【正文】 個(gè)站點(diǎn)組建無線發(fā)射模組，實(shí)施工程復(fù)雜、價(jià)格昂貴，大部分站點(diǎn)無電源供應(yīng)，公交車數(shù)量多時(shí)存在頻率干擾很嚴(yán)重影響報(bào)站的準(zhǔn)確性，每路公交車修改站點(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)音公交車報(bào)站器，此報(bào)器是在公交車上安裝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。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)信息等都能通過液晶屏顯示出來； 時(shí)間、日歷播報(bào)、顯示和調(diào)整功能。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)。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。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。同時(shí)，控制中心的系統(tǒng)管理員可以查詢各車輛的運(yùn)行狀況，根據(jù)車流量合理調(diào)度車輛。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(jì)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(hào)中提取所需要的位置、速度和時(shí)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。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)。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。在GPS應(yīng)用領(lǐng)域，車輛應(yīng)用所占的比例較大。國(guó)內(nèi)GPS市場(chǎng)呈現(xiàn)出兩個(gè)重點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)。通過近20年的發(fā)展，GPS產(chǎn)品已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橄M(fèi)電子產(chǎn)品，且所能應(yīng)用的范圍已擴(kuò)展到日常生活中的通信、PDA、定位信息等。隨著技術(shù)的進(jìn)步、應(yīng)用需求的增加，GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效率等顯著特點(diǎn)及其所獨(dú)具的定位導(dǎo)航、授時(shí)校頻、精密測(cè)量等多方面的強(qiáng)大功能，已涉足眾多的應(yīng)用領(lǐng)域，使GPS成為繼蜂窩移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)之后的全球第三個(gè) IT經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)。能夠顯示多條站點(diǎn)信息、并能夠進(jìn)行相關(guān)站點(diǎn)信息提醒，保證乘客盡可能小的下錯(cuò)或者上錯(cuò)站。往往不能提前做好下車準(zhǔn)備，甚至很多要走回頭路；針對(duì)這一問題。為了公交系統(tǒng)的管理現(xiàn)代化與安全考慮，需要對(duì)原有系統(tǒng)更新使其更智能化，公交自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)符合這一要求。隨著經(jīng)濟(jì)與科技的持續(xù)發(fā)展，公交運(yùn)輸系統(tǒng)的要求越來越高。又可以利用報(bào)站器播報(bào)標(biāo)準(zhǔn)的普通話站名，使各城市更利于交流和發(fā)展。因此，對(duì)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的需求也日益強(qiáng)烈。報(bào)站也由原來的由隨車售票員報(bào)站改為司機(jī)按鍵報(bào)站了。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)站等問題。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，通過對(duì)比存儲(chǔ)經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)和相應(yīng)的站點(diǎn)名字。 其實(shí)語(yǔ)音報(bào)站不是什么新鮮的詞語(yǔ)了，公交車報(bào)站器也不是前所未有，本論文討論一個(gè)具有人性化友好操作界面，成本低報(bào)站準(zhǔn)確公交車報(bào)站器方案。學(xué) 號(hào)09700113畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書基于單片機(jī)的GPS公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)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(huì)經(jīng)過哪些車站。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？解決的辦法就是利用公交車報(bào)站器播放語(yǔ)音，提示乘客。本文介紹一種基于GPS模塊和凌陽(yáng)嵌入式語(yǔ)音單片機(jī)SPCE061A設(shè)計(jì)的自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)。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)報(bào)站的目的；再設(shè)計(jì)的過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。關(guān)鍵字：凌陽(yáng)單片機(jī)SPECE061A，全球定位系統(tǒng)，自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站目 錄第一章 緒論 1第二章 系統(tǒng)方案論證 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 3 3 GPS公交車報(bào)站器各部分功能 4第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 5 SPCE061A單片機(jī)控制設(shè)計(jì) 5 5 SPCE061A單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 7 LCD顯示模塊設(shè)計(jì) 8 LCD128 X64簡(jiǎn)介及功能 8： 9 11 LCD模塊與MCU的串口連接圖 11 音頻輸出模塊 12 SPR4096外接存儲(chǔ)器模塊 12 GPS接收模塊 13 GPS定位的基本原理 14 GPS系統(tǒng)組成 15 GPS 輸入輸出語(yǔ)句說明 16 GPS型號(hào)選擇 20 GPS接口電路模塊 22 22第四章 數(shù)據(jù)壓縮與語(yǔ)音處理 24 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與壓縮 24 語(yǔ)音壓縮與處理 24 站點(diǎn)信息、廣告顯示與壓縮 25 GPS信息壓縮與處理 26第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與研究 27 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 27 初始化程序設(shè)計(jì) 29 時(shí)間程序設(shè)計(jì) 30 語(yǔ)音播報(bào)程序設(shè)計(jì) 31 GPS 自動(dòng)報(bào)站程序設(shè)計(jì) 32 主程序清單 34第六章 總結(jié)與體會(huì) 38 38 體會(huì) 38致謝 39參考文獻(xiàn) 40附錄 41第一章 緒論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，公交系統(tǒng)也日新月異。