基于GPS定位的公交車自動報站系統(tǒng)的設(shè)計教材

1、蘇州經(jīng)貿(mào)學院b 蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院學生畢業(yè)設(shè)計（畢業(yè)論文）基于 GPS定位的公交車自動報站系統(tǒng)的設(shè)計 系 別： 機電系 專 業(yè)： 應用電子技術(shù)（電子產(chǎn)品營銷） 班 級： 應電 0832 班 學 生 姓 名： 李超 學 生 學 號： 0801083240 指 導 教 師： 王倢婷 王益20102010 年 1212 月 1919 日蘇州經(jīng)貿(mào)學院目錄摘要 .前言 .1.第一章 概述 .2.1.1GPS國內(nèi)外發(fā)展形勢 . .國外研究現(xiàn)狀 . .國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 .2.1.2課題研究內(nèi)容及目標 .3.第二章 整體框架及方案比較 .4.2.1系統(tǒng)整體框架結(jié)構(gòu)圖 .4.2.2單片

2、機的選擇 .4.2.3語音芯片的比較 5.第三章 系統(tǒng)的硬件研究與設(shè)計 .7.3.1各部分電路圖 . .單片機的最小系統(tǒng) .LCD12864 液晶顯示電路 . .ISD4004 音頻輸出電路及按鍵電路 .GPS模塊接口電路 .9.3.2系統(tǒng)整體電路圖 1.0第四章 系統(tǒng)軟件的研究與設(shè)計 .1.24.1主程序流程圖 1.24.2語音模塊子程序 1.44.3LCD12864 液晶顯示子程序 1.5第五章 系統(tǒng)校驗 .系統(tǒng)仿真 ..2 .仿真實現(xiàn)流程 1.65.2系統(tǒng)運行結(jié)果截圖 開機界面 .1.7

3、.5.2.2接收信號后 .1.7.第六章 總結(jié)與展望 . 總結(jié) .展望 .2.1.致謝 .2.1.參考文獻 .2.2.附錄 .2.3.蘇州經(jīng)貿(mào)學院摘要智能公交系統(tǒng)是指智能交通系統(tǒng)重要研究內(nèi)容，此論文設(shè)計了一種基于 GPS 定位的公交車自動報站系統(tǒng)， 它是利用 GPS進行數(shù)據(jù)采集， 從而獲得車輛位置信 息，并結(jié)合了語音播放技術(shù)，根據(jù)公交車所處位置進行自動報站、溫磬提示之類 的語音服務(wù)。 它可以改變傳統(tǒng)公交車的語音報站必須由司機操控， 否則工作的落 后方式， 可以做到不需要人工介入，從而實現(xiàn)公交車報站完全智能化。 該系統(tǒng)以 GPS定位技術(shù)作為基礎(chǔ)來實現(xiàn)自動定位，提供自動

4、報站服務(wù)。Intelligent transportation system is an important research content of intelligent transportation system, this paper designed a GPS bus automatic station reporting system based on it is using GPS data collection, to get the vehicle location information, and a combination of voice playback techno

5、logy, according to the bus location automatic newspaper station, Wen Qing tips like voice services. It can change the voice of the traditional bus station must be controlled by the driver, otherwise the work of the backward way, you can do without manual intervention, so as to achieve full intellige

6、nt bus station. The system uses GPS positioning technology as the foundation to realize automatic positioning, providing automatic station service.關(guān)鍵詞： GPS；自動報站系統(tǒng)； STC89C51蘇州經(jīng)貿(mào)學院前言從1831英國的沃爾特漢考克為他國家制造出了世界上第一輛裝載發(fā)動機的 公共汽車起，如今，公交車已經(jīng)歷經(jīng)過將近 200年的發(fā)展過程。從一開始的“悶 罐頭”到如今配套空調(diào)系統(tǒng)； 從專人售票至無人售票； 從人工報站至半自動語音 報站，公交車朝著越

7、來越人性化的方向設(shè)計?？墒悄壳按嬖谝粋€問題， 半自動的 語音報站系統(tǒng)需要司機在車子進出站的時候進行人工操作， 由于這兩個時間往往 是路面情況的最復雜的時刻， 因此容易給行駛中的車輛造成安全隱患。 此論文的 目標就是進行可替代人工操作來實現(xiàn)公交進出站的全自動的語音報站。利用了 STC89C5單1 片機、 ISD4004語音芯片、 LCD12864液晶模塊來實現(xiàn)需要的功能。單片機的體積小， 重量輕，擁有很強的靈活性且價格便宜， 得到越來越廣泛 的應用，例如控制領(lǐng)域、家電產(chǎn)品，智能儀器儀表，計算機外部設(shè)備都有重要的 用途。在 20世紀80年代中期， Intel 公司將8051內(nèi)核的使用權(quán)以專利互換或

