diǎn)發(fā)射器，用于對公交車輛發(fā)送呼叫信號；車載臺，用于接收該基站控制器和該站點(diǎn)發(fā)射器發(fā)送的呼叫信號，并據(jù)此記錄、存儲公交車輛行駛過程中的路單信息，并將該信息上傳到該基站控制器，根據(jù)該基站控制器的時間校對該車載臺的時間。基站控制器與車載臺之間建立全雙工無線鏈路，通過幀請求和應(yīng)答的方式，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；站點(diǎn)發(fā)射器與車載臺之間采用單向數(shù)據(jù)傳輸，由站點(diǎn)發(fā)射器對車載臺發(fā)送站點(diǎn)信息；該基站控制器與上級主控計(jì)算機(jī)之間通過通信口雙向進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
上述站點(diǎn)發(fā)射器包括多路地址碼產(chǎn)生器、擴(kuò)頻器、調(diào)制器、發(fā)射機(jī)，通過多路地址碼產(chǎn)生器和擴(kuò)頻器實(shí)現(xiàn)軟擴(kuò)頻，將站點(diǎn)信息調(diào)制后以無線方式發(fā)射出去。該軟擴(kuò)頻采用一種(N，K)編碼，即用一條用長為N的偽隨機(jī)碼去代替K位信息，K位信息有2k個狀態(tài)，需要2k條長為N的偽隨機(jī)碼去代表，其擴(kuò)頻比為N/K。
上述軟擴(kuò)頻編碼中長度為N的偽隨機(jī)碼采用GOLD碼序列，該碼是由兩個長度相同、速率相同、但碼字不同的兩個多項(xiàng)式所產(chǎn)生的m序列優(yōu)選對模2加組成。
上述基站控制器和車載臺，包括接收、發(fā)射機(jī)，擴(kuò)頻、解擴(kuò)器，編碼、解碼器，信息處理器，信息存儲器。其中，接收機(jī)及發(fā)射機(jī)，用來實(shí)現(xiàn)全雙工的無線通信；擴(kuò)頻解擴(kuò)器實(shí)現(xiàn)信號的加密和增強(qiáng)信號的抗干擾能力；該編碼、解碼器完成對路單信息的檢錯與糾錯；信息處理器完成路單的形成、裝幀、解幀及時間校對；信息存儲系統(tǒng)則主要用來存儲路單。
上述編、譯碼器對信息的檢錯與糾錯，采用循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)來對信息進(jìn)行檢錯；用基于(7，4)循環(huán)碼的(8，4)分組碼對信息進(jìn)行1位糾錯；用8*N的分組交織器對較長的突發(fā)錯誤進(jìn)行糾錯。該(7，4)循環(huán)碼采用了生成多項(xiàng)式為g(x)＝x3+x+1的循環(huán)碼；該(8，4)分組碼是根據(jù)實(shí)際需要，在(7，4)循環(huán)碼的基礎(chǔ)上按照碼距盡可能大的規(guī)則另外增加一個校驗(yàn)位而生成；該8*N分組交織器將一個有記憶的突發(fā)差錯信道，改造為基本上是無記憶的隨機(jī)獨(dú)立差錯的信道，即由發(fā)送端將編碼后等待發(fā)送的數(shù)據(jù)按信息的正確順序每8位一行交織成一個8×N的矩陣，發(fā)送時按列寫入，接收時按行讀出，以將突發(fā)信道變換為等效的隨機(jī)信道；該CRC采用生成多項(xiàng)式為g(x)＝1+x2+x15+x16的CRC-16碼對發(fā)送端的信息進(jìn)行計(jì)算。
本發(fā)明的實(shí)時控制管理方法，包括站點(diǎn)發(fā)射器與車載臺之間的無線數(shù)據(jù)通信，車載臺與基站控制器間的數(shù)據(jù)通信，基站控制器與基站計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)通信。通過站點(diǎn)發(fā)射器與車載臺之間的數(shù)據(jù)通信，建立站點(diǎn)發(fā)射器對車載臺的無線單向數(shù)據(jù)傳輸通道，由站點(diǎn)發(fā)射器對該車載臺發(fā)送站點(diǎn)信息；通過基站控制器與車載臺的數(shù)據(jù)通信控制，建立兩者之間的全雙工無線鏈路，用幀請求和應(yīng)答的方式，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；通過基站控制器與上級主控計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信控制，實(shí)現(xiàn)兩者的雙向數(shù)據(jù)交換。