基于GPS的公交车自动报站系统设计

基于GPS的公交车自动报站系统设计【摘要】设计了一种基于GPS的公交车自动报站系统，以STC89C52为主控芯片，利用GPS进行数据采集和解析，获得当前车辆位置信息，将信息显示到LCD12864上，通过语音芯片ISD1760结合语音播放技术进行自动报站、温磬提示等语音服务，并且具有提醒车辆超速的功能。能够完全代替人工手动报站，避免了误报、漏报等现象，实现了公交车报站系统的自动化和智能化。【关键词】GPS；自动报站；STC89C52；语音1引言随着城市规模的不断扩大，人们生活、工作节奏的加快。公交车辆作为现在市民出行的主要交通工具，其服务质量与市民的生活质量息息相关。现阶段，公交车报站主要是驾驶员手动操作，这样会加重驾驶员的负担，分散驾驶员的注意力，为安全行驶留下隐患。因此设计一种更加智能化的保险系数更高的报站系统是具有实际意义的。采用GPS全球定位系统进行自动报站使这一难题迎刃而解。GPS全球卫星定位系统具有全天候，高精度、自动化、高效益、性能好、应用广等显著特点，它的应用范围正在不断扩大。能够准确的采集多种数据（时间、经纬度、速度、航向、海拔等等）[1-2]。本系统结合STC89C52和GPS设计一种公交车语音自动报站系统，无需人工干预，可实现全自动的语音报站。2系统组成框图及功能简介2.1系统组成框图2.2功能简介①、STC89C52：系统的主控芯片，接收GPS数据并解析，控制语音播放和LCD12864的显示。②、GPS：通过卫星接收当前位置的经纬度、时间、海拔、航向、速度等信息。③、语音芯片（ISD1760）：存储报站、提示等语音服务信息并播放。④、显示模块（LCD12864）：接收单片机的指令，显示GPS信息和站牌信息。3硬件电路图3.1全球定位系统GPS本系统中的GPS接收模块使用的是瑞士u-blox公司生产的NEO-5Q主芯片，此芯片为多功能独立型GPS模组，成本低、体积小，并具有众多特性。全球有24颗GPS卫星沿6条轨道绕地球运行（每4个一组），GPS接收模块就是靠接收这些卫星来进行定位的。但一般在地球的同一边不会超过12颗卫星，所以一般选择可以跟踪12颗卫星以下的器件。大多数GPS接收器可以追踪8—12颗卫星，计算LAT/LONG（--维）坐标至少需要3颗卫星，4颗卫星可以计算三维坐标。GPS-OEM板的输出语句有10多种，其主要语句有$GPALM（历书数据）、$GPGGA（定位数据）、$GPGSV（卫星状态）等。其中定位数据语句是最常用的[3-4]。其结构如下：$GPGGA，，，，，，，，，，M，（10），M，，*hh各数据含义为：（1）为确定位置的世界协调时（UTC）时间，格式为“时时分分秒秒”；（2）为纬度值，格式为“度度分分.分分分分”（含前导0）；（3）为所测纬度半球，格式为“N”或“S”；（4）为经度值，格式为“度度度分分.分分分分”（含前导0）；（5）为所测经度半球，格式为“E”或“W”；（6）为GPS品质标识，0=不能定位，1=无差分定位，2=差分定位；（7）为定位所用卫星数目，数值范围00～12（含前导0）；（8）为水平精度因子。数值范围0.5～99.9；（9）为天线高度，数值范围-9999.9～9999.9m；（10）为大地水准面高度，数值范围-999.9～9999.9m；（11）为差分GPS数据期，数值为从上一次有效的差分校正开始所经历的时间（s，若无差分修正，则此项为空）；（12）为差分站编号，数值范围0000～1023（含前导0，若无差分修正，则此项为空）。利用GPS系统的位置信息定位不存在累计误差，定位精度高。这样避免人工的里程修正，使系统的操作更加简便。GPS与主控芯片接线如图2所示：3.2STC89C52主控芯片STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压，高性能COMOS8的微处理器。单片机总控制图如下图：3.3ISD1760语音芯片ISD1700S系列芯片是华邦公司新推出的单片优质语音录放电路，该芯片提供多项新功能，包括内置专利的多信息管理系统，新信息提示（vAlert），双运作模式（独立&嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能[5]。具有以下特点：①、可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年②、两种控制方式，两种录音输入方式，两种放音输出方式③、可处理多达255段以上信息④、有丰富多样的工作状态提示⑤、多种采样频率对应多种录放时间⑥、音质好，电压范围宽，应用灵活，价廉物美电特性：其电路连接图如下图4所示：3.4LCD12864LCD12864B中文汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。主要技术参数和显示特性：电源：VDD3.3V～+5V（内置升压电路，无需负压）；显示内容：128列×64行显示颜色：黄绿/蓝屏/灰屏显示角度：6：00钟直视LCD类型：STN与MCU接口：8位或4位并行/3位串行配置LED背光多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等4系统流程图：5结束语本系统完成了基于STC89C52及GPS的公交车自动报站系统的设计。通过GPS定位，准确获知并且确定车辆位置，然后通过液晶显示站点信息，再由音频系统自动播报站名，并且具有限制车辆超速作用。该系统功能强、成本低、系统稳定、无需人工介入、语音音质好、抗干扰能力强、存储方便、能够准确的实现车辆的报站自动化，具有很强的实用性，提高了公交系统的服务质量和安全性。促进了城市经济和交通事业的和谐发展。参考文献：[1]吴迅.使用单片机的简易GPS经纬度信息显示系统[J].电子世界2009年，第1期：46-48.[2]吴忻.基于GPS定位和电子地图的最佳路径搜索[D].西安电子科技大学2006.[3]郝振涛，张建北，江恒，乔曼.GPS定位监控装置[P].专利号：CN201629819U，2.[4]GreenspanRL，DonnaJI.MeasurementErrousinGPS0bservables[J].Navigation：JournalofTheInstinlteofNavigation.1995，33（4）.[5]马林，陈怡，程利民.单片机实践应用与技术[M]，北京，清华大学出版社，2008.