8、出售 的形式轉(zhuǎn)給世界許多著名 IC 制造廠商，這樣 8051從此變成有眾多制造廠商支持， 并發(fā)展出上百個品種的大家族。 至今，其它任何一個單片機系列都未發(fā)展到如此 規(guī)模。正因為 51單片的運用是如此廣泛，故學習單片機的運用非常重要。 學好單 片機原理也是學習其他嵌入式控制器（如 ARM、DSP）的基礎(chǔ)，任何嵌入式控制器 都不能離開單片機所涵蓋的 （如中央處理器， 定時器、中斷控制器， IO口控制器， 串行通訊控制器， I2C總線控制器，片內(nèi)外存儲控制器，匯編語言， C語言，操作 系統(tǒng)） 的概念。因此說學好單片機，再學習其他嵌入式控制器 （如ARM、DSP）是比 較簡單的。可以說學好單片機是為其

9、它進階微處理器的鋪墊。此次設(shè)計的課題， 是“基于 GPS定位的公交車自動報站系統(tǒng)的設(shè)計”， 設(shè)計 中，利用無線收發(fā)模塊及編解碼實現(xiàn)站臺的自動識別， 通過單片機對液晶模塊與 語音模塊的綜合控制，來實現(xiàn)全自動語音報站的功能。本次設(shè)計以 Keil C51 的開發(fā)環(huán)境為編程平臺進行代碼編譯、運行， Altium Designer 進行原理圖設(shè)計。蘇州經(jīng)貿(mào)學院第一章 概述1.1GPS 國內(nèi)外的發(fā)展形勢1.1.1 國外的研究現(xiàn)狀目前，以 GPS為代表的衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)已成為當今國際公認的八大無線產(chǎn) 業(yè)之一。隨著技術(shù)的進步、應用需求的增加， GPS以全天候、高精度、自動化、 高效率等顯著特點及其所獨具的定位

10、導航、 授時校頻、 精密測量等多方面的強大 功能，已涉足眾多的應用領(lǐng)域，使 GPS成為繼蜂窩移動通信和互聯(lián)網(wǎng)之后的全球 第三個 IT 經(jīng)濟新增長點。雖然具有 GPS定位功能的公交車市場潛力頗為看好，就現(xiàn)階段而言仍有幾項 障礙亟待克服： 首先，不論公交車采用內(nèi)建 GPS芯片或是外接 GPS模塊作為解決方 案，這會無可避免地提高公交車運營成本，也影響消費者購買意愿；最后，目前 具有提供整合的 GPS芯片與無線通信技術(shù)的公司屈指可數(shù)，且公交車制造廠是否 愿意采用現(xiàn)有解決方案，或是另外自行開發(fā)，仍是未定之數(shù)。通過近20年的發(fā)展， GPS已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橄M型電子產(chǎn)品，且所能應用的范圍 已經(jīng)擴展到日常的生活

11、通信、 PDA、定位信息等。不過，通過現(xiàn)階段來看， 由于 GPS 接收機單芯片化技術(shù)、價格以及市場的應用服務(wù)等仍未成熟，因此，在樂觀地看 待市場發(fā)展時，諸如 GPS IC設(shè)計技術(shù)是否能達到公交車、 PDA所需的最小體積、 成本是否降低以及內(nèi)建 GPS的新公交車系統(tǒng)能否引起消費者的青睞等問題，仍必 須審慎地進行深入評估。1.1.2國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)GPS市場呈現(xiàn)出兩個重點發(fā)展趨勢。(1) 以車載導航為核心的移動目標監(jiān)控、管理與服務(wù)系統(tǒng)。在GPS應用領(lǐng)域， 車輛應用所占的比例較大。 最初 GPS車輛應用一般分為車輛 跟蹤和車輛導航兩大系統(tǒng)。 但當摩托羅拉公司推出集車輛導航與跟蹤于一體的車 輛信息系

12、統(tǒng)后，它就成了發(fā)展的方向。GPS車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)主要有自導航應用和中心監(jiān)控兩種方式。車輛監(jiān)控系 統(tǒng)是集 GPS技術(shù)、無線通信技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)于一體的綜合車輛管理系統(tǒng)。 一般行業(yè)用戶的車船隊監(jiān)控都采用中心監(jiān)控方式， 系統(tǒng)由監(jiān)控中心、 位于監(jiān)控中 心的主站和安裝在移動車輛上的子站等 3部分構(gòu)成。系統(tǒng)的工作原理是：安裝在 車輛上的 GPS接收機根據(jù)收到的衛(wèi)星信息計算出車輛的當前位置，通信控制器從 GPS接收機輸出的信號中提取所需要的位置、速度和時間信息，結(jié)合車輛身份等 信息形成數(shù)據(jù)包， 然后通過無線信道發(fā)往控制中心。 控制中心的主站接收子站發(fā) 送的數(shù)據(jù)，并從中提取出定位信息， 根據(jù)各車輛的車號