其中a.站點(diǎn)發(fā)射器與車載設(shè)備之間的通信，是由站點(diǎn)發(fā)射器周期性地發(fā)送本站的站點(diǎn)、及經(jīng)過本站的各條路線的路號呼叫信息，由車載設(shè)備接收該呼叫信號，并將當(dāng)時的時間記錄下來，作為進(jìn)站時間和出站時間存入設(shè)備，若車載設(shè)備并非第一次接收到該站的發(fā)送信息，則將當(dāng)時的時間記錄下來，并以此更新車載設(shè)備外存中存儲的出站信息，直到接收不到該站的信號為止。
b.車載臺與基站控制器的通信，是當(dāng)車載臺接收到來自基站控制器的呼叫信號時，先以呼叫信號中的日期信息與車載臺外存中的日期進(jìn)行比較、判斷，若有變化，則以此時呼叫信號中所包含的時間信息作為基準(zhǔn)，校正車載臺的時間信息；若本次接收為該車載臺第一次正確接收，則以當(dāng)時時間作為進(jìn)站時間和出站時間存入該車載臺的外存，若外存中還有未發(fā)送的數(shù)據(jù)，則車載臺與該基站控制器建立通信鏈路，以檢錯重發(fā)的方式向該基站控制器發(fā)送信息；反之則以當(dāng)時時間更新車載臺外存中的出站信息，直到該車載臺接收不到該基站控制器的信號為止。
c.基站控制器與上級主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信，首先由基站控制器通過請求、應(yīng)答方式與上級主控計(jì)算機(jī)建立通信鏈接，經(jīng)過循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)檢錯后，接收來自該上級主控計(jì)算機(jī)的每日派車計(jì)劃；然后由基站控制器以檢錯重發(fā)的方式向該上級主控計(jì)算機(jī)發(fā)送存儲在外存中的車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，發(fā)送完畢后，該基站控制器轉(zhuǎn)向?qū)囕d臺的呼叫。
本系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)1.自動記錄、存儲、統(tǒng)計(jì)和上傳運(yùn)營車輛的運(yùn)行信息，自動化程度高；2.不需要租用或依托現(xiàn)有的任何無線通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，硬件設(shè)備簡單。工作于開放頻段，發(fā)射功率低，大大降低了運(yùn)營成本。
3.系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，組網(wǎng)靈活，適用于各種規(guī)模的車隊(duì)進(jìn)行監(jiān)控、運(yùn)營、管理。
4.硬件積木化結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)接收/處理分離，易于升級與維護(hù)。
5.軟件模塊化設(shè)計(jì)，采用客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，性能穩(wěn)定可靠。


圖1為本發(fā)明電子路單系統(tǒng)示意2為本發(fā)明電子路單系統(tǒng)組成框3為站點(diǎn)發(fā)射器原理框4為軟擴(kuò)頻原理5為GOLD碼序列發(fā)生器結(jié)構(gòu)6為基站控制器、車載臺原理框7為編碼、解碼原理8為CRC-16位移位寄存器結(jié)構(gòu)9為車載設(shè)備與站點(diǎn)發(fā)射器間通信軟件流程10為車載設(shè)備與基站控制器間通信的軟件流程11為基站控制器與基站計(jì)算機(jī)間通信的軟件流程圖
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本電子路單系統(tǒng)主要由站點(diǎn)發(fā)射器、車載臺、基站控制器和與之相連的計(jì)算機(jī)等硬件組成。其中，基站控制器被設(shè)置在行車線路的主站(起點(diǎn))和輔站(終點(diǎn))，而站點(diǎn)發(fā)射器被設(shè)置在行車線路上的各個站點(diǎn)，包括主站(起點(diǎn))和輔站(終點(diǎn)))，兩者的輻射范圍為100至150米。
