畢業(yè)設(shè)計（論文）基于GPS定位的公交車自動報站系統(tǒng)的設(shè)計

1、蘇州經(jīng)貿(mào)學(xué)院蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（畢業(yè)論文）基于gps定位的公交車自動報站系統(tǒng)的設(shè)計系 別： 機電系 專 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù)（電子產(chǎn)品營銷）班 級： 應(yīng)電0832班 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 生 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 2010年 12 月 19日1目錄摘要i前言1第一章 概述21.1gps國內(nèi)外的發(fā)展形勢21.1.1國外的研究現(xiàn)狀21.1.2 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀21.2 課題研究的內(nèi)容及目標(biāo)3第二章 整體框架及方案比較42.1系統(tǒng)整體框架結(jié)構(gòu)圖42.2單片機的選擇42.3語音芯片的比較5第三章 系統(tǒng)的硬件研究與設(shè)計73.1各部分電路圖73.1.1單片機的最小系統(tǒng)73.1.2 jhd

2、162a液晶顯示電路83.1.3 isd1700s音頻輸出電路及按鍵電路83.1.4 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(shè)計124.1主程序流程圖124.2語音模塊子程序144.3 jhd162a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(xiàn)流程165.2系統(tǒng)運行結(jié)果截圖175.2.1開機界面175.2.2接收信號后17第六章 總結(jié)與展望216.1總結(jié)216.2展望21致謝22參考文獻(xiàn)23附錄24i摘要智能公交系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的重要研究內(nèi)容，本論文設(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進行數(shù)據(jù)采集，獲得車輛位

3、置信息，并結(jié)合語音播放技術(shù)，根據(jù)公交車所處的位置進行自動報站、溫磬提示等語音服務(wù)。它可以徹底改變傳統(tǒng)公交車語音報站必須由司機操控才能工作的落后方式，完全不需要人工介入，實現(xiàn)公交車報站的完全智能化。該系統(tǒng)是以gps定位技術(shù)為基礎(chǔ)來實現(xiàn)自動定位，從而提供自動報站服務(wù)。關(guān)鍵詞：gps；自動報站系統(tǒng)； at89c51 前言從1831英國人沃爾特漢考克為他的國家制造出了世界上第一輛裝有發(fā)動機的公共汽車起，到今天，公交車已經(jīng)歷經(jīng)了將近200年的發(fā)展過程。從最初的“悶罐頭”到如今配套的空調(diào)系統(tǒng)；從專人售票到無人售票；從人工報站到半自動語音報站，公交車向著越來越人性化的方向發(fā)展。可是目前存在的一個問題，半自動

4、語音報站系統(tǒng)需要由司機在車子進出站的時候人工操作，由于這兩個時間點往往是路面情況最復(fù)雜的時刻，因此也給行駛中的車輛帶來了安全隱患。論文的目標(biāo)就是徹底拋棄人工操作，實現(xiàn)公交進出站的全自動語音報站。利用at89c51單片機、isd1700系列語音芯片、jhd162a lcd液晶模塊來實現(xiàn)所需要的功能。 單片機體積小，重量輕，具有很強的靈活性而且價格便宜，得到越來越廣泛的運用，例如工業(yè)控制領(lǐng)域、家電產(chǎn)品，智能化儀器儀表，計算機外部設(shè)備，特別是機電一體化產(chǎn)品中都有重要的用途。20世紀(jì)80年代中期，intel公司將8051內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售的形式轉(zhuǎn)給世界許多著名ic制造廠商，這樣8051就變成有

