图2 本系统一种基于北斗导航的精确公交信息监测系统网络架构图
下面结合图1、2说明该系统具体实施方式。该监测系统包括：微处理器、外置存储单元、SDRAM存储器、FLASH存储器、射频识别通信单元、显示单元、红外线传感器、速度传感器、温度传感器、按键或语音输入单元、GPRS模块、视频信息采集装置、北斗导航模块、手机终端。其中微处理器与SDRAM存储器、FLASH存储器构成最小运算和控制系统，且FLASH存储器为非易失性存储器，用于存放系统运行所需的程序和相关数据，保证掉电程序和数据都不会丢失；而SDRAM存储器用于存放系统运行时的程序和数据时，掉电后该部分程序和数据会丢失。该监测系统工作过程中所有数据的运算和外围模块的控制都由最小运算和控制系统来完成。该系统具体实施方式如下： 1、该系统正常工作时，车载终端经过初始化后会从外置存储单元载入相关电子地图信息，此时终端会自动定位好当前的地理位置以及站点位置。
2、根据设定好的行车路线，终端通过对采集到的信息（包括定位导航信息、速度信息以及车内其它相关信息）计算处理然后经无线通信网络发送给站点终端。处理好的信息主要包括：此时车距离站点的路程、到达下一个站点所需时间、车内人数及温度。RFID单元实现收费和人数确定功能，速度和温度传感器分别对行车速度及车内温度信息进行采集、按键或语音输入单元为信息提醒单元。 3、站点终端GPRS接收模块接收相关信息，此信息经运算和控制单元的处理存储，之后被显示在电子显示牌上。 4、同时，站点终端的红外线感应器及视频采集装置会对候车人数及站点基本信息进行采集，经微处理器处理之后由GPRS发送单元发送。
5、除此之外，手机用户可根据需要设定导航目标，搜索附近指定车辆及站点信息（如下一班车到达所设定车站所需时间、车内人数及温度、站点候车人数等）以及欲乘车站点的相关信息。
4创新点及应用
1、本系统中所述计算机信息处理中心由交通管理部门控制，但对车辆、站点信息进行监管和控制的主要是由车辆操作者执行（在必要时，如出现交通事故，执法部门可通过计算机中心的存储单元获取相应信息）。这样可大大提高交通运
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输的灵活性。
2、本系统实现了站与车、人与车以及人与站之间的双向通信，不仅欲乘车者可以掌握有关车辆的详细信息（收费装置设在车载终端，乘客可以根据具体情况选择乘车与否，避免了进站缴费之后由于某些临时原因想放弃或改签乘车的问题），而且车辆操作者还可以时时刻刻掌控站点及附近车辆相关信息。 3、此系统扩展到了手机终端，实现手机用户不在站点便可掌握附近车辆及站点相关信息。
4、本系统不仅仅局限于对公交车信息的监测，还可应用于出租车。 5结论
本系统实现了站点终端与车载终端、手机终端与车载终端以及站点终端与手机终端之间的双向通信，借助于无线通信网络和北斗导航解决了目前公交运输的不灵活问题。用户可通过此系统轻松地了解到欲乘车辆以及相关站点的详细信息，方便乘客对时间的合理化安排。
参考文献
[1] 《北斗导航系统的发展与应用刍议》 戴宏发 （中国人民解放军海军学院 辽宁 葫芦岛 125001）； [2] 《当前我国大城市交通问题的原因、趋势与建议》 潇霖； [3] 《卫星导航定位在抗震救灾中的作用和应用》 龚德坤； [4] 《北斗导航系统发展现状及特点》 作者：佚名。
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第二届“北斗杯”全国青少年科技创新大赛优秀作品（大学组）
科技小论文
基于北斗导航系统的便携药品贮存系统的设计与实现
作者：常河，陈祎东，张甲 指导教师：邵时
（华东师范大学信息学院，上海 闵行 200241）
【摘要】 本文是对自主设计并实现的基于北斗卫星导航系统的便携式药品贮存系统的描述。首先是基于AVRmega16芯片的嵌入式开发，实现药盒自动提醒服药功能。然后进行蓝牙通信模块的实现，使嵌入式部分可与手机通信，通过在手机上编写Java程序，实现老人未按时服药时自动发短信告知亲属，出现紧急状况自动拨打急救电话。接着，为作品添加北斗导航定位模块，利用北斗卫星的定位功能。老人外出走失时，亲属可在手机或者电脑终端看到老人的详细信息，及时找到老人。老人外出突发疾病时，急救中心可根据北斗卫星的定位信息，迅速抢救老人。为老人外出安全提供了保障。最后，利用CAD技术，对系统的外观进行了面向不同人群、不同场合的人性化设计，增强了系统的应用性。。 【关键词】 北斗定位、嵌入式系统、蓝牙通信、J2ME、药品贮存