13、和組號等， 在監(jiān)控中心的 電子地圖上顯示出來。 同時，控制中心的系統(tǒng)管理員可以查詢各車輛的運行狀況， 根據(jù)車流量合理調(diào)度車輛。(2) 面向個人消費者的 GPS終端產(chǎn)品。芯片的小型化技術(shù)、 生產(chǎn)成本的降低、體積與耗電量的減小等有利因素，使 GPS產(chǎn)品走下神壇、深入到人們的日常生活中。目前面向個人消費者的產(chǎn)品主要蘇州經(jīng)貿(mào)學院有車載自主導航系統(tǒng)、移動監(jiān)控終端以及消費類電子產(chǎn)品。有集成了 GPS芯片和地理信息系統(tǒng)數(shù)字地圖的移動通信手機、 GPS手持機、GPS 手表，甚至 GPS相機等，也有基于掌上電腦和筆記本電腦等移動設(shè)備的插卡（CF卡式GPS接收機）式、外接 （GPS接收機）式等集成產(chǎn)品。1.2 課

14、題研究的內(nèi)容及目標自動報站系統(tǒng)是智能公交系統(tǒng)的組成部分， 公交車自動報站系統(tǒng)是利用全球 定位系統(tǒng)（ GPS）進行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)公交車所處的位置進行自動報站、溫磬提 示等服務(wù)，它將電子、控制、計算機、通信等實用技術(shù)集中運用于公共交通系統(tǒng)， 改造舊的服務(wù)模式，建立全新的服務(wù)體系， 不但提高了其服務(wù)質(zhì)量， 同時也將為 公交公司和社會帶來較大的經(jīng)濟和社會效益。1課題的主要研究的內(nèi)容針對我國的中小城市，自主研發(fā)一套基于 GPS的公交車自動報站系統(tǒng)。該系 統(tǒng)采用 GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，徹底改變傳統(tǒng)公交車語音報站必須由司機操控才能工 作的落后方式，在公交車進站、出站、拐彎時能及時、準確地自動播報站名及服 務(wù)用

15、語，實現(xiàn)公交車報站的完全智能化。在進行系統(tǒng)設(shè)計時， 除了實現(xiàn)系統(tǒng)要求的功能以外，同時，由于系統(tǒng)是安裝 在公交車上，屬于車載終端設(shè)備，所以必須兼顧電源、功耗、體積等因素，且還 要考慮到產(chǎn)品成本、開發(fā)工具、研發(fā)周期等問題?；谝陨弦蛩?，整個系統(tǒng)采用 了AT89C51單片機作為主控制器的設(shè)計思路。2課題研究的目標本課題研究的是基于 GPS的公交車自動報站系統(tǒng)，目的是使公交車通過 GPS 定位，準確獲知并且確定車輛位置，然后通過液晶顯示站點信息，提示燈變亮， 再由音頻系統(tǒng)自動播報站名， 從以前完全手動控制變?yōu)檫x擇性自動控制， 以提高 公交系統(tǒng)的準確性和安全性。蘇州經(jīng)貿(mào)學院第二章 整體框架及方案比較本系

16、統(tǒng)要實現(xiàn)根據(jù)公交車通過不同路段， 然后經(jīng)過 GPS系統(tǒng)定位報出站名的 功能。系統(tǒng)主要有兩大部分， 主控制程序單片機和語音芯片部分。 每個部分都有 不同的方案可供選擇。2.1系統(tǒng)整體框架結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計的整體思路是： 通過按鍵電路和 GPS定位系統(tǒng)輸入地段信息， 直接輸 出數(shù)字信號給單片機 AT89C51進行處理，在 LCD液晶頻上顯示當前站名信息。 同 時通過語音芯片輸出放大后的語音信息。其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示：圖 2.1 整體框架結(jié)構(gòu)圖2.2單片機的選擇目前基于此課題的設(shè)計方案主要有兩種， 分別是基于 FPGA的 VHDL語言設(shè)計， 基于 AT89C51單片機設(shè)計，下面具體分析各種設(shè)計方案的優(yōu)缺點。

17、方案一：基于 FPGA 的 VHDL 語言設(shè)計優(yōu)點: FPGA 是一種高密度的可編程邏輯器件，器件集成度高，方便易用。 FPGA在通信、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)、儀器、工業(yè)控制、軍事和航空航天等眾多領(lǐng)域 得到了廣泛應用。隨著功耗和成本的進一步降低， FPGA還將進入更多的應用領(lǐng) 域。缺點：用 VHDL語言編寫的程序很難實現(xiàn)符合這個課題的效果，在邏輯算法 上也不及 51 單片機來得靈活。在仿真環(huán)境上無法體現(xiàn)出需要實現(xiàn)的功能，不太 適合用在這個課題上。方案二：基于 AT89C51 單片機設(shè)計蘇州經(jīng)貿(mào)學院優(yōu)點： 51單片機具有高效能，資源占用率低等特點。目前 51 單片機的使用 非常廣泛，關(guān)于 51 單片機設(shè)

