【正文】 等問(wèn)題，仍必須審慎地深入評(píng)估。 國(guó)內(nèi) GPS市場(chǎng)呈現(xiàn)出兩個(gè)重點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)。 (1)以車(chē)載導(dǎo)航為核心的移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控、管理與服務(wù)系統(tǒng)。 在 GPS應(yīng)用領(lǐng)域，車(chē)輛應(yīng)用所占的比例較大。最初 GPS車(chē)輛應(yīng)用一般分為車(chē)輛跟蹤和車(chē)輛導(dǎo)航兩大系統(tǒng)。但當(dāng)摩托羅拉公 司推出集車(chē)輛導(dǎo)航與跟蹤于一體的車(chē)輛信息系統(tǒng)后，它就成了發(fā)展的方向。 GPS車(chē)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(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)是集GPS技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)于一體的綜合車(chē)輛管理系統(tǒng)。一般行業(yè)用戶的車(chē)船隊(duì)監(jiān)控都采用中心監(jiān)控方式，系統(tǒng)由監(jiān)控中心、位于監(jiān)控中心的主站和安裝在移動(dòng)車(chē)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(chē)輛上的 GPS接收機(jī)根據(jù)收到的衛(wèi)星信息計(jì)算出車(chē)輛的當(dāng)前位置，通信控制器從 GPS接收機(jī)輸出的信號(hào)中提取所需要的位置、速度和時(shí)間信息，結(jié)合車(chē)輛身份等信息形成數(shù)據(jù)包，然 后通過(guò)無(wú)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(chē)輛的車(chē)號(hào)和組號(hào)等，在監(jiān)控中心的電子地圖上顯示出來(lái)。同時(shí)，控制中心的系統(tǒng)管理員可以查詢各車(chē)輛的運(yùn)行狀況，根據(jù)車(chē)流量合理調(diào)度車(chē)輛。 (2)面向個(gè)人消費(fèi)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、深入到人們的日常生活中。目前面向個(gè)人消費(fèi)者的產(chǎn)品主要有車(chē)載自主導(dǎo)航系統(tǒng)、移動(dòng)監(jiān)控終端以及消費(fèi)類(lèi)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(dòng)通信手機(jī)、 GPS手持機(jī)、 GPS 手表，甚至 GPS 相機(jī)等，也有基于掌上電腦和筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備的插卡 (CF 卡式 GPS接收機(jī) )式、外接 (GPS 接收機(jī) )式等集成產(chǎn)品。 利用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)是近幾年的一個(gè)熱門(mén)課題。 GPS 衛(wèi)星定位語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)具有定位精度高、語(yǔ)音自動(dòng)播報(bào)等特點(diǎn)。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求車(chē)輛的定位精度要高于 50m，如遇外界影響 GPS 信號(hào)還可恢復(fù)成手動(dòng)操作進(jìn)行報(bào)站。 第二章 系統(tǒng)方案論證 3 第二章 系統(tǒng)方案論證 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 要求設(shè)計(jì)一個(gè)操作友好且成本很低的公交車(chē)報(bào)站器，具體要求如下： 可以存放較多的 服務(wù)用語(yǔ)和廣告詞 ； 要求操作簡(jiǎn)單，每站可自動(dòng)播報(bào)全部報(bào)站內(nèi)容（前方將要到達(dá)的站名，上下車(chē)提示服務(wù)用語(yǔ)） ； 要求具有 LCD 站點(diǎn)信息顯示 ； 要求語(yǔ)音播報(bào)具有 自動(dòng)和手動(dòng)兩種 功能； 要求站牌信息及服務(wù)信息等都能通過(guò)液晶屏顯示出來(lái)； 時(shí)間、日歷播報(bào)、顯示和調(diào)整功能。 GPS 定位精度在 50m 以內(nèi)。 