5、眾多制造廠商支持的，發(fā)展出上百個品種的大家族。到目前為止，其它任何一個單片機系列均未發(fā)展到如此的規(guī)模。正因為51單片的運用是如此廣泛，因此學(xué)習(xí)單片機的運用是非常重要的。學(xué)好單片機也是學(xué)習(xí)其他嵌入式控制器如arm、dsp的基礎(chǔ)，任何嵌入式控制器都離不開單片機種所涵蓋的如中央處理器，定時器、中斷控制器，io口控制器， 串行通訊控制器，i2c總線控制器，片內(nèi)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(xué)好單片機，再去學(xué)習(xí)其他嵌入式控制器如arm、dsp是比較簡單的?？梢哉f學(xué)好單片機是其它進階微處理器的一個臺階。 本次設(shè)計的課題是“基于gps定位的公交車自動報站系統(tǒng)的設(shè)計”， 設(shè)計中利用無線

6、收發(fā)模塊及編解碼芯片實現(xiàn)站臺的自動識別，通過單片機對液晶模塊及語音模塊的綜合控制實現(xiàn)全自動語音報站的功能。 本次設(shè)計以keil c51開發(fā)環(huán)境為編程平臺進行代碼的編譯和運行，并在proteus上進行仿真。第一章 概述1.1gps國內(nèi)外的發(fā)展形勢1.1.1國外的研究現(xiàn)狀目前，以gps為代表的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今國際公認(rèn)的八大無線產(chǎn)業(yè)之一。隨著技術(shù)的進步、應(yīng)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(dǎo)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(yīng)用領(lǐng)域，使gps成為繼蜂窩移動通信和互聯(lián)網(wǎng)之后的全球第三個 it經(jīng)濟新增長點。雖然具有g(shù)ps定位功能的

7、公交車市場潛力頗為看好，就現(xiàn)階段而言仍有幾項障礙亟待克服：首先，不論公交車采用的是內(nèi)建gps芯片或是用外接gps模塊作為解決方案，將無可避免地提高公交車成本，也影響消費者購買的意愿；最后，目前具有提供整合gps芯片與無線通信技術(shù)的公司仍屈指可數(shù)，且公交車制造大廠是否愿意采用現(xiàn)有的解決方案，或是另外自行開發(fā)仍是未定之?dāng)?shù)。通過近20年的發(fā)展，gps產(chǎn)品已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橄M電子產(chǎn)品，且所能應(yīng)用的范圍已擴展到日常生活中的通信、pda、定位信息等。不過，以現(xiàn)階段來看，由于 gps接收機的單芯片化技術(shù)、價格以及市場應(yīng)用服務(wù)等仍未臻成熟，因此，在樂觀地看待此市場發(fā)展時，諸如gps ic設(shè)計的技術(shù)是否能達(dá)到公交車

8、或pda所需的最小體積、成本是否能降低以及內(nèi)建gps的新公交車系統(tǒng)是否能引起消費者的青睞等問題，仍必須審慎地深入評估。1.1.2 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)gps市場呈現(xiàn)出兩個重點發(fā)展趨勢。(1)以車載導(dǎo)航為核心的移動目標(biāo)監(jiān)控、管理與服務(wù)系統(tǒng)。在gps應(yīng)用領(lǐng)域，車輛應(yīng)用所占的比例較大。最初gps車輛應(yīng)用一般分為車輛跟蹤和車輛導(dǎo)航兩大系統(tǒng)。但當(dāng)摩托羅拉公司推出集車輛導(dǎo)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(dǎo)航應(yīng)用和中心監(jiān)控兩種方式。車輛監(jiān)控系統(tǒng)是集gps技術(shù)、無線通信技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)于一體的綜合車輛管理系統(tǒng)。一般行業(yè)用戶的車船隊監(jiān)控都采用中心監(jiān)控方式，系

9、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(gòu)成。系統(tǒng)的工作原理是：安裝在車輛上的gps接收機根據(jù)收到的衛(wèi)星信息計算出車輛的當(dāng)前位置，通信控制器從gps接收機輸出的信號中提取所需要的位置、速度和時間信息，結(jié)合車輛身份等信息形成數(shù)據(jù)包，然后通過無線信道發(fā)往控制中心?？刂浦行牡闹髡窘邮兆诱景l(fā)送的數(shù)據(jù)，并從中提取出定位信息，根據(jù)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(jù)車流量合理調(diào)度車輛。(2)面向個人消費者的gps終端產(chǎn)品。芯片的小型化技術(shù)、生產(chǎn)成本的降低、體積與耗電量的減小等有利因素，使gps產(chǎn)品走下神壇、深