但是由于公交司機(jī)又要開車又要兼顧按鍵報(bào)站，所以常常出現(xiàn)誤報(bào)、漏報(bào)等現(xiàn)象，不能夠滿足公交系統(tǒng)的要求；另一方面，由于司機(jī)開車時(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。應(yīng)用自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)即可以節(jié)省員工開支，增強(qiáng)公司效益。近年來，GPS(Global Positioning System)全球定位系統(tǒng)在各種行業(yè)廣泛運(yùn)用，特別是車輛監(jiān)控與定位系統(tǒng)的應(yīng)用中蓬勃發(fā)展。目前我國(guó)各大城市公交公司都在進(jìn)行減員，整體上實(shí)行是在每輛公交車上只配備了一個(gè)司機(jī)，實(shí)行無人工報(bào)站與售票。目前現(xiàn)有公共汽車自動(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當(dāng)前行駛的方向以及某站點(diǎn)在整條線路中的具體位置，特別是報(bào)站系統(tǒng)故障時(shí)。本文設(shè)計(jì)一種利用GPS 系統(tǒng)與凌陽(yáng)單片機(jī)、LCD顯示行車方向、車處位置，并能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)報(bào)站與手動(dòng)報(bào)站之間的切換。 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)的八大無線產(chǎn)業(yè)之一。雖然具有GPS定位功能的公交車市場(chǎng)潛力頗為看好，就現(xiàn)階段而言仍有幾項(xiàng)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(fèi)者購(gòu)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)。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(jià)格以及市場(chǎng)應(yīng)用服務(wù)等仍未臻成熟，因此，在樂觀地看待此市場(chǎng)發(fā)展時(shí)，諸如GPS IC設(shè)計(jì)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(píng)估。(1)以車載導(dǎo)航為核心的移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控、管理與服務(wù)系統(tǒng)。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)。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。一般行業(yè)用戶的車船隊(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)車輛上的子站等3部分構(gòu)成?？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(hào)和組號(hào)等，在監(jiān)控中心的電子地圖上顯示出來。(2)面向個(gè)人消費(fèi)者的GPS終端產(chǎn)品。目前面向個(gè)人消費(fèi)者的產(chǎn)品主要有車載自主導(dǎo)航系統(tǒng)、移動(dòng)監(jiān)控終端以及消費(fèi)類電子產(chǎn)品。利用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)是近幾年的一個(gè)熱門課題。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求車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。GPS定位精度在50m以內(nèi)。由于報(bào)站精準(zhǔn)，無須人工操作，無須建設(shè)任何車外設(shè)施。系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容包括：車輛定位系統(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，并使用控制鍵盤電路來實(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。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。 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)框圖 GPS公交車報(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)按鍵方式則由鍵盤直接控制顯示和語(yǔ)音播報(bào)。選用 SPCE061A單片機(jī)作為主控芯片。外圍擴(kuò)展鍵盤、顯示器件，擴(kuò)展 SPR4096 FLASH芯片存儲(chǔ)語(yǔ)音資源。顯示模塊是采用12864LCD，通過SPCE061A進(jìn)行控制顯示相關(guān)站點(diǎn)、廣告等信息。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。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。 SPCE061A單片機(jī)控制設(shè)計(jì)SPCE061A 是凌陽(yáng)科技推出的一款16 位結(jié)構(gòu)的微控制器。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。 ?? 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2μA； ?? 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()，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； ?? 具有保密能力； ?? 具有WatchDog功能。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。 SPEC061A內(nèi)部結(jié)構(gòu) SPEC061A引腳結(jié)構(gòu)圖、 SPCE061A單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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 。SPY0029是凌陽(yáng)公司設(shè)計(jì)的電壓調(diào)整IC，采用CMOS工藝，具有靜態(tài)電流低、線性調(diào)整出色等特點(diǎn)。圖 電源模塊電路 LCD顯示模塊設(shè)計(jì) LCD128 X64簡(jiǎn)介及功能