2014年,亚洲城市发展中心(CDIA)向巴基斯坦开伯尔·普赫图赫瓦省政府提供了援助支持,旨在为省省会城市白沙瓦打造综合快速公交系统(BRT)来改善城市公共交通,项目资金由亚洲开发银行(ADB)提供。白沙瓦公交公司负责快速公交系统(BRT)项目的设计、采购、实施和持续的BRT运营和服务合同管理,经过长时间研究和对接,项目于2018年开始实施,计划2019年4月开始运营。
如图1所示,白沙瓦 BRT走廊全长26km,共32个站台,每个站台都是封闭的。到站车辆的右侧门开启和关闭要求与站台门以及电动伸缩式登车桥的开启和关闭同步。即驾驶员仪表台上的1个开关将驱动全部的3个登车/下车部件:a)车门;b)登车桥;c)站台门。
作为车辆供应商厦门金龙旅行车有限公司,需要在车辆(如图2所示)设计制作过程中,实现该功能。为保证乘客安全上下车辆,同时系统还须兼顾乘客提示和防夹功能。
起初实现方案为:
1.采用细分步磁性传感器,关门遇到障碍执行防夹操作,防夹时间小于1s;传感器直接安装卡紧在门泵气缸拉杆上,位置不用调整。
2.开门电磁阀线圈和关门电磁阀线圈无需区分,中央处理器(CPU)会根据传感器信号判断选择并存储。电磁阀线圈采用晶体管驱动,无继电器触点寿命隐患。
3.2路继电器输出电路,可驱动登车桥和踏步灯,且连接仪表作为车门开或车门关状态信号。
4.车门开启或关闭完成后会向站台发送含有地址码和数据码的红外信号一次或多次。选用PT2262型发射芯片发送数据,载波频率为38khz,含有6位地址,6位数据。为简化接收约定,地址码仅用0和1,开路状态不用。初步约定地址为101010,开门数据为111001,关门数据为111000。客车发射红外数据对着下客站台,站台采用配对的PT2272型解码芯片接收电路对准客车发射电路,足巨离5m,角度30°范围内。站台门控制器在接收的地址和数据都相同时,执行相应操作。
这样的技术方案本已经可以满足乘客门门控同步信号通讯要求,但在项目专家组在测试样车时提出白沙瓦市有“反恐”需要,要求必须要对门控同步信号进行加密处理。为此,我们又研究了如下“乘客门门控同步信号加密改进方案”:
1.控制器通过无线红外发射头向站台发射载波频率为38khz的开门或关门指令的红外载波信号。如图3所示。
2.每次操作发送1组数据包(共4字节)。
3.该信号被红外接收器VS1838接收到并转换成1组多帧数据包,每帧数据为10位(16进制),包括1个起始位“0”,8个数据位,1个停止位“1”。如图4所示。
4.2帧数据前1帧的停止位与后1帧的起始位的间隔为20ms。
5.使用C51单片机,将红外接收器VS1838的输出口(OUT)与单片+AIL串行通讯接收口RXD相接,设定串口通讯模式为1,波特率为1200。
6.采用动态码及简单的算法加密,接收的数据须符合下列格式才能执行相应操作:
a)发送的第1字节X、X是门控器里的1个计时器的随机数。
b)发送的第2字节X+ 1,同步码1。
C)发送的第3字节X+2,同步码20
d)发送的第4字节X+Y,站台门开门或关门操作码:
Y=10h,车门开门指令码;
Y=1 1h,车门关门指令码。
例如:
发送数据时,若门控器计时器为feh,那么车门的开门数据4字节分别为:
第1字节=feh;
第2字节=feh+ 1=ffh;
第3字节=feh+2=0 (feh+2=100h,进位1舍去);
第4字节=feh+10h=eh (feh+ 10h=10eh,进位1舍去)0
那么关门数据的4字节的前3个与开门数据相同,而第4个则为:
第4字节=feh+ 11h=fh (feh+ 11h=10fh,进位1舍去)。
乘客门门控同步信号方案通过如此加密后,项目专家组认可并予以采纳应用。