城市智能公交系统

河北理工大学成人教育毕业设计说明书（论文）1摘要本系统由公交车系统和站牌系统两大部分组成。其中公交车系统采用高性能的ATmega128和ATmega16单片机作为控制核心，实现自动报站功能、红外避障功能、终点站无线充电功能，并结合红外传感技术实现与站牌系统的通信。站牌系统采用AT89S52单片机作为控制核心，用串口总线通信技术实现站牌间的互相通信，并具备LCD汉字显示功能、LED闪亮提醒功能。关键词:ATmega128ATmega16AT89S52单片机红外避障自动报站无线充电串口总线通信河北理工大学成人教育毕业设计说明书（论文）2AbstractThesystemconsistsofthebussystemandbussystemhastwomajorcomponents.WhichbussystemuseshighperformanceATmega128andATmega16MCUasthecontrolcore,realizingautomaticfunction,infraredobstacleavoidancefunction,theterminalwirelesschargingfunction,andcombinedwiththeinfraredsensingtechnologyandbussystemcommunication.StopsystemusingAT89S52MCUasthecontrolcore,usingserialbuscommunicationtechnologytorealizethestopbetweeneachothercommunication,andwithLCDdisplayChinesecharacters,aLEDshiningremindingfunction.Keyword.ATmega128ATmega16AT89S52singlechipinfraredobstacleavoidanceautomaticstationwirelesschargingserialbuscommunication河北理工大学成人教育毕业设计说明书（论文）3目录摘要...............................................................1目录...............................................................3创新点介绍和技术说明...............................................5第一章绪论........................................................71.1课题研究的背景和意义...........................................71.2国内外现状.....................................................71.3研究内容及方案设置.............................................91.4系统功能与指标................................................10第二章关键技术介绍..............................................112.1单片机的简介..................................................112.1.1单片机的典型应用领域及特点.................................112.1.2单片机的系列...............................................132.1.3单片机的结构...............................................142.2WT588D语音芯片的简介..........................................162.2.1主要性能...................................................162.2.2工作原理...................................................162.3L298的简介....................................................182.4直流电机简介...................................................192.5红外传感器寻迹简介.............................................192.5.1寻迹原理...................................................192.5.2传感器的选择和安装.........................................202.6LCD显示器简介.................................................20第三章功能分析.................................................22第四章系统设计.................................................234.1系统结构......................................................23河北理工大学成人教育毕业设计说明书（论文）44.2寻迹模块设计..................................................264.2.1硬件设计...................................................264.2.2软件设计...................................................274.3公交车车次显示模块设计........................................294.3.1硬件设计...................................................294.3.2软件设计...................................................304.4语音芯片模块设计...............................................314.4.1硬件设计...................................................314.4.2软件设计...................................................324.5红外通信模块设计..............................................344.6避障模块......................................................344.6.1硬件设计...................................................354.6.2软件设计...................................................354.7XKT-408无线充电模块...........................................364.8液晶显示模块..................................................384.8.1硬件设计...................................................384.8.2软件设计...................................................394.9串行通信模块..................................................394.9.1硬件设计...................................................404.9.2软件设计...................................................40第五章总结.......................................................41参考文献..........................................................43致谢..............................................................44河北理工大学成人教育毕业设计说明书（论文）5创新点介绍和技术说明1、公交车系统采用红外寻迹的方案完成公交车的整个行驶过程，利用WT588D语音芯片结合单片机实现公交系统的自动报站功能。当到达某个站牌附近指定位置时，单片机控制语音芯片自动报站。这是比同类智能公交系统设计较新颖的设计。2、公交车系统的红外通信模块可实现与站牌系统的通信。当公交车上的红外发射管发射的调制波被站牌接收到时，站牌上相应站点旁的指示灯会亮,液晶屏显示相应信息。3、站牌系统中运用多主串口总线通信技术实现站牌间的数据同步，使该条路线上的每个站牌上的相应站点指示灯被点亮，无论乘客在哪个站，都可以通过站牌的指示灯知道公交车所处位置。这样的通信方式给乘客带来了较大的方便，也是本系统设计的另一大的亮点。4、站牌系统还安置了LCD显示器,使用的是诺基亚5110液晶显示屏。能够动态地切换显示公交车气预报，公交车所处位置，广告宣传内容等。不但方便了乘客的外出乘车，也给等车的乘客带来些许的乐趣，另外及时发布最新路况信息，为市民们出行提供良好的参考可谓一举多得。5、公交系统具备智能避障功能。为了避免多辆公交车在相继进站时发生碰撞，我们在公交车上添加了红外避障功能。当检测前方近距离范围内停有其他车辆，公交车会停止前进,当障碍物（其他车辆）离去后，公交车继续寻迹前进，这样提高了整个系统的智能性。6、本系统还引入了无线充电技术，给整个系统带来了新的色彩。现在全球正在提倡环保节能、低碳生活，以电能作为动力的智能公交车今后将成为主流。为此我们模拟了一种以电能作为动力的公交车。在公交车的终点站，我们配置了无线充电系统，在非接触的情况下可以自动完成充电功能。7、本系统选用模型路线，最大限度模拟真实的公交线路，并且所有模块及液晶显示屏，串口总线通信均可安装在成品站牌中，性能指标符合真实比例，可移植性强，具有很强的社会实用价值。8、系统的适用范围：本系统适用于智能公交系统，以其智能化给乘客带来方便（例:河北理工大学成人教育毕业设计说明书（论文）6可以通过站牌指示灯来了解是否公交车还在行驶和所到达的位置，不必担心没有公交车或不知道公交车的位置，为他们的外出乘车提供了极大的便利），各方面基本符合实际要求，且系统本身成本经济，具有很高的应用前景。河北理工大学成人教育毕业设计说明书（论文）7第一章绪论1.1课题研究的背景和意义随着城市公交系统的快速发展，公交车为外出的人们提供了方便快捷的服务,而公交车的报站系统直接影响服务质量。传统的报站方式是由乘务人员进行人工报站，因方言或拥挤情况，该方式工作强度太大、效果也较差。并且，传统的公交系统的站牌处只显示站名，没有对公交车随时随刻所处的位置进行汇报和提示，这样就使