公交車可視化語音自動報站器的設(shè)

1、畢業(yè)論文（設(shè)計）材料題 目： 公交車可視化語音自動報站器的設(shè) 計 學(xué)生姓名： 王璐森 學(xué)生學(xué)號： 0908030232 系 別： 電氣信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 屆 別： 2013 指導(dǎo)教師： 張 大 雷 填 寫 說 明1、本材料包括淮南師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書、開題報告以及畢業(yè)論文（設(shè)計）評審表三部分內(nèi)容。2、本材料填寫順序依次為：（1）指導(dǎo)教師下達畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書；（2）學(xué)生根據(jù)畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書的要求，在文獻查閱的基礎(chǔ)上撰寫開題報告，送交指導(dǎo)教師審閱并簽字認可；（3）畢業(yè)論文（設(shè)計）工作后期，學(xué)生填寫畢業(yè)論文（設(shè)計）主要內(nèi)容，連同畢業(yè)論文（設(shè)計）全文一并送交

2、指導(dǎo)教師審閱，指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生實際完成的論文（設(shè)計）質(zhì)量進行評價；（4）指導(dǎo)教師將此表連同學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計）全文一并送交評閱教師評閱。3、指導(dǎo)教師、評閱教師對學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計）的成績評定均采用百分制。4、畢業(yè)論文（設(shè)計）答辯記錄不包括在此表中。一、畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書要求完成的主要任務(wù)及達到的目標(biāo)由于現(xiàn)在的公交車上大部分都采用投幣的購票方式，不再設(shè)乘務(wù)員。如何方便、準(zhǔn)確地指示乘客到站的以成為當(dāng)務(wù)之急。雖然隨著單片機的出現(xiàn)，早有設(shè)計出的語音自動報站器投入使用，但實踐證明，只有語音的報站器并不能滿足所有乘客的需要，比如在噪音比較大的場合或者聾啞人乘車時，就有可能因聽不見語音報站而導(dǎo)致坐過站，

3、為乘客帶來不便。因此，我們研制這個具有漢字顯示功能和語音輸出功能的報站器單片機系統(tǒng)，以滿足這個需要。本系統(tǒng)使用AT89C51單片機作為CPU，由CPU來控制語音合成芯片ISD4004，使其工作在CPU控制模式下。當(dāng)系統(tǒng)進行語音再生時，由CPU控制語音合成電路中的語音芯片來讀取存儲器內(nèi)部的語音信息，并合成語音信號，再通過語音輸出電路，進行語音報站和提示。語音是眾多信息載體中具有最大信息容量的信號，具有很高的智能水平，人們在提高計算機系統(tǒng)智能化水平時，在人機對話方面就是尋求最好的語音信息交換手段。語音合成芯片的問世，是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶。人們只要利用大規(guī)模集成電路再配置少部分外圍電路，如分力元件，

4、就可以構(gòu)成語音系統(tǒng)。LR3683語音合成芯片，是Sharp公司推出的比新的語音合成集成電路，它包括波形編碼系統(tǒng)，可定時抽取語音數(shù)據(jù)樣本，以供系統(tǒng)作量化和編碼之用。LR3683語音合成芯片只是代表了一種語音合成芯片發(fā)展的形式。由于語音合成按其使用目的和約束條件等可分為多種合成方式，語音合成的數(shù)字方法也因編碼方法的多樣性而類型結(jié)構(gòu)不一致。因此，語音芯片的種類很多，規(guī)格很豐富。世界有許多廠商研制開發(fā)語音芯片，我們就有了較多的選擇余地。如美國ISD（Information Storage Devices）公司的ISD系列芯片采用直接模擬存儲專利技術(shù)，把語音信號以原始的模擬形式直接存儲在片內(nèi)EEPROM

5、存儲器中，無需進行A/D轉(zhuǎn)換和壓縮處理等，從而減少了失真、大大提高了錄放音質(zhì)量，并具有抗斷電、音質(zhì)好、使用方便、可反復(fù)錄放、無需專用的語音開發(fā)工具、能隨意列改內(nèi)容和耗電省等優(yōu)點，很適合于現(xiàn)場錄放音系統(tǒng)。本系統(tǒng)就是采用ISD4004語音合成芯片。在通過語音輸出電路，進行語音報站和提示同時，CPU同時通過程序讀取漢字信息，送入12864顯示電路來進行漢字提示。本顯示電路采用由 ST7920 控制驅(qū)動 器決定。ST7920 同時作為控制器和驅(qū)動器，它可提供 33 路 com 輸出和 64 路 seg 輸出。在驅(qū)動器 ST7921 的配合下，最多可以驅(qū)動 25632 點陣液晶。ST7920 系列產(chǎn)品硬

