基于GPS定位的公交車自動報站系統(tǒng)的設計

1、b經貿職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）基于GPS定位的公交車自動報站系統(tǒng)的設計系另q:機電系專業(yè)：應用電子技術（電子產品營銷）班級：應電0832班學生姓名：超學生學號：0801083240指導教師：王健婷王益2010 年 12 月 19 0頁腳.目錄摘要I前言1第一章概述21IGPS國外發(fā)展形勢21. 1. 1國外研究現狀211.2國發(fā)展現狀2L2課題研究容及目標3第二章整體框架及方案比較42.1系統(tǒng)整體框架結構圖422單片機的選擇423語音芯片的比較5第三章系統(tǒng)的硬件硏究與設計73. 1各部分電路圖73. 1. 1單片機的最小系統(tǒng)73. 1.2LCD12864液晶顯示電路83.1.3 I

2、SD4004音頻輸出電路及按鍵電路8314 GPS模塊接口電路93.2系統(tǒng)整體電路圖10第四章 系統(tǒng)軟件的研究與設計124.1主程序流程圖124. 2語音模塊子程序1443 LCD12864液晶顯示子程序15第五章系統(tǒng)校驗 165. 1系統(tǒng)仿真165. 1.2仿真實現流程165.2系統(tǒng)運行結果截圖175.2. 1開機界面175. 2. 2接收信號后17第六章總結與展望2161總結216. 2展望21a.22參考文獻23附錄24頁腳.摘要智能公交系統(tǒng)是指智能交通系統(tǒng)重要研究容，此論文設計了一種基于GPS定 位的公交車自動報站系統(tǒng)，它是利用GPS進行數據采集，從而獲得車輛位置信息， 并結合了語音播

3、放技術，根據公交車所處位置進行自動報站.溫磬提示之類的語 音服務。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，從而實現公交車報站完全智能化。該系統(tǒng)以GPS 定位技術作為基礎來實現自動定位，提供自動報站服務。Intelligent transportation system is an important research content of intelligent transportation system, this paper designed a GPS bus automatic station reporting system bas

4、ed on it is using GPS data collection, to get the vehicle location information, and a combination of voice playback technology, 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 th

5、e driver, otherwise the work of the backward way, you can do without manual intervention, so as to achieve full intelligent bus statioru The system uses GPS positioning technology as the foundation to realize automatic positioning, providing automatic station service關鍵詞：GPS；自動報站系統(tǒng)；STC89C51頁腳.頁腳.前言從1

6、831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，公交車已經歷經過將近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，公交車朝著越來越人性化的方向設計?？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公交進出站的全自動的語音報站。利用了 STC89C51單片機.ISD4004語音芯片.LCD 12864液晶模塊來實現需要的功能。單片機的體

7、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，例如控制領域、家電產品，智能儀器儀表，計算機外部設備都有重要的 用途。在20世紀80年代中期,Intel公司將8051核的使用權以專利互換或出售的 形式轉給世界許多著名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，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，1（）口控制器， 串行通訊

8、控制器，I2C總線控制器，片外存儲控制器，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?？梢哉f學好單片機是為其它進階微處理器的鋪墊。此次設計的課題，是“基于GPS定位的公交車自動報站系統(tǒng)的設計”，設計 中，利用無線收發(fā)模塊及編解碼實現站臺的自動識別，通過單片機對液晶模塊與 語音模塊的綜合控制，來實現全自動語音報站的功能。本次設計以Keil C51的開發(fā)環(huán)境為編程平臺進行代碼編譯、運行，Altium Designer進行原理圖設計。頁腳.第一章概述1. 1GPS國外的發(fā)展形勢1.1.1國外的研究現狀目前，以GPS為代表的衛(wèi)星導航

9、應用產業(yè)已成為當今國際公認的八大無線產 業(yè)之一。隨著技術的進步、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域，使GPS成為繼蜂窩移動通信和互聯網之后的全球 第三個 IT經濟新增長點。雖然具有GPS定位為詁的公交車市場潛力頗為看好，就現階段而言仍有幾項 障礙亟待克服：首先，不論公交車采用建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的公司屈指可數，且公交車制造廠是否愿意 采用現有解決方案，