10、入到人們的日常生活中。目前面向個人消費者的產(chǎn)品主要有車載自主導(dǎo)航系統(tǒng)、移動監(jiān)控終端以及消費類電子產(chǎn)品。有集成了gps芯片和地理信息系統(tǒng)數(shù)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(shè)備的插卡(cf卡式gps接收機)式、外接(gps接收機)式等集成產(chǎn)品。1.2 課題研究的內(nèi)容及目標(biāo)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(shù)據(jù)采集，根據(jù)公交車所處的位置進行自動報站、溫磬提示等服務(wù)，它將電子、控制、計算機、通信等實用技術(shù)集中運用于公共交通系統(tǒng)，改造舊的服務(wù)模式，建立全新的服務(wù)體系，不但提高了其服

11、務(wù)質(zhì)量，同時也將為公交公司和社會帶來較大的經(jīng)濟和社會效益。1課題的主要研究的內(nèi)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(shù)，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、出站、拐彎時能及時、準(zhǔn)確地自動播報站名及服務(wù)用語，實現(xiàn)公交車報站的完全智能化。在進行系統(tǒng)設(shè)計時，除了實現(xiàn)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(shè)備，所以必須兼顧電源、功耗、體積等因素，且還要考慮到產(chǎn)品成本、開發(fā)工具、研發(fā)周期等問題。基于以上因素，整個系統(tǒng)采用了at89c51單片機作為主控制器的設(shè)計思路。2課題研究的目標(biāo)本課題

12、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(zhǔn)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(zhǔn)確性和安全性。第二章 整體框架及方案比較本系統(tǒng)要實現(xiàn)根據(jù)公交車通過不同路段，然后經(jīng)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(jié)構(gòu)圖本設(shè)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(shù)字信號給單片機at89c51進行處理，在lcd液晶頻上顯示當(dāng)前站名信息。同時通過語音芯片輸

13、出放大后的語音信息。其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示：gps模塊音頻輸出音頻放大at89c51揚聲器lcd按鍵電路圖2.1 整體框架結(jié)構(gòu)圖2.2單片機的選擇目前基于此課題的設(shè)計方案主要有兩種，分別是基于fpga的vhdl語言設(shè)計，基于at89c51單片機設(shè)計，下面具體分析各種設(shè)計方案的優(yōu)缺點。方案一：基于fpga的vhdl語言設(shè)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(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)、儀器、工業(yè)控制、軍事和航空航天等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著功耗和成本的進一步降低，fpga還將進入更多的應(yīng)用領(lǐng)域。 缺點：用vhdl語言編寫的程序很難實現(xiàn)符合這個課題的效果，在

14、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(xiàn)出需要實現(xiàn)的功能，不太適合用在這個課題上。 方案二：基于at89c51單片機設(shè)計 優(yōu)點：51單片機具有高效能，資源占用率低等特點。目前51單片機的使用非常廣泛，關(guān)于51單片機設(shè)計開發(fā)的資料非常豐富，很適合初學(xué)者自學(xué)。使用c語言編程可以實現(xiàn)豐富的功能，在proteus仿真環(huán)境上也可以很好地體現(xiàn)出本設(shè)計欲達(dá)到的效果。 缺點：對多線程同時需要共享資源的任務(wù)處理性能有限，無法滿足現(xiàn)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(wù)的處理能力上根本無法與基于嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)架的方案同日而語。 本設(shè)計采取方案二以at89c51作為單片機。