6、件特性為提供 8 位，4 位并行接口及串行接口可選，自動電源啟動復(fù)位功能，內(nèi)部自建振蕩源，6416 位字符顯示 RAM（DDRAM 最多 16 字符4 行，LCD 顯示范圍 164行）等特性。12864具有很強的通用性，可以與AT89C51相連，可已通過軟件很好的控制顯示器內(nèi)顯示的內(nèi)容，例如：可設(shè)置上、下行路線，可以預(yù)報站名、報站名，可以重復(fù)本次的報站；當(dāng)汽車將到達某站時和出站，汽車司機通過鍵盤來控制本系統(tǒng)進行工作，控制行駛方向及站號（如與實際方向不符，司機可通過鍵盤來調(diào)整顯示電路、語音電路的站名）。本次畢業(yè)設(shè)計的硬件系統(tǒng)是在AT89C51的基礎(chǔ)上由ISD4004語音芯片、12864液晶顯示模

7、塊、獨立鍵盤接口等部分組成。利用AT89C51單片機作為CPU來進行總體控制，通過語音芯片ISD4004組成的語音控制電路能夠建立多段語音庫信息，并且可以對這些段的語音信息進行自由的組合，形成變化多樣的語音提示信息，同時使用12864液晶顯示電路進行漢字顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)公交車的語音報站及漢字顯示。在CPU控制模式下，選用4*4矩陣按鍵接入單片機的I/O口，CPU不斷掃描I/O口狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時，通過軟件求出鍵值，再通過軟件來實現(xiàn)該鍵號所對應(yīng)的功能。因此當(dāng)汽車到達某站時通過鍵盤來控制本系統(tǒng)進行工作，通過語音輸出電路進行語音報站和提示，CPU同時通過程序讀取漢字信息送入LCD液晶顯示電路進行漢字

8、提示。工作進度要求2012.12.12012.12.28 撰寫開題報告 2012.12.292012.12.31 擬定論文提綱2013.1.12013.2.28 撰寫論文初稿2013.3.12013.4.31 論文修改2013.5.12013.5.14 論文定稿指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日二、畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告課題研究目的由于現(xiàn)在的公交車上大部分都采用投幣的購票方式，不再設(shè)乘務(wù)員。如何方便、準(zhǔn)確地指示乘客到站的以成為當(dāng)務(wù)之急。雖然隨著單片機的出現(xiàn)，早有設(shè)計出的語音自動報站器投入使用，但實踐證明，只有語音的報站器并不能滿足所有乘客的需要，比如在噪音比較大的場合或者聾啞人乘車時，就有可能因聽不

9、見語音報站而導(dǎo)致坐過站，為乘客帶來不便。因此，我們研制這個具有漢字顯示功能和語音輸出功能的報站器單片機系統(tǒng)，以滿足這個需要。目前，在公交車報站方面，由傳統(tǒng)的人工報站，逐漸改變?yōu)槭褂梦㈦娔X控制的語音文字報站系統(tǒng)。本文設(shè)計了實現(xiàn)公共汽車的語音自動報站以及漢字提示的功能的系統(tǒng)。具體將整個系統(tǒng)分為幾個大的模塊，對每個模塊進行詳細的設(shè)計，系統(tǒng)基本上完成設(shè)計要求。最終所用的這些芯片均是常見的并且價格比較便宜的，其制作過程也是不很復(fù)雜的，整個系統(tǒng)高科技含量大，并很實用，所以有很好的發(fā)展前景。在設(shè)計制作過程中利用普通的元件，在短期內(nèi)便可以開發(fā)出來，所以很適合大批量生產(chǎn)公交車輛跟蹤和客流跟蹤的實時數(shù)據(jù)是公交調(diào)度

