【導(dǎo)讀】的車站下車，如何知道這輛車開向哪里，途中還會(huì)經(jīng)過(guò)哪些車站。在一些需要提示乘客。注意的情況，比如車在轉(zhuǎn)彎需要注意，或者需要讓座等等，這時(shí)該怎么辦？其實(shí)語(yǔ)音報(bào)站不是什么新鮮的詞語(yǔ)了，準(zhǔn)確公交車報(bào)站器方案。利用凌陽(yáng)SPCE061A串行口通信接收GPS模塊輸出的經(jīng)緯度信息，通過(guò)對(duì)比存。儲(chǔ)經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)和相應(yīng)的站點(diǎn)名字。確認(rèn)公交車是否進(jìn)入設(shè)定站臺(tái)范圍內(nèi)，以達(dá)到自動(dòng)。其程序設(shè)計(jì)的方法。本設(shè)計(jì)解決了以住公交車報(bào)站系統(tǒng)人工操作不便、誤報(bào)站多、故障。時(shí)不報(bào)站等問(wèn)題。

　　

【正文】 組成一個(gè) BCD 碼（ A、 B、 C 等應(yīng)用大寫）。 GPS 25 輸出，語(yǔ)句后均有校驗(yàn)位，用戶可通過(guò)它，驗(yàn)證結(jié)果。 GPS 型號(hào)選擇 本 系統(tǒng)采用 GPS模塊 GS87， GPS 模塊 GS87 是一個(gè)高效能、低耗電的智能型衛(wèi)星接收模塊或稱做衛(wèi)星接收引擎，它采用美國(guó)瑟孚 SiRF star III 公司所設(shè)計(jì)的第三代衛(wèi)星定位接收芯片，是一個(gè)完整的衛(wèi)星定位接收器具備全方位功能，能滿足專業(yè)定位的嚴(yán)格要求與個(gè)人消費(fèi)需求 。 產(chǎn)品特色 ： 采用 SiRF 第三代高效能芯片高靈敏度、低耗電量芯片 STAR III。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 。 支持 NMEA0183 版本規(guī)格輸出 GPGGA, GPGSA, GPGSV, GPRMC, GPVTG,GPGLL 可選 。 應(yīng)用范圍：車用導(dǎo)航、航海導(dǎo)航、艦隊(duì)管理、基地服務(wù)、自動(dòng)駕駛、個(gè)人導(dǎo)航、旅游設(shè)備、 軌跡設(shè)備、系統(tǒng)及繪圖應(yīng)用程序 。 適用范圍 海拔高度 : 60,000 英尺 速度 : 1000 海里 定位時(shí)間 最多可同時(shí)接收 20個(gè)衛(wèi)星 接收碼 : L1， C/A 碼 更新速率 : 1HZ 時(shí)間標(biāo)示： 1脈波 /秒 , GPS 時(shí)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(gè)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(hào)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(wú)壓縮條件下 工作電壓：輸出公率 操作電流：低于 80mA (無(wú)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(shí)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） 。 RXA 串行數(shù)據(jù)輸入端口 A（ CMOS 3V Level： Vih≧ *VCC Vil≦ *VCC） 。 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(shí)間標(biāo)記輸出（ Vil≦ 、 脈沖 寬度為 10ms）。 RESET：復(fù)位輸入（低電平有效） GPS 接口電路模塊 由于電源電壓要求為 +177。 5%（即 +~+），因此模塊引腳 接系統(tǒng)的+5V 電源。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。另外， GPS 模塊工作電源是 +5V，而 凌陽(yáng) SPCE061A單片機(jī)的 I/O 電壓為 +，所以在 GPS 模塊 與 凌陽(yáng) SPCE061A1單片機(jī)之間串接 27K的保護(hù)電阻。具體硬件接口電路如圖 C810 4C510 0uV S SIOB5IOB6IOB7IOB8IOB9IOB10VDDHV C C1T X A2R X A3R X B4G N D5R E S E T6G S _8 7+ 5VIO B 7IO B 1 027 K27 K 圖 GPS 接口電路 原理圖 按鍵模塊 由于凌陽(yáng) SPCE061A 單片機(jī) 具有可編程的 I/O 口，所以只需將要接按鍵的 I/O 口設(shè)置為帶下拉電阻的輸入口，按鍵的另一端接到高電平上即可。電路原理圖如圖 所示。 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(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)。 K2：逐次播放下行各站提示語(yǔ)，每按一次按順序播放一個(gè)。 K3：播放警告用語(yǔ) “ 車輛拐彎，請(qǐng)注意安全 ” 。 K4：播放提示語(yǔ) “ 車上有老弱病殘?jiān)谐丝?，?qǐng)讓座 ” 。 K5：播放娛樂(lè)音樂(lè)或廣告。 K6：進(jìn)入設(shè)置時(shí)間狀態(tài)。 K7：?jiǎn)⒂?GPS 自動(dòng)報(bào)站控制。 