15、由于本課題屬于小型項目，信息處理量不大，采用fpga的設(shè)計存在成本高，開發(fā)過程復(fù)雜等情況，本項目并不能發(fā)揮出這些芯片的強大功能。基于以上優(yōu)缺點的分析我選擇了第2種設(shè)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，配合各種專用芯片的使用能夠?qū)崿F(xiàn)豐富的功能?？梢栽趐roteus仿真環(huán)境中很好的體現(xiàn)出設(shè)計所要實現(xiàn)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otp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(zhì)語音錄放電路，是isd1400s與isd2500s的升級

16、產(chǎn)品。該芯片提供多項新功能，包括內(nèi)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。芯片內(nèi)部包含有自動增益控制、麥克風(fēng)前置擴大器、揚聲器驅(qū)動線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。 特點： 可錄、放音十萬次，存儲內(nèi)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(dá) 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(yīng)多種錄放時間 音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，價廉物美 電特性： 工作電壓：2.4v5.5v，最高不能超過6v 靜態(tài)電流：0.5-1ua 工作電流:20ma 可利用振蕩電阻來自定芯

17、片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時間和錄放音質(zhì)，而芯片的采樣率可以通過外部振蕩電阻來調(diào)節(jié)方案二：語音芯片otpotp可以pwm直接驅(qū)動喇叭，也可以通過三極管放大后驅(qū)動喇叭，tg1、tg2只能作為輸入觸發(fā)端（和正電源導(dǎo)通時，觸發(fā)語音播放）另外的tg11、tg12既可以作為輸入觸發(fā)端，也可以作為輸出驅(qū)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(xiàn)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(zhuǎn)等。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dip8，sop8兩種封裝方便客戶使用、低電壓供電，

18、靜態(tài)基本不耗電。 音質(zhì)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pwm ，dsk驅(qū)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(zhì)語音錄放功能，芯片內(nèi)部包含有自動增益控制、麥克風(fēng)前置擴大器、揚聲器驅(qū)動線路、振蕩器與內(nèi)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。第三章 系統(tǒng)的硬件研究與設(shè)計系統(tǒng)硬件電路主要包括按鍵電路，jhd162a液晶顯示電路，isd17

19、00s音頻輸出電路和gps模塊接口電路。每塊電路通過與單片機的連接組合，實現(xiàn)其各自的功能。3.1各部分電路圖3.1.1單片機的最小系統(tǒng)at89c51單片機的時鐘電路可以由三種方式構(gòu)成，即內(nèi)部時鐘方式、有源晶振方式和外部時鐘信號方式。本自動報站系統(tǒng)為內(nèi)部時鐘方式，即采用外接晶振和電容組成的并聯(lián)諧振電路， at89c51可以工作在20mhz頻率下。電路如圖3-1所示復(fù)位電路主要完成系統(tǒng)的上電自動復(fù)位和系統(tǒng)在運行時用戶的手動按鍵復(fù)位功能。在本系統(tǒng)中采用較簡單的rc復(fù)位電路，單片機在上電瞬間，rst引腳端出現(xiàn)正脈沖，實現(xiàn)自動復(fù)位。經(jīng)實踐使用證明，其復(fù)位邏輯穩(wěn)定、可靠。電路圖如圖3-1所示。圖3-1單片

20、機最小系統(tǒng)電路圖3.1.2 jhd162a液晶顯示電路為了能方便直觀的了解到當(dāng)前地段的站名和信息，顯示的內(nèi)容主要為16字符x 2行，字符點陣為5 x 8點，采用的驅(qū)動方式為1/16d?；静僮鲿r序為讀狀態(tài)：rsl，rwh，eh ；寫指令：rsl，rwl，d0d7=指令碼，e高脈沖；讀數(shù)據(jù)：rsh，eh ；寫數(shù)據(jù)：rsh，rwl，d0d7=數(shù)據(jù)，e高脈沖 ，數(shù)碼管的4，5,6分別與單片機的p2.0p2.2相連；714分別與p0.0p0.7相連，通過單片機的信息處理，從而在液晶顯示頻上顯示各段信息。設(shè)計電路圖如圖3-2所示。圖3-2jhd162a液晶顯示電路3.1.3 isd1700s音頻輸出電路

