【正文】 本系統(tǒng)采用的是 DM（ Dot Matrix） Tool工具。 數(shù)據(jù)存儲與壓縮 在 GPS 自動公交車報站器的系統(tǒng)中，識別車輛到達(dá)的 位置以及播報站名和顯示信息時，需要對播報點的語音編碼、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 。 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． 在公交車報站狀態(tài)： K1：逐次播放上行各站提示語，每按一次按順序播放一個。 2當(dāng)前歷書數(shù) 20 這個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)，每個歷書的 1724 位 6離心率 7星歷參考時間 8傾角 9上升速率 10半軸 11近地點的末端 12節(jié)經(jīng)度 13近點離角 14Afo 時間參數(shù) 15 Af1 時間參數(shù) hh：語句末端的 hh 為該語句的校檢符，應(yīng)由用戶計算送給 GPS 25板，計算規(guī)則為：“ S”后的所有字節(jié)的 8 個計，每 4 個組成一個 BCD 碼（ A、 B、 C 等應(yīng)用大寫）。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)給用戶設(shè)備。 24 顆衛(wèi)星均勻分布在 6個軌道平面內(nèi)，軌道傾角為 55度，各個軌道平面之間相距 60 度， 即軌道的升交點赤經(jīng)各相差 60 度。全球定 位系統(tǒng) (Global Positioning SystemGPS)是美國從 20 世紀(jì) 70年代開始研制，歷時 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式無線電衛(wèi)星系統(tǒng)，是集成無線電導(dǎo)航、定位和定時于一體的多功能系統(tǒng)。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 11 液晶模塊串行時序圖 串行數(shù)據(jù)傳送共分三個字節(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 BF需為 “0” ，方可接受新的指令。 圖 為 SPEC061A 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 為 SPEC061A 引腳結(jié)構(gòu)圖 雙 16 位定時器/ 計數(shù)器7 通道 10 位 ADC單通道 ADC + AG CCPU 時鐘實時時鐘F L ASHRAM時基中斷控制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 /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。外圍擴(kuò)展鍵盤、顯示器件，擴(kuò)展 SPR4096 FLASH 芯片存儲語音資源。 利用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行公交車自動報站系統(tǒng)是近幾年的一個熱門課題。不過，以現(xiàn)階段來看，由于 GPS接收機(jī)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)展第一章 緒論 2 時，諸如 GPS IC設(shè)計的技術(shù)是否能達(dá)到 公交車 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(fèi)者的青睞等問題，仍必須審慎地深入評估。但是由于公交司機(jī)又要開車又要兼顧按鍵報站，所以常常出現(xiàn)誤報、漏報等現(xiàn)象，不能夠滿足公交系統(tǒng)的要求；另一方面，由于司機(jī)開車時為報站分散精力，也對公交的安全運(yùn)行埋下了隱患。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計）授權(quán)使用 說明 本論文（設(shè)計）作者完全了解 **學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計）的電子版和紙質(zhì)版。 其實語音報站不是什么新鮮的詞語了，公交車報站器也不是前所未有，本論文討論一個具有人性化友好操作界面，成本低報站準(zhǔn)確公交車報站器方案。往往 不能提前做好下 車準(zhǔn)備，甚至 很多要走回頭路 ；針對這一問題 。系統(tǒng)的工作原理是：安裝在車輛上的 GPS接收機(jī)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(jī)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。 第二章 系統(tǒng)方案論證 4 圖 為 GPS 語音報站系統(tǒng)總體設(shè)計框圖。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。 表 管腳號 管腳名 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 9 2 VCC +5V 電源負(fù) 3 V0 對比亮度調(diào)整 4 RS（ CS） H/L RS=“ H” ，表示 DB7—— DB0為顯示數(shù) 據(jù) RS=“ L” ,表示 DB7—— DB0為指令數(shù)據(jù) 5 R/W（ SID） H/L R/W=“ H” ， E=“ H” ，數(shù)據(jù)被讀到 DB7—— DB0 RW=“ L” ， E=“ H— L” , DB7—— DB0的數(shù)據(jù)被寫到 IR或DR 6 E（ SCLK） H/L 使能信號 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H:8位或 4位并口方式， L：串口方式 16 NC — 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 18 VOUT — LCD驅(qū)動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 20 K 背光源負(fù)端 控制器接口信號說明： RS， R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式： RS R/W 功能說明 L L MPU 寫指令到指令暫存器（ IR） 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 10 L H 讀出忙標(biāo)志（ BF）及地址記數(shù)器（ AC）的狀態(tài) H L MPU 寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存 器（ DR） H H MPU 從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀出數(shù)據(jù) E 信號 E狀態(tài) 執(zhí)行動作 結(jié)果 高 —— 低 I/O 緩沖—— DR 配合 /W 進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令 高 DR—— I/O緩沖 配合 R 進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低—— 高 無動作 ● 忙標(biāo)志 :BF BF標(biāo)志 表明 內(nèi)部工作情況 .BF=1時才能對 模塊 進(jìn)行內(nèi)部操作 ,此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù) .BF=0 時 ,模塊為準(zhǔn)備狀態(tài) ,能夠 接受外部指令和數(shù)據(jù) . 