K8： 打開或關(guān)閉 LCD顯示。 2． 在時(shí)間設(shè)置狀態(tài)： K K K K4：無(wú)效。 K5：接收 GPS 上的時(shí)間 K6：設(shè)置切換。 K7：增加。 K8：減小。 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。在播放語(yǔ)音時(shí)，按任意鍵可以停止播放。 第四章 數(shù)據(jù) 壓縮與語(yǔ)音 處理 由于本系統(tǒng)需要存儲(chǔ)大量站點(diǎn)信息、廣告、提示語(yǔ)和相應(yīng)的語(yǔ)音信息。因此要對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行壓縮處理，以便于降低系統(tǒng)硬件的成本和提高數(shù)據(jù)處理效率。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與壓縮 在 GPS 自動(dòng)公交車報(bào)站器的系統(tǒng)中，識(shí)別車輛到達(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) 。為了節(jié)約存儲(chǔ)空間， 必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 處理與壓縮。 語(yǔ)音壓縮與處理 SPCE061A 單片機(jī)的性能適合數(shù)字語(yǔ)音處理，內(nèi)置 10位 ADC 和 10 位 DAC、內(nèi)置 MIC放大器和自動(dòng)增益功能 2個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 CPU 時(shí)鐘最高達(dá) 49MHz， 16 位乘法器和內(nèi)積運(yùn)算，有能力執(zhí)行復(fù)雜壓縮算法，備運(yùn)算速度高的優(yōu)勢(shì)等。這些無(wú)疑為語(yǔ)音播放提供了條件。 凌陽(yáng)常用的音頻形式和壓縮算法： 1． 波形編碼： subband 即 SACM_A2020。 特點(diǎn)：高質(zhì)量、高碼率，適于高保真語(yǔ)音 和 音樂(lè)。本方案采用該編碼方式。 2． 參數(shù)編碼：聲碼器（ vocoder）模型表達(dá)，抽取參數(shù)與激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行編碼。如：SACM_S240。 特點(diǎn)：壓縮比大，計(jì)算量大，音質(zhì)不高，廉價(jià)。 3． 混合編碼： CELP 即 SACM_S480。 特點(diǎn)：綜合參數(shù) 和波形編碼之優(yōu)點(diǎn)。 除此之外 ,還具有 FM 音樂(lè)合成方式即 SACM_MS01。 在此系統(tǒng)中，可由使用計(jì)算機(jī)預(yù)先將要播報(bào)的報(bào)站、廣告、音樂(lè)、提示語(yǔ)等音頻信息錄制屬性為 ， 16 位，單聲道， 15KB/秒的 wav 格式語(yǔ)音文件，然后使用凌陽(yáng)音頻壓縮工具將該音頻文件壓縮成 A2020 的凌陽(yáng)音頻格式。最后利用凌陽(yáng) ResWriter工具將其燒錄到 SPR4096 存儲(chǔ)單元中。 站點(diǎn)信息、廣告顯示與壓縮 LCD128 X64是一款自帶 中文字幕顯示 ，因此只需要在通過(guò)軟件把相應(yīng)的漢字轉(zhuǎn)換為液晶顯示模組的代碼 。 本系統(tǒng)采用的是 DM（ Dot Matrix） Tool工具。該工具是 BMP圖像和字符編輯、字模數(shù)據(jù)生成工具； DM Tool擁有友好的用戶界面，用戶可以方便地使用下拉菜單和快捷操作，完成對(duì) BMP圖像、字符的導(dǎo)入、編輯，以及數(shù)據(jù)生成操作。 DM Tool工具的主要功能如下： 1， 字符（漢字、 ASCII碼）導(dǎo)入； 2， 字符（漢字、 ASCII碼）編輯； 3， 單色 BMP圖像（小于或等于 240X240點(diǎn)）導(dǎo)入； 4， 單色 BMP圖像編輯； 5， 圖像、字符的字模數(shù)據(jù)生成； 6， 字模數(shù)據(jù)文件導(dǎo)出。 在輸 入窗 口 （ Input Window ）當(dāng) 中輸 入 要轉(zhuǎn) 換 的字 符， 輸 入完 成 后 按“Ctrl”+“Enter” 將輸入的字符列入轉(zhuǎn)換列表當(dāng)中，完成字符的字模數(shù)據(jù)導(dǎo)入。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 Cchart file）完成的。如圖 ，選擇菜單項(xiàng) [File]—[Export CChar File...]選項(xiàng)，或者用工具欄中的導(dǎo)出字模數(shù)據(jù)工具（ Export），即可打開字模數(shù) 據(jù)生成窗口，如圖 所示： 圖 字模數(shù)據(jù)生成窗口 導(dǎo)出的字模數(shù)據(jù)以 Word（字型）數(shù)據(jù)為基本單元，并以數(shù)組的形式保存。字模數(shù)據(jù)導(dǎo)出時(shí)，可以導(dǎo)出一個(gè) .C 文件和一個(gè) .h 的頭文件，用戶可以直接把這兩個(gè)文件加載到用戶的工程中，供漢字顯示、位圖顯示使用。 GPS 信息壓縮與處理 由于我國(guó)陸地地處東經(jīng) 73 度到 136 度之間，所以在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中將采集到的經(jīng)度數(shù)據(jù)首先減去73 度，變換使得經(jīng)度范圍在 063度之間。