如圖2所示，針對車輛的運(yùn)營管理，公交系統(tǒng)按照功能分設(shè)了三個部門一級調(diào)度(公交總公司)、二級調(diào)度(公交分公司)、三級調(diào)度(線路管理)。電子路單部分主要設(shè)在三級調(diào)度部分，以完成線路管理的主要功能。系統(tǒng)中主站或輔站的主控計(jì)算機(jī)與二級調(diào)度之間采用遠(yuǎn)程撥號連接，主站或輔站的基站控制器與主控計(jì)算機(jī)之間采用通信口連接，主站或輔站的基站控制器與車載臺之間采用全雙工無線連接。車載臺與站點(diǎn)發(fā)射器之間采用單向無線連接?；究刂破髦饕瓿傻墓δ苡惺招熊囉?jì)劃、時間校對、存儲路單、信息處理、撥號聯(lián)網(wǎng)、路單上傳等，車載臺主要完成的功能有記錄存儲路單、路單向基站控制器上傳、時間校對等。站點(diǎn)發(fā)射器主要完成的功能有循環(huán)發(fā)送站點(diǎn)信息。它們之間的主要工作過程如下隨著每天運(yùn)營的開始，二級調(diào)度首先通過網(wǎng)絡(luò)將當(dāng)天該線路的行車計(jì)劃發(fā)送到三級調(diào)度的主控計(jì)算機(jī)中，當(dāng)相應(yīng)的基站控制器和該主控計(jì)算機(jī)通過通信口聯(lián)系上時，即可獲得當(dāng)天的行車計(jì)劃，并根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的時間效對基站控制器的時間，以確保路單在時間上的準(zhǔn)確性?；究刂破饕矊⑺涗浀穆穯涡畔⒓皶r傳入計(jì)算機(jī)。與此同時，基站控制器按計(jì)劃對每輛車輛進(jìn)行輪換尋呼，每當(dāng)公交車輛進(jìn)入基站控制器的無線覆蓋范圍內(nèi)時，就建立兩者的全雙工無線鏈路，通過幀請求和應(yīng)答的方式，車載臺一方面記錄新的路單信息，一方面將已記錄的路單信息上傳到基站控制器，并隨時校對時間。當(dāng)車載臺收到基站控制器的發(fā)車信息時，便準(zhǔn)時離開主站或輔站，或者回場，或者開始新一輪的運(yùn)行，同時記下離開的時間、站名、車號、路號等信息。當(dāng)車載臺經(jīng)過路線上的站點(diǎn)發(fā)射器時，要記載公交車輛在此時此刻的相關(guān)信息，例如，進(jìn)出該站點(diǎn)的時間、站名、路號、車號、司機(jī)姓名等。因此一趟下來，車載臺便存儲了大量的路單基本信息，當(dāng)再次進(jìn)入主站或輔站遇見基站控制器時便及時上傳路單。這樣，當(dāng)一天的運(yùn)營結(jié)束后，基站控制器將該線路的路單通過網(wǎng)絡(luò)傳入上級調(diào)度。從而實(shí)現(xiàn)路單形成、路單傳輸?shù)碾娮踊詣踊?br> 參見圖3，站點(diǎn)發(fā)射器通過多路地址碼產(chǎn)生器實(shí)現(xiàn)軟擴(kuò)頻，再經(jīng)過調(diào)制，最后以無線方式傳輸出去。該多路地址碼產(chǎn)生技術(shù)，是近年來繼FDMA(頻分多址)，TDMA(時分多址)之后，新興發(fā)展起來的通信技術(shù)。該技術(shù)以碼分多址為基本特征，擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)各自不同的編碼序列，即信號的不同波形來區(qū)分不同用戶所傳輸?shù)男畔?。而軟擴(kuò)頻則是采用專門的調(diào)制方案，將信息的頻譜擴(kuò)展到寬帶中傳輸。常用的商用擴(kuò)展頻譜技術(shù)主要有直接序列擴(kuò)頻和跳頻技術(shù)兩種，由于偽隨機(jī)碼率很高，造成射頻帶寬非常寬，所以在一些頻帶受限的情況下難以滿足系統(tǒng)的要求，為此本發(fā)明采用軟擴(kuò)頻技術(shù)，軟擴(kuò)頻是指頻譜的某種緩慢變化。它與一般的直擴(kuò)頻不同，一般的直擴(kuò)是將信息碼與偽隨機(jī)碼進(jìn)行模二加來獲得擴(kuò)展后的序列，并且擴(kuò)頻偽隨機(jī)碼遠(yuǎn)大于信息碼的碼元速率，而軟擴(kuò)頻則是采用編碼的方法來完成擴(kuò)頻的擴(kuò)展，即用幾位信息碼元對應(yīng)一條偽隨機(jī)碼。