10、或是另外自行開發(fā)，仍是未定之數。通過近20年的發(fā)展，GPS已逐漸轉變?yōu)橄M型電子產品，且所能應用的圍已 經擴展到日常的生活通信.PDA.定位信息等。不過，通過現階段來看，由于GPS 接收機單芯片化技術.價格以及市場的應用服務等仍未成熟，因此，在樂觀地看 待市場發(fā)展時，諸如GPS IC設計技術是否能達到公交車、PDA所需的最小體積、 成本是否降低以及建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國的發(fā)展現狀國GPS市場呈現出兩個重點發(fā)展趨勢。(1) 以車載導航為核心的移動目標監(jiān)控、管理與服務系統(tǒng)。在GPS應用領域，車輛應用所占的比例較大。最初GPS車輛應

11、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、無線通信技術和地理信息系統(tǒng)技術于一體的綜合車輛管理系統(tǒng)。 一般行業(yè)用戶的李船隊監(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部分構成。系統(tǒng)的工作原理是：安裝在 李輛上的GPS接收機根據收到的衛(wèi)星信息計算出車輛的當前位置，通信控制器從 GPS接收機輸岀的信號中提取所需要的位置.速度和時間信息，結合車輛身份等 信息形成數據包，然后通過無線信道發(fā)往控制

12、中心。控制中心的主站接收子站發(fā) 送的數據，并從中提取出定位信息，根據各車輛的車號和組號等，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, 根據車流量合理調度車輛。(2) 面向個人消費者的GPS終端產品。芯片的小型化技術、生產成本的降低、體積與耗電量的減小等有利因素，使 GPS產品走下神壇.深入到人們的日常生活中。目前面向個人消費者的產品主要頁腳. 有李載自主導航系統(tǒng).移動監(jiān)控終端以及消費類電子產品。有集成了 GPS芯片和地理信息系統(tǒng)數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備的插卡（CF 卡

13、式GPS接收機）式、外接（GPS接收機）式等集成產品。1.2課題研究的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）進行數據釆集，根據公交車所處的位置進行自動報站.溫磬提 示等服務，它將電子.控制、計算機、通信等實用技術集中運用于公共交通系統(tǒng), 改造舊的服務模式，建立全新的服務體系，不但提高了其服務質量，同時也將為 公交公司和社會帶來較大的經濟和社會效益。1. 課題的主要研究的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，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

14、、出站、拐彎時能及時、準確地自動播報站名及服 務用語，實現公交車報站的完全智能化。在進行系統(tǒng)設計時，除了實現系統(tǒng)要求的功能以外，同時，由于系統(tǒng)是安裝 在公交車上，屬于車載終端設備，所以必須兼顧電源、功耗.體積等因素，且還 要考慮到產品成本、開發(fā)工具、研發(fā)周期等問題?；谝陨弦蛩?，整個系統(tǒng)采用 TAT89C51單片機作為主控制器的設計思路。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

15、。頁腳.第二章整體框架及方案比較本系統(tǒng)要實現根據公交車通過不同路段，然后經過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)整體框架結構圖本設計的整體思路是：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。其結構框圖如圖所示：圖2.1整體框架結構圖2.2單片機的選擇目前基于此課題的設計方案主要有兩種，分別是基于FPGA的VHDL語言設計, 基于AT89C51單片機設計，下面具體分析各種設計方案的優(yōu)缺

16、點。方案一：基于FPGA的VHDL語言設計優(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、數據處理、網絡、儀器、工業(yè)控制、軍事和航空航天等眾多領域 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 域。缺點：用VHDL語言編寫的程序很難實現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)境上無法體現出需要實現的功能，不太 適合用在這個課題上。方案二：基于AT89C51單片機設計頁腳.優(yōu)點：51單片機具有髙效能，資源占用率低等特點。目前51單片機的使用 非常廣泛，關于51單片機設計開發(fā)的資料非常豐富，很適合初學者自

17、學。使用 C語言編程可以實現豐富的功能，在Proteus仿真環(huán)境上也可以很好地體現出本 設計欲達到的效果。缺點：對多線程同時需要共享資源的任務處理性能有限，無法滿足現今對執(zhí) 行效率和存儲容量都有較高要求的信息家電等的需要。在多任務的處理能力上根 本無法與基于嵌入式操作系統(tǒng)構架的方案同日而語。本設計采取方案二以AT89C51作為單片機。由于本課題屬于小型項目，信息 處理量不大，釆用FPGA的設計存在成本高，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種設計方 案。選用ATMEM公司的AT89C51作為控制芯片，成本低，開發(fā)周期短，配合各種 專用芯片