18、計開發(fā)的資料非常豐富，很適合初學者自學。使用 C 語言編程可以實現(xiàn)豐富的功能，在 Proteus 仿真環(huán)境上也可以很好地體現(xiàn)出本 設(shè)計欲達到的效果。缺點：對多線程同時需要共享資源的任務(wù)處理性能有限， 無法滿足現(xiàn)今對執(zhí) 行效率和存儲容量都有較高要求的信息家電等的需要。 在多任務(wù)的處理能力上根 本無法與基于嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)架的方案同日而語。本設(shè)計采取方案二以 AT89C51作為單片機。 由于本課題屬于小型項目， 信息 處理量不大，采用 FPGA的設(shè)計存在成本高，開發(fā)過程復雜等情況，本項目并不 能發(fā)揮出這些芯片的強大功能?；谝陨蟽?yōu)缺點的分析我選擇了第 2 種設(shè)計方 案。選用 ATMEM公司的 AT

19、89C51作為控制芯片，成本低，開發(fā)周期短，配合各種 專用芯片的使用能夠?qū)崿F(xiàn)豐富的功能。 可以在 Proteus 仿真環(huán)境中很好的體現(xiàn)出 設(shè)計所要實現(xiàn)的效果。2.3語音芯片的比較本論文主要考慮了兩種語音芯片， ISD1700S 語音芯片和 OTP語音芯片，并 且對它們做了分析比較。方案一：語音芯片 ISD1700SISD1700S 系列芯片是華邦公司新推出的單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路 ，是 ISD1400S與 ISD2500S的升級產(chǎn)品。該芯片提供多項新功能，包括內(nèi)置專利的多 信息管理系統(tǒng)，新信息提示（ vAlert ）, 雙運作模式（獨立 &嵌入式），以及可定 制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部包含有

20、自動增益控制、麥克風前置擴大器、 揚 聲器驅(qū)動線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。特點： 可錄、放音十萬次，存儲內(nèi)容可以斷電保留一百年 兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式 可處理多達 255 段以上信息 有豐富多樣的工作狀態(tài)提示 多種采樣頻率對應多種錄放時間 音質(zhì)好，電壓范圍寬，應用靈活，價廉物美 電特性： 工作電壓： 2.4V 5.5V，最高不能超過 6V 靜態(tài)電流： 0.5-1uA 工作電流 :20mA可利用振蕩電阻來自定芯片的采樣頻率， 從而決定芯片的錄放時間和錄放音 質(zhì)，而芯片的采樣率可以通過外部振蕩電阻來調(diào)節(jié)方案二：語音芯片 OTPOTP可以 PWM直接驅(qū)動喇叭，

21、也可以通過三極管放大后驅(qū)動喇叭， TG1、TG2 只能作為輸入觸發(fā)端（和正電源導通時，觸發(fā)語音播放）另外的TG11、TG12既可以作為輸入觸發(fā)端，也可以作為輸出驅(qū)動端，可以選擇播放語音時 TG11/TG12 輸出 1HZ閃光、 3HZ閃光、 6HZ閃光或者常亮模式，這樣就能實現(xiàn)在播放語音的 同時 LED閃光或者執(zhí)行其他動作，如電機運轉(zhuǎn)等。蘇州經(jīng)貿(mào)學院OTP語音芯片特點性能高度集成外圍無需任何元件 , 只需一個 104 濾波電容。體積超小有 DIP8，SOP8兩種封裝方便客戶使用、低電壓供電，靜態(tài)基 本不耗電。音質(zhì)效果好，音量大 支持多種控制方式，按鍵控制和單片機串行脈沖控制 . 語音可分成 3

22、2 段. 批量價格具有絕對優(yōu)勢 , 交貨周期短 7 天。輸出方式有 PWM， DSK驅(qū)動喇叭。本系統(tǒng)中采用方案一。方案一采用 ISD1700 系列芯片具有優(yōu)質(zhì)語音錄放功 能，芯片內(nèi)部包含有自動增益控制、麥克風前置擴大器、揚聲器驅(qū)動線路、振蕩 器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)， 具有更大的靈活性和更低的成本， 能夠充分發(fā)揮 單片機的效能。 而由于方案二中芯片價格相對較高， 且本程序較小不需要如此高 性能芯片，所以相比之下選擇方案一最適合。蘇州經(jīng)貿(mào)學院第三章 系統(tǒng)的硬件研究與設(shè)計系統(tǒng)硬件電路主要包括按鍵電路， JHD162A液晶顯示電路， ISD1700S音頻輸 出電路和 GPS模塊接口電路。 每塊電路