參見圖4，該軟擴(kuò)頻先將原始信息依次輸入K位移位寄存器，再將該K位信息碼元同時輸入編碼器，經(jīng)過軟擴(kuò)頻編碼形成長度為N的偽隨機(jī)碼輸出，以代替K位信息，K位信息有2k個狀態(tài)，需要2k條長為N的偽隨機(jī)碼去代表，其擴(kuò)頻比為N/K。實(shí)現(xiàn)軟擴(kuò)頻的關(guān)鍵在于如何選擇合適的偽隨機(jī)碼，所選用的偽隨機(jī)序列不僅要具有良好的自、互相關(guān)特性和長周期性，且隨機(jī)序列數(shù)也應(yīng)盡可能的多，因?yàn)檫@直接關(guān)系到系統(tǒng)的組網(wǎng)能力和頻譜的利用率。為此，本發(fā)明采用了GOLD碼作為偽隨機(jī)碼。
參見圖5，本發(fā)明選用GOLD偽隨機(jī)碼作為擴(kuò)頻碼，每8個信息碼進(jìn)行一次偽隨機(jī)編碼。該碼是是由級數(shù)r＝9，長度為511、速率相同、但碼字不同的兩個多項(xiàng)式f(x)＝1+x4+x9、g(x)＝1+x3+x4+x6+x9所產(chǎn)生的m序列優(yōu)選對模2加后產(chǎn)生的。擴(kuò)頻比為63.8，對載波的抑制高達(dá)27.08dB，能較好地達(dá)到了擴(kuò)頻技術(shù)對抗干擾、抗衰落的要求。
參見圖6，基站控制器和車載臺包括接收、發(fā)射機(jī)，擴(kuò)頻、解擴(kuò)器，編碼、解碼器，信息處理器，信息存儲器。其中，接收機(jī)及發(fā)射機(jī)，用來實(shí)現(xiàn)全雙工的無線通信；擴(kuò)頻、解擴(kuò)器采用軟擴(kuò)頻和相應(yīng)的軟解擴(kuò)實(shí)現(xiàn)信號的加密和增強(qiáng)信號的抗干擾能力；編碼、解碼器用于對路單信息進(jìn)行檢錯、糾錯，保證信息的準(zhǔn)確性，信息處理器完成路單的形成、裝幀、解幀及時間校對；信息存儲器主要用來存儲路單。
參照圖7，本發(fā)明的編碼、解碼器采用循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)對路單信息進(jìn)行檢錯；采用基于(7，4)循環(huán)碼的(8，4)分組碼對路單信息進(jìn)行1位糾錯；采用8*N的分組交織器對較長的突發(fā)錯誤進(jìn)行糾錯。其中(7，4)循環(huán)碼采用了生成多項(xiàng)式為g(x)＝x3+x+1的循環(huán)碼。該編碼可以糾正所有一位錯碼及一部分的兩位錯碼。本系統(tǒng)所采用的分組碼是根據(jù)實(shí)際需要，在(7，4)循環(huán)碼的基礎(chǔ)上按照碼距盡可能大的規(guī)則另外增加一個校驗(yàn)位而生成的(8，4)分組碼，該分組碼編碼前后碼字間的對應(yīng)關(guān)系如表所示。

8*N分組交織將一個有記憶的突發(fā)差錯信道，改造為基本上是無記憶的隨機(jī)獨(dú)立差錯的信道。因?yàn)閷τ跓o線衰落信道而言，差錯的出現(xiàn)一般是突發(fā)性的，而一個突發(fā)差錯會引起一連串的錯誤，由于本系統(tǒng)所采用的差錯編碼技術(shù)一次只能糾正8位碼字中的一位錯碼，無法解決一連串錯誤碼字的正確接收問題。為次本系統(tǒng)通過交織和去交織技術(shù)將一個有記憶的突發(fā)差錯信道，改造為基本上是無記憶的隨機(jī)獨(dú)立差錯的信道。其具體方案是由發(fā)送端將編碼后等待發(fā)送的數(shù)據(jù)按信息的正確順序每8位一行交織成一個8×N的矩陣，發(fā)送時按列寫入，接收時按行讀出，以將突發(fā)信道變換為等效的隨機(jī)信道。用此技術(shù)可將突發(fā)性差錯引起的譯碼錯誤大大降低，提高信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確率。
CRC采用生成多項(xiàng)式為g(x)＝1+x2+x15+x16的CRC-16碼對發(fā)送端的信息進(jìn)行計(jì)算，其構(gòu)造如8所示。它是利用除法及余數(shù)的原理來作錯誤檢測的。實(shí)際應(yīng)用時，由發(fā)送裝置計(jì)算出CRC值并隨數(shù)據(jù)一同發(fā)送給接收裝置，接收裝置對收到的數(shù)據(jù)重新計(jì)算CRC并與收到的CRC相比較，若兩個CRC值不同，則說明數(shù)據(jù)通信中出現(xiàn)錯誤。以下為CRC-16的計(jì)算過程1.設(shè)置CRC寄存器，并給其賦值FFFF(hex)。