方案論證 目前公交車(chē)報(bào)站器技術(shù)主要有以下幾種：一般公交車(chē)報(bào)站器 ,到站前由司機(jī)按進(jìn)站按鈕開(kāi)始報(bào)站，出站時(shí)按下出站按鈕，開(kāi)始預(yù)報(bào)下站的站名，通過(guò)序號(hào)來(lái)記錄各個(gè)站點(diǎn)；第二種是 門(mén)控公交車(chē)報(bào)站器，將開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)時(shí)轉(zhuǎn)換信號(hào)和語(yǔ)音報(bào)站器連接，開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)時(shí)自動(dòng)報(bào)站；第三種是無(wú)線收發(fā)公交車(chē)報(bào)站器，它是在每個(gè)公交車(chē)站點(diǎn)設(shè)置發(fā)射信號(hào)同步模塊，公交車(chē)臨近到站點(diǎn)左右會(huì)收到信號(hào)，開(kāi)始自動(dòng)報(bào)站，出站后信號(hào)消失，開(kāi)始預(yù)報(bào)下一站，此報(bào)站器報(bào)站準(zhǔn)確，但需要為每個(gè)站點(diǎn)組建無(wú)線發(fā)射模組，實(shí)施工程復(fù)雜、價(jià)格昂貴，大部分站點(diǎn)無(wú)電源供應(yīng)，公交車(chē)數(shù)量多時(shí)存在頻率干擾很?chē)?yán)重影響報(bào)站的準(zhǔn)確性，每路公交車(chē)修改站點(diǎn)非常不方便，系統(tǒng)維護(hù)成本高；第四種就是 GPS自動(dòng)語(yǔ)音公交車(chē)報(bào)站器，此報(bào)器是在公交車(chē)上安裝 GPS 自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站器，自動(dòng)識(shí) 別站點(diǎn)并報(bào)告站點(diǎn)信息。由于報(bào)站精準(zhǔn)，無(wú)須人工操作，無(wú)須建設(shè)任何車(chē)外設(shè)施。 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是利用現(xiàn)有的 GPS 系統(tǒng)結(jié)合凌陽(yáng)單片機(jī)語(yǔ)音技術(shù)研制一套車(chē)輛自動(dòng)報(bào)站的系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的軟件與硬件，要求系統(tǒng)具有建設(shè)費(fèi)用少、維護(hù)費(fèi)用低、定位精度高等特點(diǎn)。系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容包括：車(chē)輛定位系統(tǒng)的軟件與硬件的設(shè)計(jì)與制作，即結(jié)合 GPS和凌陽(yáng)單片機(jī)，對(duì) GPS接收機(jī)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)合 LCD點(diǎn)陣顯示和 SPCE061A的語(yǔ)音播報(bào)功能，并使用控制鍵盤(pán)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)站器的全自動(dòng)報(bào)站和手動(dòng)報(bào)站的功能，以及系統(tǒng)的整體測(cè)試與實(shí)際運(yùn)行。 第二章 系統(tǒng)方案論證 4 圖 為 GPS 語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖。 GPS 語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)硬件電路主要包括SPCE061A 控制模塊、 GPS 數(shù)據(jù)接收模塊 [6]、語(yǔ)音模塊、按鍵模塊、 LCD 顯示等模塊。圖 為 GPS 語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖。 S P E C 0 6 1 A控 制 模 塊L C D存 儲(chǔ) 模 塊G P S 接 受 模塊按 鍵 模 塊語(yǔ) 音 輸出 圖 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)框圖 GPS 公交車(chē)報(bào)站器各部分功能 將 語(yǔ)音信息 、提示信息和 廣告信息 存入凌陽(yáng)單片機(jī)系統(tǒng)的外擴(kuò)存儲(chǔ)器中，凌陽(yáng)單片機(jī)上電工作后首先檢查是全自動(dòng)報(bào)站工作方式還是手動(dòng)按鍵報(bào)站工作方式，手動(dòng)按鍵方式則由鍵盤(pán)直接控制顯示 和語(yǔ)音播報(bào)。