隨著經濟的發展，城市公交事業有了迅猛的發展，主要表現在：車輛變靚，站點增加，營運時間延長，線路增多，市民出行時已感到這種可喜的變化。但隨著生活節奏的加快，對生活品質要求的提高，乘客們早已不能滿足于現有的服務質量。

乘客的服務要求不僅體現在乘車過程中，還體現在乘車前后;不僅需要有車乘，而且需要乘好車、好乘車。這些多層次、多元化的需求都是傳統運營模式、調度方式所無法做到的，只有智能公交系統的實施才能夠從根本上解決這些問題。

智能公交系統的實施，不僅可以給乘客帶來巨大的利益，提升城市形象，還以為公交企業節約大量經營成本，提高科學管理水平。因此智能公交系統的建設著重大的社會效益和經濟效益。

智能公交系統由以下幾部分組成：

1)車載設備子系統，簡稱“車載終端”;

2)車站智能電子站牌子系統;

3)公交管理系統。

文中主要以車載設備子系統——車載終端為研究對象展開論述。

1 系統整體方案設計

文中研究的是一種基于GPS和3G的智能公交終端，簡而言之就是研究車體部分車載終端設備。本文的研究主要分3大部分：視頻監控部分;GPS定位部分;通過現有3G網絡傳輸部分。

視頻監控部分，主要是在車廂外部設置2個攝像頭，車廂內部設置4個攝像頭。車廂外部在車的前后各設置一個攝像頭，用來監控車體的前后車況，為交通意外發生后的責任判定提供有力證據。

車廂內部在司機處設置1個攝像頭，用來監控司機是否有打電話，閑聊等違規操作;在票箱處設置1個攝像頭，用來監控偷票漏票現象;在車體中間設置1個攝像頭，用來防止乘客碰瓷索賠，車內偷盜等，減少公交車上的犯罪率。下客門設置1個攝像頭，用來觀看乘客下車情況，乘客是否全都下車，是否有乘客從后門上車等逃票現象。

GPS定位部分，實現完善的導航功能。通過GPS全球定位系統確定公交車所在位置信息，把公交車所在的位置，路況信息可以實時的傳送到PC機監控端，這樣對車輛的調度起到關鍵的作用。

3G網絡傳輸部分，近年來我國的3G網絡已經很成熟了，可以高效的傳輸視頻信息，本系統就是通過3C網絡將公交車上采集到的視頻信息和CPS信息傳輸到控制端，實現公交車運行時的全程監控。系統整體設計方案如圖1所示。

2 系統硬件設計

硬件設計上，本系統采用ARM微處理器S3C2440芯片作為主控芯片，系統為存儲擴展了128MB的NANDFLASH和64MB的SDBAM，這樣可以更好的儲存視頻信息。系統的外圍擴展模塊包括通用USB攝像頭、GPS模塊、3G模塊和LCD顯示屏。系統的硬件框圖如圖2所示。

2.1 主控芯片的選擇

本系統設計的監控終端要求多路傳輸，實時性強，低功耗等特點。因此本系統的主控芯片選擇了內核為ARM920T的ARM9處理器。由于S3C2440芯片應用比較廣泛，片內資源豐富，資料齊全，價格適中，所以選擇它作為系統的微處理器。

該處理器是一款基于RISC的32位微處理器，工作頻率為400 MHz，最高可達533 MHz，滿足了舉系統對處理速度的要求，同時該處理器還集成了豐富的通信接口和控制器，有效地降低了系統的復雜度，為系統開發提供了良好的硬件平臺。

2.2 攝像頭模塊的選型與連接

文中采用的是動態視頻形式的監控方式。選用的是網眼V2000攝像頭，其圖像傳感器和數字信號處理芯片為Omnivision公司的OV7620和OV511它的成像速度快、圖片質量高、成本低，具有良好的通用性。

其采用USB接口，不需要視頻卡，可即插即用，使用方使，圖像精晰連貫，馬賽克比率低。為視頻的良好錄制提供了可靠的硬件基礎。網眼V2000攝像頭通過其USB接口直接與CPU上集成的USBHost接口相連。

OV7620是一款高集成度、高分辨率的彩色圖像傳感器。其分辨率為640x480，傳輸速率可達30幀/秒。OV7620的控制采用SCCB(Serial Camera Control Bus)協議，可利用其SCCB(Serial Camera Control Bus)接口完成對它的有關設置和讀取圖像數據。

OV511是攝像頭的主控芯片，其片內的高性能壓縮引擎可使圖像的壓縮比達到7：1，保證了從圖像傳感器到主控制器的快速圖像傳輸。

2.3 GPS模塊的選型與連接

本系統的GPS模塊采用的是HOLUX的GB-87模塊。該模塊支持NMEA0183協議，支持V3.3-V5.5電壓輸入，TTL接口電平，波特率可置。

在本系統中，GR-87模塊通過6PIN排線與主板相連，1腳為電源輸入腳，接5 V電源，2、3腳為GPS模塊的數據接收和發送，5腳接地。

工作時，GPS模塊串口2與主控制器S3C2440進行通信，通過設置模塊定時輸出GPS定位數據，由主控制器對GPS數據進行處理，提取出經緯度，時間等有用信息，為自動報站及正點考核提供可靠數據，保證報站及正點考核功能的實現。

2.4 3G模塊的選型與連接

根據無線接口技術的不同，現有3G技術可以分為聯通的WCDMA技術，電信的CDMA2000技術和移動的TD-SCDMA技術。

考慮到傳輸帶寬、網絡穩定性、實用性等因素，本系統采用電信CDMA2000作為無線網絡傳輸，采用中興公司的MC8630模塊作為視頻數據傳輸模塊。

MC8630模塊具有語音、短信、數據業務和GPS等功能，工作頻段為800MHz，通過雙天線接收分集技術和均衡技術，上行速率最高可達3.1 Mbit/s下行速率最高可達3.1 Mbit/s。可以通過USB接口將MC8630模塊連接到MIN2440(S3C2440為主芯片的開發板)處理器上，實現封裝后的視頻數據傳輸。

3 系統軟件設計

目前常見的嵌入式操作系統主要有WinCE、Linux、Vxworks等幾種。其中Linux操作系統的源碼完全開放。由于其自身具有高效穩定、網絡資源豐富、內核小、執行速度快，可移植性好等優點，被廣泛應用于嵌入式系統領域。所以，選擇嵌入式Linux操作系統作為本系統的軟件開發平臺。

在軟件設計方面，首先需要在單片機和PC機之間建立交叉編譯環境，用來編譯引導程序和Linux內核。然后完成引導程序Bootloa der的移植;配置和編譯Linux內核;制作根文件系統以及底層驅動程序。