现今，超负荷的工作压力、不良的生活方式等引发的各种慢性疾病逐年增多。对许多人来说，药品成了不可或缺的随身物品，而按时服药也成为保持健康的强力保障。对于中青年人来讲，沉重的工作压力经常使其忘记服药。而对于记忆下降的老年人而言,忘记服药的现象也很普遍。特别是对老人来说，提醒他们按时按量服药并在其不能正常服药时、发生紧急状况时分别以短信、电话的形式第一时间通知其家人亦是非常必要的。老人外出迷路或突发疾病时，需要亲属或急救人员的帮助。本系统正是基于此而设计的。
1 需求分析
本系统主要面向老人及其他需按时服药的人群。系统的主要功能有：系统时间的设定、系统时间的显示、服药时间设置、服药时语音提醒、未按时服药时自动发短信告知亲人、用户出现紧急状况时自动拨打急救电话。老人外出走失时，亲属可在手机、电脑终端及时获取老人的位置；外出突发疾病时，120急救中心也可及时获取老人位置信息，进行救援。
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2 总体设计思路
首先，进行嵌入式硬件设计与实现。在此模块，使用AVRmega16芯片，进行显示部分、键盘部分、USART转蓝牙部分的电路设计与内置编程，以达到用户可以设置吃药时间，到时吃药提醒的目标。然后，进行手机上Java软件[14]的开发。在此模块，需要编写手机接收蓝牙信号并获取数据的程序、自动发短信程序、自动打电话程序。这部分的设计目标是：当用户未按时吃药时，硬件通过HC-06蓝牙模块向手机发送信号1，手机自动将指定内容的短信发送到指定手机号；当用户突发疾病时，按动紧急按钮，硬件通过蓝牙模块向手机发送信号2，手机自动拨打急救电话。接着，添加北斗导航外出定位模块。在老人外出迷路时，只需按下系统的“走失”键，老人的亲属即可在手机或者电脑终端的智能地图上看到老人的位置，及时寻找老人。在老人外出突发疾病时，按下“外出紧急”键，120急救中心可在显示终端获取老人的位置信息，第一时间救助老人。最后，考虑到系统的商品化，进行了面向不同人群不同场合的CAD产品外观设计。
3 详细模块设计与实现
3.1嵌入式硬件模块
本系统的嵌入式开发环境是在华东师范大学通信工程系AVR[8]实验室开发的多功能实验开发板。该开发板将板上的单片机引脚、常用单元全部开放。
键盘是用户和系统交互的窗口，按键过多，系统就显得过于繁杂，同时也不利于年长者的学习。按键过少，相应的功能就得减少，同时也不便于用户的操作。在不损失系统基本功能的前提下，同时为了精简系统。在这个系统中我们一共设计了七个按键。它们分别为：“菜单”、“+”、“-”、“确认”、“重置”、“应急”以及锁键盘。其中，“菜单”、“+”、“-”、“确认”键在我们软件系统的各个状态中复用。所有按键每隔10ms[9]扫描，通过状态机进行消抖，以求得到精确的按键值。
重置即在Mega16的9脚[10]给一个低电平重启系统、应急则是通过单片机控制USART[11]发送指令，当锁键盘置零时，通过软件“与”逻辑使所有键盘失效。
虽然AVR自带了定时器，可以进行系统时钟的测定。但是如果考虑到更换电池时的断电等引起的芯片时钟混乱，那么使用专用的时钟芯片，则显得非常有必要了。系统使用的是美国DALLAS公司推出的DS1302时钟芯片。相对于AVR内部定时器而言，虽然提高了部分成本，但是大大提高了精度。并且实现了掉电可靠运行的功能。在硬件电路图（图1）中可以看到，我们在备用电源处连接了2200uF的电解电容[12]，足以维持时钟芯片连续运行24h以上。
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图1 整个嵌入式部分的硬件电路图
整个系统的设计是基于有限状态机（FSM）设计的。整个系统中含有七个状态。
状态一：系统默认状态，显示系统时钟，并且计算显示与下次吃药间隔时间，按菜单按钮进入状态而二；
状态二：主菜单选择A状态，选中“更改系统时钟”项，按+/-健可切换至状态三；
状态三：主菜单选择B状态，选中“更改吃药时钟”项，按+/-健可切换至状态二；
状态四：更改系统时钟小时状态，使用+、-可以对小时项进行修改，范围是0~23，确认健进入状态五，按菜单键撤销修改，进入状态二；
状态五：更改系统时间分钟状态，使用+、-可以对小时项进行修改，范围是0~59，确认健进入状态一，按菜单键撤销修改，进入状态二；
状态六：更改吃药时间小时状态，使用+、-可以对小时项进行修改，范围是0~23，确认健进入状态七，按菜单键撤销修改，进入状态三；
状态七：更改吃药时间分钟状态，使用+、-可以对小时项进行修改，范围是0~59，确认健进入状态一，按菜单键撤销修改，进入状态三；
具体关系如图：
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