23、通過與單片機的連接組合， 實現(xiàn)其各自的 功能。3.1各部分電路圖3.1.1單片機的最小系統(tǒng)AT89C51單片機的時鐘電路可以由三種方式構(gòu)成，即內(nèi)部時鐘方式、有源晶 振方式和外部時鐘信號方式。 本自動報站系統(tǒng)為內(nèi)部時鐘方式， 即采用外接晶振 和電容組成的并聯(lián)諧振電路， AT89C51 可以工作在 20MHz頻率下。電路如圖 3-1 所示復位電路主要完成系統(tǒng)的上電自動復位和系統(tǒng)在運行時用戶的手動按鍵復 位功能。在本系統(tǒng)中采用較簡單的 RC復位電路，單片機在上電瞬間， RST引腳 端出現(xiàn)正脈沖，實現(xiàn)自動復位。經(jīng)實踐使用證明，其復位邏輯穩(wěn)定、可靠。電路 圖如圖 3-1 所示。圖 3-13-1 單片機最

24、小系統(tǒng)電路圖蘇州經(jīng)貿(mào)學院3.1.2JHD162A 液晶顯示電路為了能方便直觀的了解到當前地段的站名和信息，顯示的內(nèi)容主要為 16 字 符x 2 行，字符點陣為 5 x 8 點，采用的驅(qū)動方式為 1/16D?；静僮鲿r序為讀 狀態(tài)： RS L， RWH，EH ；寫指令： RSL，RWL，D0D7=指令碼， E高脈 沖；讀數(shù)據(jù)：RSH，EH ；寫數(shù)據(jù)：RSH，RWL，D0D7=數(shù)據(jù)，E高脈沖 ， 數(shù)碼管的 4，5,6 分別與單片機的 P2.0P2.2 相連； 714 分別與 P0.0P0.7 相 連，通過單片機的信息處理， 從而在液晶顯示頻上顯示各段信息。 設(shè)計電路圖如 圖 3-2 所示。3.1.

25、3ISD1700S音頻輸出電路及按鍵電路ISD1700S 通過按鍵系統(tǒng)和 GPS模塊的信息輸入，在按鍵模式工作時，芯片 可以通過 /LED 管腳給出信號來提示芯片的工作狀態(tài)，并且伴隨有提示音， ISD1700S 芯片具有語音錄放功能，通過不同的數(shù)字信息輸入，系統(tǒng)將會把先前 收錄好的語音通過音頻放大器進行處理，最后經(jīng)過揚聲器喇叭播報出來。本系統(tǒng)兼有按鍵操作功能：按下 REC 鍵， /REC 管腳電平變低后開始錄音， 直到松開按鍵使電平拉高或者芯片錄滿時結(jié)束。（ 1）錄音結(jié)束后，錄音指針自 動移向下一個有效地址，而放音指針則指向剛剛錄完的那段語音地址。（2）放音操作： 放音操作有兩種模式，分別是邊

26、沿觸發(fā)和電平觸發(fā)，都由 /PLAY 管腳觸 發(fā)。（ 3）快進操作：點按一下 FWD 按鈕將 /FWD 端拉低，會啟動快進操作?？焯K州經(jīng)貿(mào)學院進操作用來將播放指針移向下一段語音信息。設(shè)計電路圖如圖 3-3 所示圖 3-3 ISD1700S 音頻電路圖3.1.4GPS模塊接口電路由于電源電壓要求為 +5.0V5%（即 +4.75V+5.25V），因此模塊引腳 1、引 腳 2，引腳 3 均接系統(tǒng)的 +5V 電源。由于該模塊無需初始化，上電后模塊即可自 動接收和發(fā)送定位數(shù)據(jù)， 故不需要對其進行控制操作， 即系統(tǒng)不必向 GPS模塊發(fā) 出控制指令。另外， GPS模塊工作電源是 +5V，而 AT89C51單

27、片機的 I/O 電壓為 +3.3V，所以在 GPS模塊與 AT89C51單片機之間串接 27K 的保護電阻。具體硬件 接口電路如圖 3-4 所示：蘇州經(jīng)貿(mào)學院圖 3-4 GPS 模塊接口電路3.2 系統(tǒng)整體電路圖系統(tǒng)主要通過單片機 AT89C51處理：GPS模塊接口電路， 按鍵電路，ISD1700S 音頻輸出電路以及 JHD162A液晶顯示電路。單片機主芯片通過對按鍵電路和 GPS 模塊的信息處理， 將信息發(fā)送到音頻輸出電路和 LCD液晶顯示電路， 從而可以明 確的獲知該地段的站名和準確播報信息。系統(tǒng)總體硬件設(shè)計電路如圖 3-5 所示。10蘇州經(jīng)貿(mào)學院圖 3-5 系統(tǒng)整體電路圖11蘇州經(jīng)貿(mào)學院