21、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 管腳給出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(shù)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(jīng)過揚聲器喇叭播報出來。本系統(tǒng)兼有按鍵操作功能：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(jié)束。（1）錄音結(jié)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

22、操作：點按一下 fwd 按鈕將/fwd 端拉低，會啟動快進操作?？爝M操作用來將播放指針移向下一段語音信息。設(shè)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+5.0v5%（即+4.75v+5.25v），因此模塊引腳1、引腳2，引腳3均接系統(tǒng)的+5v電源。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(shù)據(jù)，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+3.3v，所以在gps模塊與at89c51單片機之間串接27k的保護電阻。具體硬件接口電路如

23、圖3-4所示：圖3-4 gps模塊接口電路3.2 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(zhǔn)確播報信息。系統(tǒng)總體硬件設(shè)計電路如圖3-5所示。圖3-5 系統(tǒng)整體電路圖第四章 系統(tǒng)軟件的研究與設(shè)計在自動報站系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與實現(xiàn)之后，還需要配合設(shè)計完善的程序才能完全實現(xiàn)自動報站系統(tǒng)的各項功能。在本系統(tǒng)中，主要設(shè)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

24、程序的運行流程。4.1主程序流程圖主程序主要涉及各個部分子程序的調(diào)用。程序初始化后，系統(tǒng)出現(xiàn)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。開機界面液晶顯示下一站是否選擇gps模式?gps接口電路按鍵掃描語音播報當(dāng)前到站信息液晶更新顯示下一站下車指示燈亮接收gps？按鍵按下？是否停止行車？nnyyynyn結(jié)束圖4-1 主程序流程圖4.2語音模塊子程序isd1700s語音模塊子程序主要是接收主

25、芯片發(fā)送過來的音頻信號，然后由p25端輸出一個負(fù)脈沖信號，語音芯片內(nèi)部指針指向本站點的語音段頭，再由p26端輸出一個負(fù)脈沖信號，經(jīng)過音頻放大，通過揚聲器播放當(dāng)前指針指向的語音段。流程圖如圖4-2所示開機界面p25輸出一個負(fù)脈沖，語音芯片內(nèi)部指針指向本站點語音段頭 p26輸出一個負(fù)脈沖，播放當(dāng)前指針指向的語音段 結(jié)束收到信號開始是否接收信號？是否播報語音信息？nyy圖4-2 語音模塊流程圖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(shè)置輸入為模式子函數(shù)形式，并初始化lcd子函數(shù)，顯示定位子函數(shù)，顯示字符子函數(shù)，站點信息設(shè)置及調(diào)用，最后顯示站名

26、信息。流程圖如圖4-3所示。開機界面顯示站名信息接收信號設(shè)置輸入模式子函數(shù)lcd_setinput()初始化lcd子函數(shù)lcd_initial()顯示定位子函數(shù)gotoxy()站點信息設(shè)置及調(diào)用結(jié)束顯示字符子函數(shù)開始是否初始化lcd？yn圖4-3 jhd162a液晶顯示流程圖第五章 系統(tǒng)校驗軟件的調(diào)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(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具。編譯后調(diào)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gps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

27、低電平直到信號消失，由于proteus里沒有語音器件所以用開關(guān)來替代。 d1：播放 燈亮說明/play使能，模擬按鍵開關(guān)的負(fù)脈沖 d2：快進 燈亮說明/fwd使能，模擬負(fù)脈沖。 d3：到站指示燈亮，語音播報結(jié)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(xiàn)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到?？康秸?t2：?？?t3：馳離公交站，信號消失 t1期間

28、當(dāng)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d2一個負(fù)脈沖，將語音芯片的播放指針指向下一段；延時后再給d1一個負(fù)脈沖，播放當(dāng)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。5.2系統(tǒng)運行結(jié)果截圖5.2.1開機界面當(dāng)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(rèn)為預(yù)設(shè)站點，液晶顯示該站名信息為“zhaohu 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(fù)脈沖信號，語音芯

