【正文】 II 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類(lèi)設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬(wàn)字。在一些需要提示乘客注意的情況，比如車(chē)在轉(zhuǎn)彎需要注意，或者需要讓座等等，這時(shí)該怎么辦？解決的辦法就是利用公交車(chē)報(bào)站器播放語(yǔ)音，提示乘客。 確認(rèn)公交車(chē) 是否進(jìn)入設(shè)定 站臺(tái)范圍內(nèi)， 以達(dá)到自動(dòng)報(bào)站 的目的 ； 再設(shè)計(jì)的過(guò)程中給出 硬件電路的設(shè)計(jì)方案、主要軟件流程圖、數(shù)據(jù)處理及其程序設(shè)計(jì)的方法。但是由于公交司機(jī)又要開(kāi)車(chē)又要兼顧按鍵報(bào)站，所以常常出現(xiàn)誤報(bào)、漏報(bào)等現(xiàn)象，不能夠滿(mǎn)足公交系統(tǒng)的要求；另一方面，由于司機(jī)開(kāi)車(chē)時(shí)為報(bào)站分散精力，也對(duì)公交的安全運(yùn)行埋下了隱患。 近年來(lái)， GPS(Global Positioning System)全球定位系統(tǒng)在各種行業(yè) 廣泛運(yùn)用 ，特別是車(chē)輛監(jiān)控與定位系統(tǒng)的應(yīng)用中蓬勃發(fā)展。 目前現(xiàn)有公共汽車(chē)自動(dòng)報(bào)站器， 到站 時(shí) LCD 點(diǎn)陣文字提示僅顯示本站和下站， 由此 ，很多 乘客并不清楚該車(chē)當(dāng)前行駛的方向以及某站點(diǎn)在整條線(xiàn)路中的 具體 位置， 特別是報(bào)站系統(tǒng) 故障時(shí)。 目 前 在國(guó)外 ，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(guó)際公認(rèn)的八大無(wú)線(xiàn)產(chǎn)業(yè)之一。不過(guò)，以現(xiàn)階段來(lái)看，由于 GPS接收機(jī)的單芯片化技術(shù)、價(jià)格以及市場(chǎng)應(yīng)用服務(wù)等仍未臻成熟，因此，在樂(lè)觀地看待此市場(chǎng)發(fā)展第一章 緒論 2 時(shí)，諸如 GPS IC設(shè)計(jì)的技術(shù)是否能達(dá)到 公交車(chē) 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(chē)系統(tǒng) 是否能引起消費(fèi)者的青睞等問(wèn)題，仍必須審慎地深入評(píng)估。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)。一般行業(yè)用戶(hù)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。 (2)面向個(gè)人消費(fèi)者的 GPS終端產(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 定位精度在 50m 以?xún)?nèi)。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。 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)。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。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。 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。 ? 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(xiàn)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。 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。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 圖 圖中的 VDDH 為 SPCE061A 的 I/O電平參考，接 SPCE061A 的 5 5 75腳；VDDP 為 PLL 鎖相環(huán)電源，接 SPCE061A 的 7 腳； VDD 和 VDDA 分別為數(shù)字電源與模擬電源，分別接 SPCE061A 的 15 腳和 36腳； AVSS1 是模擬地，接 SPCE061A 的 24 腳； VSS是數(shù)字地，接 SPCE061A 的 38 腳； AVSS2 接音頻輸出 電路的 AVSS2。 