18、的使用能夠實現豐富的功能?？梢栽赑roteus仿真環(huán)境中很好的體現出 設計所要實現的效果。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0TP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)質語音錄放電路，是 ISD1400S與ISD2500S的升級產品。該芯片提供多項新功能，包括置專利的多信 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。芯片部包含有自動增益控制、麥克風前置擴大器、揚聲器 驅動線路、振蕩器與存等的全方位整合系統(tǒng)功能。特點：可

19、錄、放音十萬次，存儲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好，電壓圍寬，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-luA 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，而芯片的采樣率可以通過外部振蕩電阻來調節(jié)方案二：語音芯片OTP0TP可以PWI直接驅動喇叭，也可以通過三極管放大后驅動喇叭，TGI、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

20、可以作為輸入觸發(fā)端，也可以作為輸出驅動端，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，如電機運轉等。頁腳.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DIPS, S0P8兩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32段.批量價格具有絕對優(yōu)勢，交貨周期短7天。輸出方式有PWH , DSK驅動喇叭。本系統(tǒng)中采用方案一。方案一采用ISD1700系列芯片具有優(yōu)質語音錄放功 能，芯

21、片部包含有自動增益控制、麥克風前置擴大器、揚聲器驅動線路、振蕩器 與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。頁腳.3. 1.2 JHD162A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，顯示的容主要為16字符 x2行，字符點陣為5 x 8點，采用的驅動方式為1/16D?；静僮鲿r序為讀狀 態(tài)：RS=L, RW=H, E=H ；寫指令：RS=L, RW=L, D0D7二指令碼,己=高脈沖; 讀數據：RS=H, E=H ；寫數據：RS=H, RW =

22、 L, DOD7二數據，E=高脈沖，數 碼管的4, 5,6分別與單片機的P2.0P2.2相連；714分別與P00P07相連, 通過單蘭機的信息處理，從而在液晶顯示頻上顯示各段信息。設計電路圖如圖 3-2所示。圖3-2JHD162A液晶顯示電路冒PJ3. 1.3 ISD17OOS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管腳給岀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，最后經過揚聲器喇叭播報出來。本系統(tǒng)兼有按

23、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束。（1）錄音結束后，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?？祉撃_.進操作用來將播放指針移向下一段語音信息。設計電路圖如圖3-3所示。圖3-3 ISD1700S音頻電路圖3. 1.4 GPS模塊接口電路由于電源電壓要求為+5.0V + 5% (即+4.75V+5.25V),因此模塊引腳1、引 腳2,引腳3均

24、接系統(tǒng)的+5V電源o由于該模塊無需初始化，上電后模塊即可自 動接收和發(fā)送定位數據，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單片機的I/O電壓為 +3.3Y,所以在GPS模塊與AT89C51單片機之問串接27K的保護電阻。具體硬件 接口電路如圖3-4所示：頁腳.L1口L4Lt43atJUT31X；D I J 4 . - 9 F;PLPZP:P:化處肌P3J IHTl P34TO P3 5TI73 XCP 5 S WREXt 卜;XTAL1XTAT-JL 口fAXS P14 TXD PcSKXD圖3-4 GPS模塊接口電路3

25、.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)總體硬件設計電路如圖3-5所示。頁腳.頁腳.圖3-5系統(tǒng)整體電路圖第四章系統(tǒng)軟件的研究與設計在自動報站系統(tǒng)的硬件電路設計與實現之后，還需要配合設計完善的程序才 能完全實現自動報站系統(tǒng)的各項功能。在本系統(tǒng)中，主要設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

26、流程圖主程序主要涉及各個部分子程序的調用。程序初始化后，系統(tǒng)出現開機界面, 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。頁腳.圖4-1主程序流程圖頁腳.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，經過音頻放大，通過揚聲器播放當前指針指向的語音段