29、片內(nèi)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(guān)閉合led2-blue燈亮。接著單片機會在p26端口繼續(xù)輸出一個負(fù)脈沖信號，播放當(dāng)前指針指向的語音段，此時led2-blue熄滅，led1-yellow燈亮。公交車?yán)^續(xù)向前行駛，根據(jù)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“juyuan z”，此時p1.0端口連接的led3-green提示燈燈亮，待公交車停靠站點后，led燈滅。 圖5-2語音芯片指針下移一位圖5-3語音報站圖5-4lcd顯示下一站站名更新圖5-5到站指示燈亮圖5-6指示燈滅第六章 總結(jié)與展望6.1總結(jié)智能交通系統(tǒng)是目前世界上交通運輸科學(xué)技術(shù)的前沿

30、，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高車、路資源的利用率，提高公交服務(wù)的質(zhì)量，從而創(chuàng)造巨大的社會經(jīng)濟效益，因此對智能公交技術(shù)的研究具有深遠(yuǎn)的意義。全球定位系統(tǒng)gps已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)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(shù)據(jù)（經(jīng)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(xiàn)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(shù)，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(shù)作了詳細(xì)的研究與討論，總結(jié)如下：1）系統(tǒng)總體方案設(shè)計。提出了以at89c51單片機作為主控制

31、器的硬件總體設(shè)計方案，語音報站和信息顯示同步。2）系統(tǒng)硬件電路設(shè)計。分析設(shè)計了各部分電路，包括液晶顯示電路、音頻輸出電路及按鍵電路，gps接口電路等，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)硬件電路的功能。3）系統(tǒng)軟件設(shè)計。研究分析了系統(tǒng)主程序，液晶顯示模塊程序設(shè)計和語音模塊程序設(shè)計等。此外，本文還對gps在車輛定位進行了相關(guān)研究，提高系統(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(shè)計實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(xiàn)，但這種方式?jīng)]有充分利用多傳感器的冗余信息來提高定位精度和可靠

32、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)展趨勢是將gps自動報站系統(tǒng)和gprs技術(shù)和gis相結(jié)合，即把gps定位、gprs無線通信網(wǎng)和城市地理信息系統(tǒng)結(jié)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(wǎng)交通的各種情況，進行即時分析、處理和預(yù)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(diào)度系統(tǒng)，進一步促進智能公交系統(tǒng)的發(fā)展。致謝在本畢業(yè)設(shè)計的寫作過程中，我的指導(dǎo)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(gòu)思、編排等方面給

33、我詳盡指導(dǎo)。到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，王老師深厚的理論功底和豐富的經(jīng)驗對我課題的完成起到了至關(guān)重要的作用。在此，謹(jǐn)向王老師致以崇高地敬意和由衷地感謝。同時我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。當(dāng)然，在我求學(xué)期間，還要感謝我深愛的父母親一直以來對我無怨無悔的付出、支持、關(guān)愛、尊重和信任，在我學(xué)習(xí)、生活、感情、工作上遇到困難時，是您們幫我抵御風(fēng)霜，謝謝您們。我是幸運而幸福的，我知足并且義無反顧的在大家的關(guān)愛下堅持自己的信念和理想一路前行。參考文獻(xiàn)1 at89c51中文資料手冊eb2 isd 1700 系列數(shù)碼語音電路使用手冊eb3

34、多用途df無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊eb4 lcd1602a中文資料手冊eb5 pt2262/2272編解碼集成電路介紹eb6 孫育才.mcs51系列單片機微型計算機及其應(yīng)用m.南京：東南大學(xué)出版社,2004。 7 周波,馮頑童,胡建龍等.公交車自動報站系統(tǒng)的設(shè)計j.四川理工學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版, 2008。8張偉，孫穎，趙晶.protel 99 se高級應(yīng)用m.北京：人民郵電出版社，2007.9曹丙霞，趙艷華.protel 99 se原理圖與pcb設(shè)計m.北京：電子工業(yè)出版社，2007。10朱定華，黃松，蔡苗.protel 99 se原理圖與印制板設(shè)計m.北京：清華大學(xué)出版社，2007。附錄本附錄主要