28、第四章 系統(tǒng)軟件的研究與設(shè)計在自動報站系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與實現(xiàn)之后， 還需要配合設(shè)計完善的程序才 能完全實現(xiàn)自動報站系統(tǒng)的各項功能。 在本系統(tǒng)中，主要設(shè)計了主程序的流程圖， 語音模塊子程序流程圖，并且簡單的分析了各程序的運行流程。4.1主程序流程圖主程序主要涉及各個部分子程序的調(diào)用。 程序初始化后，系統(tǒng)出現(xiàn)開機界面， 液晶顯示頻顯示下一站站名。本程序主要兼有兩種控制方式：按鍵控制和GPS接收控制。程序接收到信息后語音將自動播報到站信息，液晶顯示頻顯示下一站， 下車的指示燈亮。選擇 NO，則是繼續(xù)行車報站，選擇 YES，則停止行車，終止系 統(tǒng)。主程序流程圖 4-1 所示。12蘇州經(jīng)貿(mào)學院N圖 4

29、-1 主程序流程圖13蘇州經(jīng)貿(mào)學院4.2語音模塊子程序ISD1700S語音模塊子程序主要是接收主芯片發(fā)送過來的音頻信號，然后由 P25端輸出一個負脈沖信號， 語音芯片內(nèi)部指針指向本站點的語音段頭， 再由 P26 端輸出一個負脈沖信號， 經(jīng)過音頻放大，通過揚聲器播放當前指針指向的語音段。 流程圖如圖 4-2 所示圖 4-2 語音模塊流程圖14蘇州經(jīng)貿(mào)學院4.3JHD162A 液晶顯示子程序JHD162A液晶顯示子程序主要通過接收主程序發(fā)出的信號，將其設(shè)置輸入為 模式子函數(shù)形式，并初始化 LCD子函數(shù)，顯示定位子函數(shù)，顯示字符子函數(shù)，站 點信息設(shè)置及調(diào)用，最后顯示站名信息。流程圖如圖 4-3 所示

30、。圖 4-3 JHD162A 液晶顯示流程圖15蘇州經(jīng)貿(mào)學院第五章 系統(tǒng)校驗軟件的調(diào)試主要使用的是 Proteus 集成開始環(huán)境和 Keil 軟件。Keil 軟件提供 了豐富的函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具。編譯后調(diào)試運行，生成HEX文件后直接燒寫到 AT89C51芯片中，進行系統(tǒng)的軟件仿真。5.1系統(tǒng)仿真SIGNAL：模擬 GPS接收信號。 GPS接收端收到信號后會從高點平跳變?yōu)橐粋€ 持續(xù)的低電平直到信號消失，由于 Proteus 里沒有語音器件所以用開關(guān)來替代。D1：播放 燈亮說明 /PLAY使能，模擬按鍵開關(guān)的負脈沖D2：快進 燈亮說明 /FWD使能，模擬負脈沖。D3：到站指示燈亮，語

31、音播報結(jié)束后，到站門開，指示燈 D3亮，直到信 號消失。 LCD模塊：初步選用字符型液晶，可以顯示公交車名以及下一站站名。 在每個 SIGNAL信號的下降沿跳變顯示下一站站名，否則保持不變。5.1.2 仿真實現(xiàn)流程公交車在離站 100米左右收到 GPS信號 ,SIGNAL給出持續(xù)的低電平直到車子馳 離站點。 這期間可分為三段。T1:公交車從接收到信號到停靠到站T2：?？縏3：馳離公交站，信號消失T1期間當單片機檢測到 SIGNAL信號的下降沿時， 液晶就顯示下一站站名 同時給 D2一個負脈沖，將語音芯片的播放指針指向下一段；延時后再給 D1一個負脈沖，播放當前指向語音段。然后 D3指示燈亮。T

32、2期間，指示燈 D3保持亮的狀態(tài)。語音播報完畢。T3期間，車子馳離信號區(qū)， SIGNAL信號上升沿，指示燈 D3熄滅，其它不 變。16蘇州經(jīng)貿(mào)學院5.2系統(tǒng)運行結(jié)果截圖5.2.1 開機界面當系統(tǒng)開機時，系統(tǒng)進入初始化界面。單片機 C語言程序自動默認為預設(shè)站 點，液晶顯示該站名信息為“ ZhaoHu Z”，此時的 LED指示燈均滅。圖 5-1 系統(tǒng)初始化界面5.2.2 接收信號后系統(tǒng)接收到 GPS發(fā)送的信息后， 單片機 P25端口輸出一個負脈沖信號， 語音芯 片內(nèi)部指針指向本站點語音段頭，語音芯片指針下移一位，此時控制開關(guān)閉合 LED2-BLUE燈亮。接著單片機會在 P26端口繼續(xù)輸出一個負脈沖