每次操作之前最好先進(jìn)行狀態(tài)字檢測 ,只有在確認(rèn) BF=0 之后 ,才能訪問模塊 。芯片具有 BMI（ Bus Memory Interface）并行接口總線與 SIF（ Serial Interface）串行接口總線。 c為 GPS 信號的傳播速度（即光速）。 GPS工作衛(wèi)星的編號和試驗衛(wèi)星基本相同。 NMEA0183 協(xié)議是 GPS接收機(jī)應(yīng)當(dāng)遵守的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，也是目前 GPS接收機(jī)上使用最廣泛的協(xié)議，大多數(shù)常見的 GPS接收機(jī)、 GPS 數(shù)據(jù)處理軟件、導(dǎo)航軟件都遵守或者至少兼容這個協(xié)議。 4 、 RXB 串行數(shù)據(jù)輸入口 B（ CMOS 3V Level： Vih≧ *VCC Vil≦ *VCC） GND 接地電源接地 6 、 TIMEMARK / RESET TIMEMARK： 1PPS 時間標(biāo)記輸出（ Vil≦ 、 脈沖 寬度為 10ms）。 K5：接收 GPS 上的時間 K6：設(shè)置切換。 特點：壓縮比大，計算量大，音質(zhì)不高，廉價。 GPS 信息壓縮與處理 由于我國陸地地處東經(jīng) 73 度到 136 度之間，所以在該系統(tǒng)設(shè)計中將采。 2． 參數(shù)編碼：聲碼器（ vocoder）模型表達(dá)，抽取參數(shù)與激勵信號進(jìn)行編碼。 K8： 打開或關(guān)閉 LCD 顯示。 適用范圍 海拔高度 : 60,000 英尺 速度 : 1000 海里 定位時間 最多可同時接收 20 個衛(wèi)星 接收碼 : L1， C/A 碼 更新速率 : 1HZ 時間標(biāo)示： 1 脈波 /秒 , GPS 時間 +/ 秒誤差 支持通訊協(xié)議： NMEA0183 版本規(guī)格輸出及 SiRF 二位編碼 芯片內(nèi)建 200,000 個衛(wèi)星追蹤運(yùn)算器 運(yùn)算程序： ARM7/TDMI 處理速度： 50 MHZ 內(nèi)建閃存 1Mb 最低追蹤信號感度： 159dBW 尺寸： 7公厘 重量： 2g 操作溫度： 10℃ to + 60℃ 存放溫度： 20℃ to + 85℃ 操作濕度： 5% to 95% 無壓縮條件下 工作電壓：輸出公率 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 21 操作電流：低于 80mA (無天線 、外接 mmcx) 位置精準(zhǔn)度 Autonomous: 10 公尺 2D, RMS SBAS: 7 呎 , (二維、 RMS, WAAS 修正范圍 ) 差分修正輸入 (DGPS)： 15 公尺 CEP 定位時間（平均值） 重新抓?。? 秒 熱開機(jī)： 1 秒 暖開機(jī)： 33 秒 冷開機(jī)： 36 秒 GS— 87引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 圖 .4GS— 87 引腳結(jié)構(gòu)圖 1 、 VCC_5V ? 端 2 、 TXA 串行數(shù)據(jù)輸出端口 A（ CMOS 3V Level:Voh≧ Vol≦ Ioh=Iol=2mA） 。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 16 GPS 輸入輸出語句說明 NMEA 協(xié)議是為了在不同的 GPS（全球定位系統(tǒng)）導(dǎo)航設(shè)備中建立統(tǒng)一的 BTCM（海事無線電技術(shù)委員會）標(biāo)準(zhǔn)，由美國國家海洋電子協(xié)會（ NMEAThe National Marine Electronics Association）制定的一套通訊協(xié)議。對于某地某時，甚至不能測得精確的點位坐標(biāo)，這種時間段叫做 “ 間隙段 ” 。 di (i= 4) 分別為衛(wèi)星 衛(wèi)星 衛(wèi)星 衛(wèi)星 4到接收機(jī)之間的距離。 SPR4096 是一個高性能的 4M 位 FLASH，分為 256 個扇區(qū)，每個扇區(qū)為 2K 字節(jié)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 5 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 GPS 公交車報站器硬件模塊包括：凌陽 SPCE061A 單片機(jī)模塊、 GPS 模塊、SPR4096 存儲電路、 LCD 顯示模塊、音頻輸出模塊和鍵盤控制模塊組成。 本次設(shè)計的任務(wù)是利用現(xiàn)有的 GPS 系統(tǒng)結(jié)合凌陽單片機(jī)語音技術(shù)研制一套車輛自動報站的系統(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。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)。為了公交系統(tǒng)的 管理現(xiàn)代化與 安全考慮，需要 對原有系統(tǒng)更新使其更智能化， 公交 自動 語音報站系統(tǒng) 符合這一要求 。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 III 摘 要 公共汽車成為城市人們 出行的必備選擇后所面臨的問題是乘客們?nèi)绾文軌蛟谡_的車站下車，如何知道這輛車開向哪里，途中還會經(jīng)過哪些車站。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計）的全部或部分內(nèi)容。應(yīng)用自動報站系統(tǒng)即可以節(jié)省員工開支，增強(qiáng)公司效益。 (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)。此系統(tǒng)設(shè)計要求車輛的定位精度要高于 50m，如遇外界影響 GPS 信號還可恢復(fù)成手動操作進(jìn)行報站。 顯示模塊是采用 12864LCD，通過 SPCE061A 進(jìn)行控制顯示相關(guān)站