10、的基礎(chǔ)，實現(xiàn)公交的實時動態(tài)調(diào)度，不僅需要實現(xiàn)實時的車輛跟蹤，更需要快速、準(zhǔn)確地獲取客流信息，實現(xiàn)實時的客流跟蹤。車載設(shè)備通過GPS進行精確定位，可以準(zhǔn)確、實時地進行車輛跟蹤和實現(xiàn)交通管理等功能，但并沒有及時準(zhǔn)確地獲取客流信息，難以實現(xiàn)客流的實時跟蹤。目前車載IC卡的使用為廣大乘客提供了方便，而且IC卡的客流信息也可以通過無線信道實時發(fā)送到調(diào)度中心。公交管理實時掌握客流信息，那么實現(xiàn)公交的實時動態(tài)調(diào)度，建立實時的公交請求、應(yīng)答及調(diào)度一體化系統(tǒng)就成為可能。課題研究計劃根據(jù)課題的實際需要和研究現(xiàn)狀，為更好地高效地保證完成論文，擬如下具體安排：第一階段：查閱文獻、資料第二階段：撰寫論文開題報告第三階段

11、：實驗探索第四階段：論文定稿與答辯工作進度2013.1.12013.2.28 學(xué)習(xí)了解AT89C51單片機和各個器件所實現(xiàn)的功能和本次論文相關(guān)的原理，與指導(dǎo)老師就所研究的課題進行詳細的探討后再逐條擬定論文提綱。2013.3.12013.3.31 盡力完成論文課題實物并撰寫論文初稿。2013.4.12013.4.30初稿完成后，根據(jù)指導(dǎo)老師意見就細節(jié)和內(nèi)容進行修改論文。2013.5.12013.5.14多次修改后，最終定稿并上交指導(dǎo)老師。本課題研究現(xiàn)狀（需附適量參考文獻）隨著公交優(yōu)先戰(zhàn)略的確定，公交在緩解城市交通擁堵方面的作用將越來越重要，與這種要求相比，我國大城市公共交通還有很大差距，主要表現(xiàn)

12、為：為社會提供服務(wù)信息的水平低，只能是以經(jīng)驗為主的被動、滯后的實施服務(wù)，仍以人工作業(yè)為主。上述問題顯然不利于公交對乘客的吸引，也是導(dǎo)致公交運營組織模式落后、調(diào)度方式原始陳舊、企業(yè)管理效率不高的重要原因。因此，如何提高公交系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，是現(xiàn)代公交行業(yè)亟待解決的問題。我國發(fā)展智能運輸?shù)幕A(chǔ)較差，因此理論研究雖在進行，但相應(yīng)技術(shù)卻得不到推廣。在實際生活中得不到應(yīng)用，達不到廣泛服務(wù)社會的目的。所以發(fā)展一種自動報站系統(tǒng)，提高公交服務(wù)質(zhì)量就成為民用科技研究的一個項目。目前在國際上已經(jīng)實現(xiàn)了DPS定位車載智能系統(tǒng)，在國內(nèi)的幾個大城市也都有使用，實現(xiàn)了公交系統(tǒng)的全面監(jiān)控、調(diào)度。公交車自動報站系統(tǒng)的研究也達到

13、了無線聯(lián)絡(luò)，全自動報站的水平。但其一般其經(jīng)濟投入較高。結(jié)合我國現(xiàn)有的公交系統(tǒng)現(xiàn)狀，半自動化報站系統(tǒng)還有很大的應(yīng)用空間。適應(yīng)用于一些中小城市。單片機具有體積小、功能強、可靠性高、價格低廉等一系列優(yōu)點，不僅已成為工業(yè)測控領(lǐng)域普遍采用的智能化控制工具，而且已滲入到人們工作和生活的各個角落，有力的推動了各行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代。單片機的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅 速發(fā)展到家用消費產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、PC 機外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。單片機有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計算機中廣泛采用的，將程 序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合用一個存儲器空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)

14、。另一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲器，目前的單片機以采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。然而在某些比較特殊的應(yīng)用系統(tǒng)中。我們不僅希望單片機系統(tǒng)能夠完成數(shù)據(jù)的采集處理，而且同時還想知道產(chǎn)生這些數(shù)據(jù)的時刻，以便于更詳細地了解和掌握現(xiàn)場情況，因此為單片機系統(tǒng)增加數(shù)字時鐘將是不可回避的一項新型的工程技術(shù)。參考文獻1劉斌儒,戴勇.基于AVR單片機Mega16的電子時鐘設(shè)計J.國外電子元器件,20082汪川,樊澤明.基于單片機的日歷時鐘模塊設(shè)計J.電子設(shè)計工程,20103張樂芳,龐新法,黃天錄等.MCS-51單片機中軟時鐘設(shè)計的優(yōu)化方法J.現(xiàn)代電子

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