2.將數(shù)據(jù)的第一個8-bit字符與16位CRC寄存器的低8位進(jìn)行異或，并把結(jié)果存入CRC寄存器。
3.CRC寄存器向右移一位，MSB補(bǔ)零，移出并檢查LSB。
4.如果LSB為0，重復(fù)第三步；若LSB為1，CRC寄存器與多項(xiàng)式碼相異或。
5.重復(fù)第3與第4步直到8次移位全部完成。此時第一個8-bit數(shù)據(jù)處理完畢。
6.重復(fù)第2至第5步直到所有數(shù)據(jù)全部處理完成。
7.最終CRC寄存器的內(nèi)容即為CRC值。
用該CRC校驗(yàn)?zāi)馨l(fā)現(xiàn)突發(fā)長度小于n-k+1的所有錯誤及突發(fā)長度大于等于n-k+1的部分錯誤。
上述圖3、圖4、圖6、圖7中的多路地址產(chǎn)生、軟擴(kuò)頻及編碼、解碼均通過軟件來實(shí)現(xiàn)，即在系統(tǒng)的基站控制器，站點(diǎn)發(fā)生器，車載臺三部分硬件設(shè)備中分別裝有固化其多路地址產(chǎn)生、軟擴(kuò)頻及編碼、解碼軟件的微處理器。
參見圖9，本發(fā)明的站點(diǎn)發(fā)射器與車載臺之間的無線數(shù)據(jù)通信流程如下沿途的站點(diǎn)發(fā)射器周期性地發(fā)送呼叫信號，該信號包括本站的站點(diǎn)信息及經(jīng)過本站的各條路線的路號信息。車載臺在運(yùn)行期間一直處于接收狀態(tài)，等待接收呼叫信號。一旦車載臺進(jìn)入站點(diǎn)發(fā)射器的通信范圍內(nèi)，就與之建立通信鏈路，以完成它們之間的信息傳輸。車載臺根據(jù)是否接收到站點(diǎn)發(fā)射器的發(fā)射信號來判斷車輛是否進(jìn)、出站點(diǎn)，同時把這些信息作為運(yùn)營狀態(tài)信息存儲下來。在站點(diǎn)發(fā)射器的輻射區(qū)域內(nèi)，當(dāng)車載臺首次接收到該站發(fā)送的CDMA信號時，就檢測并識別該車所對應(yīng)線路的站點(diǎn)特征信號，一旦確定車載臺正確接收到站點(diǎn)呼叫信號，就讀車載臺時鐘，記錄當(dāng)時時間，作為車輛進(jìn)站時間和出站時間存入車載設(shè)備的外存中；若車載設(shè)備并非第一次接收到該站的發(fā)送信息，則將當(dāng)時的時間記錄下來，并以此更新車載設(shè)備外存中存儲的出站信息，直到接收不到該站的信號為止。此時，車輛的進(jìn)站時間和出站時間被準(zhǔn)確地記錄在了車載臺的外存中，連同其他信息，形成路單基本信息。
參見圖10，本發(fā)明的車載臺與基站控制器間的數(shù)據(jù)通信流程如下基站控制器按行車計(jì)劃對每輛公交車輛進(jìn)行輪換的尋呼，而車載臺在運(yùn)行期間一直處于接收狀態(tài)，等待接收呼叫信號。當(dāng)公交車輛進(jìn)入基站控制器的無線覆蓋范圍內(nèi)時，該基站控制器根據(jù)地址碼建立兩者之間的全雙工無線鏈路，以完成數(shù)據(jù)交換。車載臺循環(huán)調(diào)用接收程序，直至正確接收到來自于基站控制器的呼叫信號。此時，先將呼叫信號中的日期信息與車載臺外存中的日期進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)生變化。若有變化，則以此時呼叫信號中所包含的時間信息作為基準(zhǔn)，校正車載臺的時間信息。若車載臺第一次正確接收到基站控制器發(fā)送的信息，則讀取車載臺時鐘，并將當(dāng)時的時間記錄下來，作為進(jìn)站時間和出站時間存入車載設(shè)備的外存中。同時，判斷外存中是否有未發(fā)數(shù)據(jù)。若有，則與基站控制器建立通信鏈路，以檢錯重發(fā)的方式向基站控制器發(fā)送車輛運(yùn)行信息，即首先車載臺要判斷是否接收到基站控制器傳回來的ACK信號，如果接收到，則接下來判斷數(shù)據(jù)是否已經(jīng)發(fā)送完畢，如果沒有，則發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)，并等待接收ACK信號；如果沒有接收到，則接下來判斷接收到基站控制器傳回來的NAK信號是否累計(jì)達(dá)3次，若沒有，則重發(fā)原幀數(shù)據(jù)；如果累計(jì)接收到3次NAK信號，或者已經(jīng)發(fā)送完所有數(shù)據(jù)，則返回接收基站控制器的呼叫信號。同樣，若車載臺并非第一次正確接收到該基站控制器的發(fā)送信息時，也記錄當(dāng)時的時間，并以此更新車載臺外存中的出站信息。然后返回接收基站控制器的呼叫信號。