35、分析設(shè)計了三個c語言程序，其中包含系統(tǒng)的主程序設(shè)計，液晶顯示模塊設(shè)計和語音模塊程序設(shè)計。附錄一：主程序設(shè)計公交車自動報站系統(tǒng)是利用gps進行數(shù)據(jù)采集，實時解算車輛當(dāng)時的經(jīng)度、緯度等信息，獲得公交車的實時坐標(biāo)，將其與站臺坐標(biāo)相比較，公交車駛?cè)胝九_一定距離范圍內(nèi)時，不用人工干預(yù)，系統(tǒng)自動進行報站、溫磬提示等服務(wù)。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(dāng)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(xiàn)如下所示：主程序代碼： #include regx52.h #include

36、 lcd1602.h #define uchar unsigned char sbit p31=p31; /無線信號接收端 sbit p24=p24; /控制快進 sbit p25=p25; /控制播放 sbit led=p10; /到站指示燈 sbit re=p30; /gps發(fā)射端 sbit reset=p34; /語音芯片復(fù)位 char i; uchar code dis1=zhaohu z ; /站點內(nèi)容可更新或增加 uchar code dis2=juyuan z; uchar code dis3=jin shan; uchar code dis4=shang du; uchar c

37、ode dis5=shi da ; uchar *p; void delay1ms(unsigned int count) /延時1ms unsigned int i,j; for(i=0;icount;i+) for(j=0;j120;j+); void delay() int i,j; for(i=0;i255;i+) for(j=0;j120;j+); void send() /gps發(fā)送 re=0; tmod=0x02; /計數(shù)器工作模式：方式2 自動再裝入的8位計數(shù)器 ea=1; /允許全部中斷 th0=0xf3; /高8位計數(shù)器作為初值寄存器 tl0=0xf3; /低8位計數(shù)器初值

38、 et0=1; /允許計數(shù)器0的中斷響應(yīng) main() lcd_initial(); /lcd初始化 gotoxy(7,0); /顯示定位 print(43); /顯示站名 gotoxy(0,1); print(next:); i=0; p=dis1; /初始化界面 gotoxy(6,1); /初始定位 print(p); /初始顯示 delay(); reset=0; /語音芯片復(fù)位 delay(); delay(); delay(); reset=1; p31=1; send(); /gps發(fā)射 tr0=1; /啟動計數(shù)器 while(1) delay1ms(300); while(p31

39、); /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(fù)脈沖使fwd有效，指針指向下一段 delay(); p24=1; delay();p25=0; / play有效，播放當(dāng)前段 delay(); p25=1; if(i=5)i=0;elsei+; switch(i) case 0:p=dis1; break; case 1:p=dis2; break; case 2:p=dis3; break; case 3:p=dis4; break; case 4:p=dis5; break; ; gotoxy(6,1); /數(shù)據(jù)指針定位

40、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=0否則led=1 delay(); led=0; led=1; delay(); void ttl(void)interrupt 1 / 定時器/計數(shù)器0(tf0) re=re; / re值取反產(chǎn)生ttl電平附錄二：液晶顯示模塊程序設(shè)計1、內(nèi)部等待函數(shù)lcd_wait(void) unsigned char lcd_wait(void) lcdrs=0; /讀狀態(tài) lcdrw=1; _nop_(); lcden=1; _nop_(); while(dbport&0x80); /判斷讀寫狀態(tài)使能標(biāo)志 lcden=0; return dbport; 2、向lcd寫入命令或數(shù)據(jù)子函數(shù)lcd_write() void lcd_write(bit style, unsigned char input) lcden=0; lcdrs