27、。 流程圖如圖4-2所示圖4-2語音模塊流程圖頁腳.4.3 JHD162A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，將其設置輸入為 模式子函數形式，并初始化LCD子函數，顯示定位子函數，顯示字符子函數，站 點信息設置及調用，最后顯示站名信息。流程圖如圖4-3所示。圖4-3 JHD162A液晶顯示流程圖頁腳.第五章系統(tǒng)校驗軟件的調試主要使用的是Proteus集成開始環(huán)境和Keil軟件。Keil軟件提供 了豐富的函數和功能強大的集成開發(fā)調試工具。編譯后調試運行，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GP

28、S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來替代。 D1：播放燈亮說明/PLAY使能，模擬按鍵開關的負脈沖 D2：快進燈亮說明/FWD使能，模擬負脈沖。 D3：到站指示燈亮，語音播報結束后，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

29、到停靠到站 T2：?？?T3：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個負脈沖，播放當前指向語音段。然后D3指示燈亮。 T2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。頁腳.5.2系統(tǒng)運行結果截圖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站 點，液晶顯示該站名信息為aZhaoHu 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

30、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，此時控制開關閉合 LED2-BLLE燈亮。接著單片機會在P26端口繼續(xù)輸出一個負脈沖信號，播放當前指 針指向的語音段，此時LED2-BLUE熄滅，LED 1-YELLOW燈亮。公交車繼續(xù)向前行駛，根據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“JuYuanZ”，此時P1.0端口連接的LED3-GREEN提示燈燈亮，待 公交車?？空军c后,LED燈滅。頁腳.43hfKti Zhnn-lii :比彳 ft a :;wuJ：9CEirr Wlr MC*Fl

31、iW耳I些mtli&nI& lW.iLwu -I*4IPW.*J 圖5-2語音芯片指針下移一位He-U加渝7 汽rt.二誌二岀乩t M *n*氏vr*.M|kifNhM4141 岡；“ nsn鉀3dWSMIl 7HM1i urr1 l/：IBn.r 恤wur 證 iiae 怨圖5-3語音報站頁腳.圖5-4LCD顯示下一站站名更新IIten1:虻？圖5-5到站指示燈亮頁腳.圖5-6指示燈滅第六章總結與展望6. 1總結智能交通系統(tǒng)是目前世界上交通運輸科學技術的前沿，智能公交系統(tǒng)是智能 交通系統(tǒng)研究的一個主要方向，它的建立將最大程度地提髙車.路資源的利用率, 提高公交服務的質量，從而創(chuàng)造巨大的社會經

32、濟效益，因此對智能公交技術的研 究具有深遠的意義。全球定位系統(tǒng)GPS已經廣泛應用于各個領域。GPS可以確定公 交車的地理位置，只要把公交站點的位置數據（經度和緯度）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，是公交智能化的 重大改進。所以，本文對GPS定位、語音播放，液晶顯示等技術作了詳細的研究 與討論，總結如下：1）系統(tǒng)總體方案設計。提出了以AT89C51單片機作為主控制器的硬件總體設 計方案，語音報站和信息顯示同步。頁腳.2）系統(tǒng)硬件電路設計。分析設計了各部分電路，包括液晶顯示電路、音頻

33、 輸出電路及按鍵電路，GPS接口電路等，實現了整個系統(tǒng)硬件電路的功能。3）系統(tǒng)軟件設計。研究分析了系統(tǒng)主程序，液晶顯示模塊程序設計和語音 模塊程序設計等。此外，本文還對GPS在車輛定位進行了相關研究，提髙系統(tǒng)定 位的可靠性和完整性。6.2展望由于時間和精力有限，本文沒有設計實現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定位中數據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，但這種方式沒有充分利用多傳 感器的冗余信息來提髙定位精度和可靠性，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

34、趨勢是將 GPS自動報站系統(tǒng)和GPRS技術和GIS相結合，即把GPS定位、GPRS無線通信網和城 市地理信息系統(tǒng)結合起來，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度系統(tǒng)，進一步促進智能公交系統(tǒng) 的發(fā)展。在本畢業(yè)設計的寫作過程中，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，循循善誘，王老師深厚的理論功