參見圖11，基站控制器與基站計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)通信流程如下每日開始時，基站控制器首先要負(fù)責(zé)接收來自于上級主控計(jì)算機(jī)的每日派車計(jì)劃，判斷基站控制器是否接收到上級主控計(jì)算機(jī)發(fā)來的RTS信號，若沒有，則返回繼續(xù)接收；若基站控制器已經(jīng)接收到來自上級主控計(jì)算機(jī)發(fā)來的RTS信號，則接著判斷基站控制器是否忙，若忙，則基站控制器不予響應(yīng)；若閑，則返回CTS信號，與主控計(jì)算機(jī)建立通信連接以接收派車計(jì)劃，然后判斷CRC校驗(yàn)是否正確，若有誤，則統(tǒng)計(jì)接收到的NAK信號是否超過3次，若沒有，返回NAK信號，重新與主控計(jì)算機(jī)建立通信連接，若超過3次，則進(jìn)行報(bào)錯處理，返回重新接收上級主控計(jì)算機(jī)發(fā)來的RTS信號；如果CRC校驗(yàn)正確，則返回ACK信號，從而完成對派車計(jì)劃的數(shù)據(jù)傳輸，且整個傳輸過程不受其它中斷的影響?；究刂破髫?fù)責(zé)向主控計(jì)算機(jī)發(fā)送存儲在其外存中的車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)幀從外存中取出后，直接通過串口送入主控計(jì)算機(jī)中。若主控計(jì)算機(jī)返回響應(yīng)ACK信號，基站控制器先判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢，再據(jù)此來決定是否發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)；若返回響應(yīng)NAK信號，則重新發(fā)送原幀數(shù)據(jù)，直至重發(fā)三次。最后數(shù)據(jù)發(fā)送完畢之后，基站控制器轉(zhuǎn)向執(zhí)行對車載臺的呼叫程序。
本發(fā)明僅僅提供了一個實(shí)施例。顯然，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可利用本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，作出多種同類的電子路單系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種電子路單系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括a.基站控制器，用于接收來自上級主控計(jì)算機(jī)的當(dāng)天行車計(jì)劃，并以該主控計(jì)算機(jī)的時間為基準(zhǔn)效對該基站控制器的時間，處理該基站控制器所記錄的路單信息，并及時傳入該主控計(jì)算機(jī)；b.站點(diǎn)發(fā)射器，用于對公交車輛發(fā)送呼叫信號；c.車載臺，用于記錄、存儲公交車輛行駛中的路單信息，并將該信息上傳到該基站控制器，且根據(jù)該基站控制器的時間校對該車載臺的時間；該車載臺與該基站控制器之間建有全雙工無線鏈路，通過幀請求和應(yīng)答的方式，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；該站點(diǎn)發(fā)射器與該車載臺之間采用無線單向數(shù)據(jù)傳輸方式，由站點(diǎn)發(fā)射器對車載臺發(fā)送站點(diǎn)信息；該基站控制器與上級主控計(jì)算機(jī)之間通過通信口雙向進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子路單系統(tǒng)，其特征在于所述的站點(diǎn)發(fā)射器包括多路地址碼產(chǎn)生器、擴(kuò)頻器、調(diào)制器、發(fā)射機(jī)，通過多路地址碼產(chǎn)生器和擴(kuò)頻器實(shí)現(xiàn)軟擴(kuò)頻，將站點(diǎn)信息調(diào)制后以無線方式發(fā)射出去；該軟擴(kuò)頻采用一種(N，K)編碼，即用一條用長為N的偽隨機(jī)碼去代替K位信息，K位信息有2k個狀態(tài)，需要2k條長為N的偽隨機(jī)碼去代表，其擴(kuò)頻比為N/K。