沙欣狄

沈陽工學(xué)院

基于GPS的公交自動報站系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

沙欣狄

沈陽工學(xué)院

本系統(tǒng)設(shè)計了一種基于GPS定位的公交車自動報站系統(tǒng)，它利用GPS進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲得車輛位置信息，GPS信號通過單片機的處理后，在LCD液晶屏上顯示當(dāng)前站名信息，并結(jié)合語音播放技術(shù)，根據(jù)公交車所處的位置進(jìn)行自動報站，徹底改變傳統(tǒng)公交車語音報站必須由司機操控才能進(jìn)行語音報站的落后方式，改自動報站系統(tǒng)完全不需要人工介入，實現(xiàn)公交車報站的完全智能化。

GPS定位 公交自動報站系統(tǒng) 單片機

1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

系統(tǒng)主要有四大部分，執(zhí)行主控制程序單片機、GPS模塊、液晶顯示和語音芯片部分。預(yù)備工作首先是利用GPS系統(tǒng)根據(jù)公交車通過不同路段測定各公交站的GPS坐標(biāo)參數(shù)，然后通過GPS系統(tǒng)的定位坐標(biāo)設(shè)定液晶屏顯示的站名及錄制相應(yīng)的語音文件。整體思路是通過GPS定位系統(tǒng)輸入地段信息，GPS輸出數(shù)字信號給單片機STC89C52進(jìn)行處理，在LCD液晶屏上顯示當(dāng)前站名信息，同時通過語音芯片播報語音信息。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

2 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計

系統(tǒng)核心微處理器選擇的是STC公司STC89C52單片機，STC89C52是一款高性能8位微控制器，在系統(tǒng)上具有8K可編程Flash存儲器。為了能方便直觀的了解到當(dāng)前地段的站名和信息，采用12864LCD液晶片，GPS定位信息通過單片機的處理，從而在液晶顯示屏上顯示公交站名的信息。

站名播報采用ISD4002的系列語音芯片，工作電壓為+3V，單片的錄放時間為8分鐘到16分鐘，芯片采用了CMOS技術(shù)，內(nèi)置振蕩器、平滑濾波器、音頻放大器、防混疊濾波器、自動靜噪和較高密度的多電平閃爍存儲陳列，音質(zhì)良好。芯片的所有操作必須由微控制器控制，操作的命令直接通過串行通信接口(SPI)輸入，芯片采取多電平直接模擬量存儲技術(shù)方式，每個采樣值都能直接存儲在片內(nèi)閃爍的存儲器中，能真實、自然地重現(xiàn)聲音，放音電路采用音頻功率放大器LM386與音頻輸出端連接。

采用與直接與單片機接口的GPS模塊，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(jìn)行控制操作，即系統(tǒng)不必向GPS模塊發(fā)出控制指令。

3 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計

3.1 系統(tǒng)的程序設(shè)計

本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用Keil Software公司出品的集成開發(fā)環(huán)境對單片機STC89C52進(jìn)行編程，主要利用C語言設(shè)計了GPS自動公交報站系統(tǒng)主程序，顯示程序等，主程序流程圖如圖2所示。

圖2 主程序流程圖

圖3 GPS解析軟件流程圖

3.2 GPS解析軟件流程圖

單片機上電后，GPS開始掃描，檢測GPRMC信號。經(jīng)過判斷數(shù)據(jù)有效性后。自行計算經(jīng)度維度，程序流程圖如圖3所示。

4 總結(jié)

本系統(tǒng)基本上實現(xiàn)了公交車自動定位和語音播報的功能，在設(shè)計方面只實現(xiàn)了模擬真實情況的定位報站功能，系統(tǒng)還存在一些不足的地方：錄音時間存在時間的限制最多只能錄音八分鐘的時間，液晶屏存在溫漂白屏的問題，改進(jìn)電路雖增加了調(diào)解電阻，但還存在溫度變化調(diào)試屏的問題，需要進(jìn)一步的改進(jìn)使操作簡單化。

[1]余錫存.單片機原理及接口技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2000

[2]潘永雄.新編單片機原理與應(yīng)用[R].西安電子科技大學(xué)出版社，2003

[3]趙佩山.單片機接口技術(shù)及應(yīng)用[M].機械工業(yè)出版社，2000

[4] 譚浩強．C程序設(shè)計[M]．清華大學(xué)出版社，1999

李志