35、底和 豐富的經驗對我課題的完成起到了至關重要的作用。在此，謹向王老師致以崇髙 地敬意和由衷地感。同時我還要感在我學習期間給我極大關心和支持的各位老師 以及關心我的同學和朋友。當然，在我求學期間，還要感我深愛的父母親一直以來對我無怨無悔的付出、 支持、關愛、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，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愛 下堅持自己的信念和理想一路前行。頁腳.參考文獻1 AT89C51中文資料手冊EB2 ISD 1700系列數碼語音電路使用手冊EB3 多用途DF無線數據收發(fā)模塊EB4 LCD1602A中文資料手冊EB5 PT226

36、2/2272編解碼集成電路介紹EB6 育才.MCS-51系列單片機微型計算機及其應用M.:東南大學,2004。7 周波，頑童，胡建龍等.公交車自動報站系統(tǒng)的設計J.理工學院學報：自然 科學版，2008o8 偉，穎，晶.Protel 99 SE高級應用M.:人民郵電，2007.9 丙霞,艷華.Protel 99 SE原理圖與PCB設計M.:電子工業(yè),2007。10 朱定華，黃松，蔡苗.Protel 99 SE原理圖與印制板設計M,：清華大學， 2007o頁腳.附錄本附錄主要分析設計了三個C語言程序，其中包含系統(tǒng)的主程序設計，液晶 顯示模塊設計和語音模塊程序設計。附錄一：主程序設計公交車自動報站系

37、統(tǒng)是利用GPS進行數據采集，實時解算車輛當時的經度、 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，公交車駛入站臺 一定距離圍時，不用人工干預，系統(tǒng)自動進行報站、溫磬提示等服務。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，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。主程序的流程實現如下所 示：主程序代碼： include REGX52. H #include LCD1602. h#define uchar unsigned charsbit P31=P3 1； /無線信

38、號接收端sbit P24二P24； 控制快進sbit P25二P25； 控制播放頁腳.sbit led二P0； 到站指示燈sbit re=P30； /GPS發(fā)射端sbit reset=P3*4； /語音芯片復位uchar code disl=wZhaoHu Z /站點容可更新或增加 uchar code dis2=MJuYuan Z；uchar code dis3=MJin Shan；uchar code dis4 =，Shang Du； uchar code dis5=uShi Da ”；uchar *p；void Delay 1ms(unsigned int count) /延時Imsun

39、signed int i, j；for (i=0； Kcount； i+)for(j=0；j120；j+)；void delay()int i,j;for(i二0；i255；i+)for(j=0；j120；j+)； void send() /GPS發(fā)送re=0；TM0D=0x02； /計數器工作模式：方式2自動再裝入的8位計數器 EA二1； /允許全部中斷TH0二0xf3； /高8位計數器作為初值寄存器TL0二0xf3； 低8位計數器初值ET0二1； /允許計數器0的中斷響應main()LCD Initial () ； /led初始化GotoXY(7,0)； 顯示定位Print (43)； 顯

40、示站名GotoXY(0,l)；Print(Next：)；i=0；p=disl； 初始化界面GotoXY(6,l)； 初始定位Print (p): 初始顯示delay ()；reset=0； /語音芯片復位頁腳. delay ()； delay ()； delay ()； reset=l；P31=l；send()； /GPS發(fā)射TRO=1; 啟動計數器wh 訂 e(l)Delaylms(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=l；

41、delay ()；P25=0； / PLAY有效，播放當前段 delay ()；P25=l;if (i=5) i=0； )elsei+七 switch(i)case 0： p=disl； break； case 1： p=dis2； break； case 2：p二dis3； break； case 3：p二dis4； break； case 4： p=dis5； break；GotoXY(6,l); /數據指針定位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二0否則led二1delay ()； led=O;led=l；delay ()；void ttl (void) interrupt 1 / 定時器/計數器0(TFO) re=re； / re值取反產生TTL電平附錄二：液晶顯示模塊程序設計1、部等待函數LCD Wait (void) unsigned char LCD Wait(void)頁腳.LcdRs二0； /讀狀態(tài)LcdRw二 1； nop ()；LcdEn=l； nop_()； while(DBPort&0x80) ； /判斷讀寫狀態(tài)使能標志LcdEn=0；return DBPort；)2、向LCD寫入命令或數據子函數LCD_Write()void LCD Write(bit sty