當(dāng)系統(tǒng)工作在全自動(dòng)報(bào)站方式時(shí)，凌陽(yáng)單片機(jī)接收 GPS 的信息，其中包括時(shí)間、地理位置、速度和方向等信息， GPS 通信遵循 NMEA0138 協(xié)議，凌陽(yáng)單片機(jī)按照協(xié)議提取有用信息，根據(jù)公交車(chē)的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，進(jìn)行上行、下行判斷，并準(zhǔn)確播報(bào)報(bào)站信息、廣告及提示語(yǔ)，在 LCD 點(diǎn)顯示，并通過(guò)揚(yáng)聲器播放出來(lái)。 選用 SPCE061A 單片機(jī)作為主控芯片。 SPCE061A 芯片集成 A/D、 D/A 功能，配合語(yǔ)音函數(shù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音功能。外圍擴(kuò)展鍵盤(pán)、顯示器件，擴(kuò)展 SPR4096 FLASH 芯片存儲(chǔ)語(yǔ)音資源。串口通信能夠及 時(shí)處理 GPS 接受到得經(jīng)緯度信息。 顯示模塊是采用 12864LCD，通過(guò) SPCE061A 進(jìn)行控制顯示相關(guān)站點(diǎn)、廣告等信息。 GPS 接收模塊 ，通過(guò)天線接收衛(wèi)星發(fā)來(lái)的相關(guān)地理、時(shí)間信息并對(duì)其進(jìn)行處理。實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置，以及速度、時(shí)間、航向等定位信息。把獲得經(jīng)度、緯度、高度、時(shí)間等信息發(fā)送給單片機(jī)控制模塊。 單片機(jī)外圍硬件電路主要包括：按鍵和 SPR4096 模組存儲(chǔ)器，按鍵是在 GPS 受干擾情況下完成人工手動(dòng)報(bào)站 ； SPR4096 模組增加系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間，有利于存儲(chǔ)大量語(yǔ)音信息。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 5 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) GPS 公交車(chē)報(bào)站器硬件模塊包括：凌陽(yáng) SPCE061A 單片機(jī)模塊、 GPS 模塊、SPR4096 存儲(chǔ)電路、 LCD 顯示模塊、音頻輸出模塊和鍵盤(pán)控制模塊組成。 SPCE061A 單片機(jī)控制設(shè)計(jì) 凌陽(yáng)單片機(jī) SPEC06A 簡(jiǎn)介 及性能 SPCE061A 是凌陽(yáng)科技推出的一款 16 位結(jié)構(gòu)的微控制器。較高的處理速度使 用μ ’nSP ?能非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)。以μ ’ nSP ?為核心的 SPCE061A 微控制器是適用于數(shù)字語(yǔ)音 處理 應(yīng)用領(lǐng)域 ， 一種最經(jīng)濟(jì)的選擇 產(chǎn)品 。 SPEC06A 主要性能 及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 主要性能： ? 16 位μ ’ nSP?微處理器； ? 工作電壓 (CPU) VDD 為 ~ (I/O) VDDH 為 ~ ? CPU 時(shí)鐘： ~ ； ? 內(nèi)置 2K 字 SRAM； ? 內(nèi)置 32K FLASH； ? 可編程音頻處理； ? 晶體振蕩器 。 ? 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下 (時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài) )，耗電僅為 2μ ； ? 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 (可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值 )； ? 2 個(gè) 10 位 DAC(數(shù) 模轉(zhuǎn)換 )輸出通道； ? 32 位通用可編程輸入 /輸出端口； ? 14 個(gè)中斷源可來(lái)自定時(shí)器 A / B，時(shí)基， 2個(gè)外部時(shí)鐘源輸入，鍵喚醒； ? 具備觸鍵喚醒的功能； ? 使用凌陽(yáng)音頻編碼 SACM_S240 方式 ( 位 /秒 )，能容納 210 秒的語(yǔ)音數(shù)據(jù)； ? 鎖相環(huán) PLL 振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)； ? 32768Hz 實(shí)時(shí)時(shí)鐘； ? 