基本特性 及功能 :（ 1）、低電源電壓（ VDD:++）（ 2）、顯示分辨率 :12864點(diǎn) （ 3）、內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供 8192 個(gè) 1616 點(diǎn)陣漢字 (簡(jiǎn)繁體可選 ) （ 4）、內(nèi)置 128個(gè) 168 點(diǎn)陣字符 （ 5）、 2MHZ 時(shí)鐘頻率 （ 6）、顯示方式： STN、半透、正顯 （ 7）、驅(qū)動(dòng)方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS （ 8）、視角方向 ： 6 點(diǎn) （ 9）、背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED的 1/5— 1/10 （ 10）、通訊方式：串行、并口可選 （ 11）、內(nèi)置 DCDC轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓 （ 12）、無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)（ 13）、工作溫度 : 0℃ +55℃ ,存儲(chǔ)溫度 : 20℃ +60℃。 DFF 的狀態(tài)是指令 DISPLAY ON/OFF 和 RST信號(hào)控制的。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 液晶模塊串行時(shí)序圖 串行數(shù)據(jù)傳送共分三個(gè)字節(jié)完成： 第一字節(jié)：串口控制 — 格式 11111ABC A為數(shù)據(jù)傳送方向控制： H表示數(shù)據(jù)從 LCD到 MCU， L表示數(shù)據(jù)從 MCU到 LCD B為數(shù)據(jù)類(lèi)型選擇： H表示數(shù)據(jù)是顯示數(shù)據(jù)， L表示數(shù)據(jù)是控制指令 C固定為 0 第二字節(jié)： (并行 )8位數(shù)據(jù)的高 4位 — 格式 DDDD0000 第三字節(jié)： (并行 )8位數(shù)據(jù)的低 4位 — 格式 0000DDDD 注意： 模塊在接收指令前，向處理器必須先確認(rèn)模塊內(nèi)部處于非忙狀態(tài)，即讀取 BF標(biāo)志時(shí) BF需為 “0” ，方可接受新的指令。 圖 是音頻輸出電路圖。 內(nèi)嵌 512K 8位高性能 Flash 存儲(chǔ)器同時(shí)內(nèi)嵌 4K 8位 SRAM。 VDDQ 范圍在 ，只給 I/O 口供電。全球定 位系統(tǒng) (Global Positioning SystemGPS)是美國(guó)從 20 世紀(jì) 70年代開(kāi)始研制，歷時(shí) 20 年，耗資 300億美元，于 1994 年全面建成，為高精度導(dǎo)航和定位而研制的全球被動(dòng)式無(wú)線(xiàn)電衛(wèi)星系統(tǒng)，是集成無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航、定位和定時(shí)于一體的多功能系統(tǒng)。 功能多，應(yīng)用廣： 隨著人們對(duì) GPS 認(rèn)識(shí)的加 深， GPS 不僅在測(cè)量，導(dǎo)航，測(cè)速，測(cè)時(shí)等方面得到更廣泛第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 14 的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。 △ ti (i= 4) 分別為衛(wèi)星 衛(wèi)星 衛(wèi)星 衛(wèi)星 4的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)所經(jīng)歷的時(shí)間。 Vt i (i= 4) 分別為衛(wèi)星 衛(wèi)星 衛(wèi)星 衛(wèi)星 4的衛(wèi)星鐘的鐘差，由衛(wèi)星星歷提供。 24 顆衛(wèi)星均勻分布在 6個(gè)軌道平面內(nèi)，軌道傾角為 55度，各個(gè)軌道平面之間相距 60 度， 即軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)各相差 60 度。位于地平線(xiàn)以上的衛(wèi)星顆數(shù)隨著時(shí)間和地點(diǎn)的不同而不同，最少可見(jiàn)到 4顆， 最多可見(jiàn)到 11顆。但這種 時(shí)間間隙段是很短暫的，并不影響全球絕大多數(shù)地方的全天候、高精度。每顆 GPS 衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶(hù)設(shè)備。而動(dòng)態(tài)定位則是用 GPS 接收機(jī)測(cè)定一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。 