33、信號， 播放當前指 針指向的語音段，此時 LED2-BLUE熄滅， LED1-YELLO燈W亮。公交車繼續(xù)向前行駛，根據(jù) GPS定位系統(tǒng)向單片機輸入信息，液晶顯示下一 站站名更新，即“ JuYuan Z”，此時P1.0端口連接的 LED3-GREE提N示燈燈亮，待 公交車?？空军c后， LED燈滅。17蘇州經(jīng)貿(mào)學院圖 5-2 語音芯片指針下移一位圖 5-3 語音報站18圖 5-5 到站指示燈亮蘇州經(jīng)貿(mào)學院圖 5-4LCD 顯示下一站站名更新19蘇州經(jīng)貿(mào)學院圖 5-65-6 指示燈滅第六章 總結(jié)與展望6.1總結(jié)智能交通系統(tǒng)是目前世界上交通運輸科學技術(shù)的前沿， 智能公交系統(tǒng)是智能 交通系統(tǒng)研究的一個

34、主要方向， 它的建立將最大程度地提高車、 路資源的利用率， 提高公交服務(wù)的質(zhì)量， 從而創(chuàng)造巨大的社會經(jīng)濟效益， 因此對智能公交技術(shù)的研 究具有深遠的意義。 全球定位系統(tǒng) GPS已經(jīng)廣泛應用于各個領(lǐng)域。 GPS可以確定公 交車的地理位置，只要把公交站點的位置數(shù)據(jù)（經(jīng)度和緯度）記錄下來，就可以 知道公交車是否處于進站、到站和出站狀態(tài)。利用 GPS實現(xiàn)公交車的智能報站， 大大減少駕駛員的工作量， 提高公交車運行過程中的安全系數(shù)， 是公交智能化的 重大改進。所以，本文對 GPS定位、語音播放，液晶顯示等技術(shù)作了詳細的研究 與討論，總結(jié)如下：1）系統(tǒng)總體方案設(shè)計。 提出了以 AT89C51單片機作為主控

35、制器的硬件總體設(shè) 計方案，語音報站和信息顯示同步。20蘇州經(jīng)貿(mào)學院2）系統(tǒng)硬件電路設(shè)計。分析設(shè)計了各部分電路，包括液晶顯示電路、音頻 輸出電路及按鍵電路， GPS接口電路等，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)硬件電路的功能。3）系統(tǒng)軟件設(shè)計。研究分析了系統(tǒng)主程序，液晶顯示模塊程序設(shè)計和語音 模塊程序設(shè)計等。此外，本文還對 GPS在車輛定位進行了相關(guān)研究，提高系統(tǒng)定 位的可靠性和完整性。6.2展望由于時間和精力有限， 本文沒有設(shè)計實現(xiàn) DR系統(tǒng)定位的硬件電路， 但系統(tǒng)MCU 留有足夠的 I/O口可以使用。本文研究的 GPS定位中數(shù)據(jù)融合方式采用的是簡單的 模式切換，該方式的優(yōu)點是算法簡單， 容易實現(xiàn)， 但這種方式?jīng)]

36、有充分利用多傳 感器的冗余信息來提高定位精度和可靠性， 今后可以考慮用緊耦合和松耦合的多 傳感器信息融合方式來完善系統(tǒng)的定位精度和可靠性。 系統(tǒng)下一步發(fā)展趨勢是將 GPS自動報站系統(tǒng)和 GPRS技術(shù)和GIS相結(jié)合，即把 GPS定位、 GPR無S 線通信網(wǎng)和城 市地理信息系統(tǒng)結(jié)合起來， 對城市的公交車輛進行實時監(jiān)控， 可以實時掌握整個 路網(wǎng)交通的各種情況，進行即時分析、 處理和預測， 并以最快速度反饋給行駛中 的每個車輛，優(yōu)化行車路線，以最佳方式、最短時間將乘客載至目的地，使車輛 和道路智能化， 建立智能的公共交通營運和調(diào)度系統(tǒng)， 進一步促進智能公交系統(tǒng) 的發(fā)展。致謝在本畢業(yè)設(shè)計的寫作過程中，

37、我的指導老師王益老師傾注了大量的心血， 為 我確立了研究方向，從論文的選題、構(gòu)思、編排等方面給我詳盡指導。到一遍又 一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關(guān)， 循循善誘，王老師深厚的理論功底和 豐富的經(jīng)驗對我課題的完成起到了至關(guān)重要的作用。 在此，謹向王老師致以崇高 地敬意和由衷地感謝。 同時我還要感謝在我學習期間給我極大關(guān)心和支持的各位 老師以及關(guān)心我的同學和朋友。當然，在我求學期間， 還要感謝我深愛的父母親一直以來對我無怨無悔的付 出、支持、關(guān)愛、尊重和信任，在我學習、生活、感情、工作上遇到困難時，是 您們幫我抵御風霜，謝謝您們。 我是幸運而幸福的， 我知足并且義無反顧的在大 家的關(guān)愛下堅持自