7 通道 10位電壓模 數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)和單通道聲音模 數(shù)轉(zhuǎn)換器； ? 聲音模 數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動(dòng)增益控制 (AGC)功能； ? 具備串行設(shè)備接口； ? 具 有低電壓復(fù)位 (LVR)功能和低電壓監(jiān)測(cè) (LVD)功能； ? 內(nèi)置在線仿真電路 ICE（ In Circuit Emulator）接口； 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 6 ? 具有保密能力； ? 具有 WatchDog 功能。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及芯片引腳概述 SPCE061A 有兩種封裝模式，一種為 84 個(gè)引腳， PLCC84 封裝形式；另一種為 80 個(gè)引腳， LQFP80 封裝。本系統(tǒng)中采用 PLCC84 封裝，在 PLCC84 封裝中，有 15個(gè)空余腳，用戶使用時(shí)這 15個(gè)空余腳懸浮。在 LQFP80 封裝中有 9個(gè)空余腳，用戶使用時(shí)這 9個(gè)空余腳接地。 圖 為 SPEC061A 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 為 SPEC061A 引腳結(jié)構(gòu)圖 雙 16 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器7 通道 10 位 ADC單通道 ADC + AG CCPU 時(shí)鐘實(shí)時(shí)時(shí)鐘F L ASHRAM時(shí)基中斷控制IO A1 5 0 IO B1 5 0鎖相環(huán)振蕩器I OB 0 ( SCK ) I OB 1 (SDA )低電壓監(jiān)測(cè) /低電壓復(fù)位 雙通道10 位 DAC串行輸入輸出接口AUD 1AUD 2MIC_ IN32 管腳通用輸入輸出端口16 位微控制器u 39。n SP+I C EXI/RXOICE_SCKICE_SDAICE_ENCPVIO B7 （ R XD ） IO B1 0 （ TXD ）串行異步通訊接口Watchdog 圖 SPEC061A內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 SPEC061A引腳結(jié)構(gòu)圖 、 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 SPCE061A 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng)接線如圖 所示，在 OSCO、 OSCI 端接上晶振及諧振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入 VCP 端接上相應(yīng)的電容電阻， 復(fù)位電路 其他不用的電源端和地端接上 F 的去耦電容提高抗干擾能力。 O S C 32 012O S C 32 113X T E X T14V D D15X C I E16X I C E C L K17X I C E S D A18V S S19P V I N20D A C 121D A C 222V R E F 223V S S24A G C25O P I26M I C O U T27M I C N28P F U S E29NC30NC31NC32NC11NC10VSS9VCP8VDD7XRESB6IOB05IOB14IOB23IOB32IOB41NC84NC83NC82IOB680IOB581IOB779IOB878IOB977IOB1076VDDH75NC73NC72NC71NC70P V P P69I O B 1 168I O B 1 267I O B 1 366I O B 1 465I O B 1 564V S S62X S L E E P63X R O M T61I O A 1560I O A 1459I O A 1358I O A 1257I O A 1156I O A 1055MICP33VCM34VRTPAD35VDD36VMIC37VSS38NC39NC40IOA041IOA142IOA243IOA344IOA445IOA546IOA647IOA748VSS49VSS50VDDH51VDDH52IOA853NC74I O A 954U161Y132 76 8C 1520 PC 1420 PV S SC 1810 4C 1710 0uV S SV D DIC E _ E NI C E _ S C KI C E _ S D AV S SD A C 1D A C 2D A CC333 00 PC 1010 4R23. 3KV C PV S SP L LD4D I O D ER 14 0R 15 0R 16 0R 17