GPS 接收機(jī)根據(jù) NMEA0183 協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將位置、速度等信息通過(guò)串口傳送到 PC 機(jī)、 PDA 等設(shè)備。 表 信息簡(jiǎn)稱(chēng) 序號(hào) 命令 說(shuō)明 最大幀長(zhǎng) 1 $GPGGA 全球定位數(shù)據(jù) 72 2 $GPGSA 衛(wèi)星 PRN 數(shù)據(jù) 65 3 $GPGSV 衛(wèi)星狀態(tài)信息 210 4 $GPRMC 運(yùn)輸定位數(shù)據(jù) 70 5 $GPVTG 地面速度信息 34 6 $GPGLL 大地坐標(biāo)信息 7 $GPZDA UTC 時(shí)間和日期 注：發(fā)送次序 $PZDA、 $GPGGA、 $GPGLL、 $GPVTG、 $GPGSA、 $GPGSV* $GPRMC 協(xié)議幀總說(shuō)明： 該協(xié)議采用 ASCII 碼，其串行通信默認(rèn)參數(shù)為：波特率 =4800bps，數(shù)據(jù)位 =8bit，開(kāi)始位 =1bit，停止位 =1bit，無(wú)奇偶校驗(yàn)。 2當(dāng)前歷書(shū)數(shù) 20 這個(gè)字段可為空或任意值； 3衛(wèi)星 PRN 數(shù)不清 0 到 32 4GPS 星歷數(shù) 5SV狀態(tài)，每個(gè)歷書(shū)的 1724 位 6離心率 7星歷參考時(shí)間 8傾角 9上升速率 10半軸 11近地點(diǎn)的末端 12節(jié)經(jīng)度 13近點(diǎn)離角 14Afo 時(shí)間參數(shù) 15 Af1 時(shí)間參數(shù) hh：語(yǔ)句末端的 hh 為該語(yǔ)句的校檢符，應(yīng)由用戶(hù)計(jì)算送給 GPS 25板，計(jì)算規(guī)則為：“ S”后的所有字節(jié)的 8 個(gè)計(jì)，每 4 個(gè)組成一個(gè) BCD 碼（ A、 B、 C 等應(yīng)用大寫(xiě)）。具有 6 個(gè)針腳 ， 內(nèi)建 ARM7TDMI CPU 可符合客制需求 ， 具備快速定位及追蹤 20 顆衛(wèi)星的能力 ， 體積超小，僅 25 7公厘 ， 芯片內(nèi)建 200,000 個(gè)衛(wèi)星追蹤運(yùn)算器，大幅提高搜尋及運(yùn)算衛(wèi)星訊號(hào)能力 ， 內(nèi)建 RTCM SC104 DGPS 和 WASS/EGNOS 解調(diào)器 ，低耗電量 ， 具備有省電模式（ TricklePower）功能，以及在設(shè)定的時(shí)間才啟動(dòng)的定時(shí)定位（ Push– to– Fix）功能 。 RXA 串行數(shù)據(jù)輸入端口 A（ CMOS 3V Level： Vih≧ *VCC Vil≦ *VCC） 。由于該模塊無(wú)需初始化，上電后模塊即可自動(dòng)接收和發(fā)送定位數(shù)據(jù)，故不需要對(duì)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。 K2K3K4 K5 K6 K7K8K1V D D HIOB3IOB4IOB5IOB6 IOB8IOB9IOB11IOB12 圖 按鍵電路原理圖 各按鍵的功能定義如下： 1． 在公交車(chē)報(bào)站狀態(tài)： K1：逐次播放上行各站提示語(yǔ)，每按一次按順序播放一個(gè)。 K5：播放娛樂(lè)音樂(lè)或廣告。 2． 在時(shí)間設(shè)置狀態(tài)： K K K K4：無(wú)效。 在啟用 GPS 自動(dòng)報(bào)站控制時(shí)，按 K1～ K K8 任意鍵，執(zhí)行該鍵的操作，并關(guān)閉串口接收 GPS 數(shù)據(jù)，啟用手動(dòng)報(bào)站方式。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與壓縮 在 GPS 自動(dòng)公交車(chē)報(bào)站器的系統(tǒng)中，識(shí)別車(chē)輛到達(dá)的 位置以及播報(bào)站名和顯示信息時(shí)，需要對(duì)播報(bào)點(diǎn)的語(yǔ)音編碼、文字信息、經(jīng)緯度坐標(biāo)、方向、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)存 儲(chǔ) 。 凌陽(yáng)常用的音頻形式和壓縮算法： 1． 波形編碼： subband 即 SACM_A2020。如：SACM_S240。 除此之外 ,還具有 FM 音樂(lè)合成方式即 SACM_MS01。本系統(tǒng)采用的是 DM（ Dot Matrix） Tool工具。如圖 所示 圖 Edit Window 進(jìn)行轉(zhuǎn)換的字模輸入完畢后，需要生成字模數(shù)據(jù)的文件，這是在字模數(shù)據(jù)生成窗口（ Edit and Export 第四章 數(shù)據(jù)壓縮語(yǔ)音處理 26 Cchart file