對(duì)經(jīng)緯度值的預(yù)存可以使用存儲(chǔ)每次的增量值的辦法，這樣可使數(shù)據(jù)長(zhǎng)度變短，但處理 起來(lái)要麻煩一些，并且可能產(chǎn)生誤差積累；另外一種方法就是存儲(chǔ)變換后的絕對(duì)經(jīng)緯度值，這樣雖然數(shù)據(jù)略長(zhǎng)一些，但處理起來(lái)比較簡(jiǎn)單。經(jīng)過(guò)權(quán)衡，本例使用存儲(chǔ)變換后的絕對(duì)經(jīng)緯度值。 GPS 提供的經(jīng)緯度為 1/10000 分，實(shí)際上它的最低位值，是不穩(wěn)定的，所以現(xiàn)只取到 1/1000 分。由于地球的半徑約為 R=6378137m，這樣每 1/1000 分所對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)約為： 2πR/(360度 60(分 /度 ))/1000≈ ，所以這里只取小數(shù)點(diǎn)后 3 位。以 1/1000分為單位，經(jīng)度的最大值為 63 60 1000=3780000。我國(guó)緯度 的最高值不超過(guò)北緯 60 度，同樣以 1/1000 分為單位，最大值為 60 60 1000=3600000，經(jīng)緯度以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)各用 24 位 ((3 個(gè)字節(jié) )是足夠了。經(jīng)緯度共需要 6 個(gè)字節(jié)即可。 方向數(shù)據(jù)， GPS 可提供 1/10 度的精度，實(shí)際使用中以 2 度為單位已經(jīng)足夠了，所以對(duì)采集的數(shù)據(jù)整數(shù)部分除以 2，范圍在 0180 之間，這樣只須 1 個(gè)字節(jié)就可以了。 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與研究 在自動(dòng)報(bào)站 器 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)之后，還需要配合設(shè)計(jì)完善的程序才能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。在本系統(tǒng)中， 主要設(shè)計(jì)了主程序的流 程圖，語(yǔ)音模塊子程序流程圖，并且簡(jiǎn)單的分析了各程序的運(yùn)行流程。 系統(tǒng)軟件部分主要是針對(duì)系統(tǒng)控制核心 SPCE061A 單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)，采用匯編語(yǔ)言和 C 語(yǔ)言兩種語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，使用凌陽(yáng)自行研發(fā)設(shè)計(jì)的 16 位單片機(jī)開發(fā)環(huán)境IDE，此工具支持 Windows 環(huán)境下操作，支持標(biāo)準(zhǔn) C 語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，集編譯、編程、鏈接、調(diào)試和仿真于一體，應(yīng)用方便簡(jiǎn)單易學(xué)，同時(shí)還提供大量的編程函數(shù)庫(kù)，大大加快了軟件開發(fā)的進(jìn)程。 整個(gè)軟件系統(tǒng)完成的功能在程序中分為如下文件實(shí)現(xiàn)： 文件：整個(gè)工程的主文件，負(fù)責(zé)調(diào)用相關(guān)函數(shù)完成相關(guān)功能 。 文件：此文件中包含有與鍵盤操作有關(guān)的函數(shù)，包括鍵盤初始化、掃描鍵盤與得到鍵盤程序。 ：此文件中包含有與 LCD 字幕 顯示操作有關(guān)的函數(shù)，包括 LCD 的處始化、 LCD 的驅(qū)動(dòng)、 LCD 的顯示。 文件：與 SPR4096 存儲(chǔ)器相關(guān)的操作函數(shù)，包括初始化，讀、寫、擦除操作等。 ：所有與中斷有關(guān)的操作函數(shù)都在這個(gè)文件。在 FIQ_TimerA 中斷中調(diào)用語(yǔ)音播放服務(wù)函數(shù)完成，在 IRQ4_4KHz 中斷中調(diào)用 LED 點(diǎn)陣顯示函數(shù)驅(qū)動(dòng) LED 點(diǎn)陣顯示，在 IRQ5_2Hz 中斷中調(diào)用更新時(shí)間函數(shù)更新時(shí)間，在 IRQ5_4Hz 中斷中完成設(shè)置時(shí)間的閃爍效果，在 IRQ6_TMB 中斷中調(diào)用 128Hz 中斷完成鍵盤掃描作用， IRQ7 中斷中接收 GPS 的數(shù)據(jù)，并對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如果判斷為進(jìn)行播報(bào)，則調(diào)用顯示程序和語(yǔ)音播放程序。 另外將設(shè)置顯示時(shí)間與播放語(yǔ)音的相關(guān)操作函數(shù)寫在 文件與 文件中。 GPS 接收數(shù)據(jù)程序在 中， GPS 自動(dòng)報(bào)站程序在 中。在語(yǔ)音處 理方面采用了凌陽(yáng)科技的 函數(shù)庫(kù)完成語(yǔ)音播