38、己的信念和理想一路前行。21蘇州經(jīng)貿(mào)學院參考文獻1 AT89C51 中文資料手冊 EB2 ISD 1700 系列數(shù)碼語音電路使用手冊 EB3多用途 DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊 EB4 LCD1602A 中文資料手冊 EB5 PT2262/2272 編解碼集成電路介紹 EB6孫育才 .MCS51系列單片機微型計算機及其應用 M. 南京：東南大學出版 社,2004 。7周波,馮頑童, 胡建龍等 . 公交車自動報站系統(tǒng)的設(shè)計 J. 四川理工學院學 報：自然科學版 , 2008 。8張偉，孫穎，趙晶 .Protel 99 SE高級應用M. 北京：人民郵電出版社， 2007.9曹丙霞，趙艷華 .Protel

39、99 SE原理圖與 PCB設(shè)計 M. 北京：電子工業(yè)出版社， 2007。10朱定華，黃松，蔡苗 .Protel 99 SE 原理圖與印制板設(shè)計 M. 北京：清華大 學出版社， 2007。22蘇州經(jīng)貿(mào)學院附錄本附錄主要分析設(shè)計了三個 C語言程序， 其中包含系統(tǒng)的主程序設(shè)計， 液晶 顯示模塊設(shè)計和語音模塊程序設(shè)計。附錄一：主程序設(shè)計公交車自動報站系統(tǒng)是利用 GPS進行數(shù)據(jù)采集，實時解算車輛當時的經(jīng)度、 緯度等信息，獲得公交車的實時坐標， 將其與站臺坐標相比較， 公交車駛?cè)胝九_ 一定距離范圍內(nèi)時，不用人工干預，系統(tǒng)自動進行報站、溫磬提示等服務(wù)。如果 公交車需要臨時改變運營線路或更換一些語音廣告信息，

40、 車載系統(tǒng)將方便、 快捷 地下載更新語音信息。若是在自動報站狀態(tài)，則檢測 GPS信息，確定公交車當前 的地理位置，決定是否播放語音信息， 播放哪段語音信息。 主程序的流程實現(xiàn)如 下所示： 主程序代碼： #include REGX52.H #include LCD1602.h #define uchar unsigned charsbit P31=P31; / 無線信號接收端23蘇州經(jīng)貿(mào)學院sbit P24=P24; / 控制快進sbit P25=P25; / 控制播放sbit led=P10; / 到站指示燈sbit re=P30; /GPS 發(fā)射端sbit reset=P34; /語音芯片復

41、位char i;uchar code dis1=ZhaoHu Z ; / 站點內(nèi)容可更新或增加 uchar code dis2=JuYuan Z;uchar code dis3=Jin Shan;uchar code dis4=Shang Du;uchar code dis5=Shi Da ;uchar *p;void Delay1ms(unsigned int count) /延時 1msunsigned int i,j; for(i=0;icount;i+) for(j=0;j120;j+);void delay() int i,j; for(i=0;i255;i+) for(j=0;j1

42、20;j+);void send() /GPS 發(fā)送re=0;TMOD=0 x02; / 計數(shù)器工作模式：方式 2 自動再裝入的 8位計數(shù)器 EA=1; / 允許全部中斷TH0=0 xf3; / 高 8位計數(shù)器作為初值寄存器TL0=0 xf3; / 低8位計數(shù)器初值 ET0=1; / 允許計數(shù)器 0的中斷響應 main()LCD_Initial(); /lcd 初始化 GotoXY(7,0); / 顯示定位 Print(43); / 顯示站名GotoXY(0,1);Print(Next:);i=0;p=dis1; / 初始化界面 GotoXY(6,1); / 初始定位 Print(p); /

43、初始顯示24蘇州經(jīng)貿(mào)學院delay();reset=0; / 語音芯片復位delay();delay();delay();reset=1;P31=1;send(); /GPS 發(fā)射TR0=1; / 啟動計數(shù)器while(1)Delay1ms(300);while(P31); / 判斷P31口是否為 1,如果是則循環(huán)直到是 0后往下執(zhí)行 delay();P24=0; / 從P24口輸出一個負脈沖使 FWD有效，指針指向下一段 delay();P24=1;delay();P25=0; / PLAY 有效，播放當前段delay();P25=1; if(i=5)i=0;elsei+; switch(i

44、)case 0:p=dis1; break;case 1:p=dis2; break;case 2:p=dis3; break;case 3:p=dis4; break;case 4:p=dis5; break;GotoXY(6,1); / 數(shù)據(jù)指針定位 Print(p); / 顯示while(!P31) / 判斷P31口是否為 0, 如果為0則執(zhí)行l(wèi)ed=0否則led=1delay();led=0;led=1; delay();void ttl(void)interrupt 1 / 定時器 / 計數(shù)器 0(TF0) re=re; / re值取反產(chǎn)生 TTL電平附錄二：液晶顯示模塊程序設(shè)計25蘇州經(jīng)貿(mào)學院1、內(nèi)部等待函數(shù) LCD_Wait(void) unsigned char LCD_Wait(void) LcdRs=0; / 讀狀態(tài)LcdRw=1; _nop_();LcdEn=1; _nop_(); while(DBP