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子路單系統(tǒng)，其特征在于所述的軟擴(kuò)頻編碼中長度為N的偽隨機(jī)碼采用GOLD碼序列，該碼是由兩個長度相同、速率相同、但碼字不同的兩個多項(xiàng)式所產(chǎn)生的m序列優(yōu)選對模2加組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子路單系統(tǒng)，其特征在于所述的基站控制器和車載臺，包括接收、發(fā)射機(jī)，擴(kuò)頻、解擴(kuò)器，編碼、解碼器，信息處理器，信息存儲器；該接收機(jī)及發(fā)射機(jī)，用來實(shí)現(xiàn)全雙工的無線信息通信；該擴(kuò)頻解擴(kuò)部分實(shí)現(xiàn)信號的加密和增強(qiáng)信號的抗干擾能力；該編碼、解碼器完成對路單信息的檢錯與糾錯；該信息處理系統(tǒng)完成路單的形成、裝幀、解幀及時間校對；該信息存儲系統(tǒng)則主要用來存儲路單。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子路單系統(tǒng)，其特征在于所述的編碼、解碼器采用循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)對路單信息進(jìn)行檢錯，采用基于(7，4)循環(huán)碼的(8，4)分組碼對路單信息進(jìn)行1位糾錯，采用8*N的分組交織器對較長的突發(fā)錯誤進(jìn)行糾錯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子路單系統(tǒng)，其特征在于所述(7，4)循環(huán)碼采用了生成多項(xiàng)式為g(x)＝x3+x+1的循環(huán)碼；(8，4)分組碼是根據(jù)實(shí)際需要，在(7，4)循環(huán)碼的基礎(chǔ)上按照碼距盡可能大的規(guī)則另外增加一個校驗(yàn)位而生成；8*N分組交織器將一個有記憶的突發(fā)差錯信道，改造為基本上是無記憶的隨機(jī)獨(dú)立差錯的信道，即由發(fā)送端將編碼后等待發(fā)送的數(shù)據(jù)按信息的正確順序每8位一行交織成一個8×N的矩陣，發(fā)送時按列寫入，接收時按行讀出，以將突發(fā)信道變換為等效的隨機(jī)信道；CRC采用生成多項(xiàng)式為g(x)＝1+x2+x15+x16的CRC-16碼對發(fā)送端的信息進(jìn)行計(jì)算。
7.一種電子路單系統(tǒng)的實(shí)時控制管理方法，其特征在于該方法包括通過站點(diǎn)發(fā)射器與車載臺之間的數(shù)據(jù)通信，建立站點(diǎn)發(fā)射器對車載臺的無線單向數(shù)據(jù)傳輸通道，由站點(diǎn)發(fā)射器對該車載臺發(fā)送站點(diǎn)信息；通過基站控制器與車載臺的數(shù)據(jù)通信控制，建立兩者之間的全雙工無線鏈路，用幀請求和應(yīng)答的方式，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；通過基站控制器與上級主控計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信控制，實(shí)現(xiàn)兩者的雙向數(shù)據(jù)交換。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子路單系統(tǒng)控制方法，其特征在于所述站點(diǎn)發(fā)射器與車載臺之間的無線數(shù)據(jù)通信，是由站點(diǎn)發(fā)射器周期性地發(fā)送本站的站點(diǎn)及經(jīng)過本站的各條路線的路號呼叫信息，由車載設(shè)備接收該呼叫信號，并將當(dāng)時的時間記錄下來，作為進(jìn)站時間和出站時間存入設(shè)備，若車載臺并非第一次接收到該站的發(fā)送信息，則將當(dāng)時的時間記錄下來，并以此更新車載設(shè)備外存中存儲的出站信息，直到接收不到該站的信號為止。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子路單系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述車載臺與基站控制器間的數(shù)據(jù)通信，是當(dāng)車載臺接收到來自基站控制器的呼叫信號時，先以呼叫信號中的日期信息與車載臺外存中的日期進(jìn)行比較、判斷，若有變化，則以此時呼叫信號中所包含的時間信息作為基準(zhǔn)，校正車載臺的時間信息；若本次接收為該車載臺第一次正確接收，則以當(dāng)時時間作為進(jìn)站時間和出站時間存入該車載臺的外存，若外存中還有未發(fā)送的數(shù)據(jù)，則車載臺與該基站控制器建立通信鏈路，以檢錯重發(fā)的方式向該基站控制器發(fā)送信息；反之則以當(dāng)時時間更新車載臺外存中的出站信息，直到該車載臺接收不到該基站控制器的信號為止。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子路單系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述的基站控制器與上級主控計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)通信，首先由基站控制器通過請求、應(yīng)答方式與上級主控計(jì)算機(jī)建立通信鏈接，經(jīng)過循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)檢錯后，接收來自上級主控計(jì)算機(jī)的每日派車計(jì)劃，然后由基站控制器以檢錯重發(fā)的方式向上級主控計(jì)算機(jī)發(fā)送存儲在其外存中的車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，發(fā)送完畢后，該基站控制器轉(zhuǎn)向?qū)囕d臺的呼叫。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電子路單系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用CDMA數(shù)字移動通信技術(shù)及開放式信息處理技術(shù)，實(shí)時采集和記錄車輛的運(yùn)行信息，并傳送到上級總調(diào)度數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行決策。系統(tǒng)包括基站控制器，用于接收上級主控機(jī)的當(dāng)天行車計(jì)劃，處理路單信息并傳入主控機(jī)；站點(diǎn)發(fā)射器，用于對車輛發(fā)送呼叫信號；車載臺，用于記錄、存儲路單信息并上傳到基站控制器?；究刂破髋c車載臺之間建有全雙工無線鏈路，通過幀請求和應(yīng)答的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；站點(diǎn)發(fā)射器與車載臺之間采用無線單向數(shù)據(jù)傳輸方式，由站點(diǎn)發(fā)射器對車載臺發(fā)送站點(diǎn)信息；基站控制器與上級主控機(jī)之間通過通信口進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，并通過軟件實(shí)現(xiàn)各硬件之間的數(shù)據(jù)通信，可用于公交車輛運(yùn)營管理系統(tǒng)中。
文檔編號H04B7/26GK1399232SQ0213937
公開日2003年2月26日 申請日期2002年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月21日
發(fā)明者張輝, 耿協(xié)全 申請人:西安電子科技大學(xué)