基于gps定位的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-07 17:33本頁面
【正文】 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。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。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。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。1．課題的主要研究的內(nèi)容針對我國的中小城市，自主研發(fā)一套基于GPS的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求的功能以外，同時(shí)，由于系統(tǒng)是安裝在公交車上，屬于車載終端設(shè)備，所以必須兼顧電源、功耗、體積等因素，且還要考慮到產(chǎn)品成本、開發(fā)工具、研發(fā)周期等問題。2．課題研究的目標(biāo)本課題研究的是基于GPS的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，目的是使公交車通過GPS定位，準(zhǔn)確獲知并且確定車輛位置，然后通過液晶顯示站點(diǎn)信息，提示燈變亮，再由音頻系統(tǒng)自動(dòng)播報(bào)站名，從以前完全手動(dòng)控制變?yōu)橥耆恍枰斯そ槿氲淖詣?dòng)控制，以提高公交系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和安全性。本設(shè)計(jì)的整體思路是：通過GPS定位系統(tǒng)輸入地段信息，直接輸出數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)AT89C51進(jìn)行處理，在LCD液晶頻上顯示當(dāng)前站名信息，同時(shí)通過語音芯片輸出放大后的語音信息。其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示：GPS模塊音頻輸出音頻放大單片機(jī)揚(yáng)聲器LCD接盤接口模塊 整體框架結(jié)構(gòu)圖目前基于此課題的設(shè)計(jì)方案主要有兩種，分別是基于FPGA的VHDL語言設(shè)計(jì)，基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)，下面具體分析各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。FPGA在通信、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)、儀器、工業(yè)控制、軍事和航空航天等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 缺點(diǎn)：用VHDL語言編寫的程序很難實(shí)現(xiàn)符合這個(gè)課題的效果，在邏輯算法上也不及51單片機(jī)來得靈活。 方案二：基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì) 優(yōu)點(diǎn)：51單片機(jī)具有高效能，資源占用率低等特點(diǎn)。使用C語言編程可以實(shí)現(xiàn)豐富的功能，在Proteus仿真環(huán)境上也可以很好地體現(xiàn)出本設(shè)計(jì)欲達(dá)到的效果。在多任務(wù)的處理能力上根本無法與基于嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)架的方案同日而語。由于本課題屬于小型項(xiàng)目，信息處理量不大，采用FPGA的設(shè)計(jì)存在成本高，開發(fā)過程復(fù)雜等情況，本項(xiàng)目并不能發(fā)揮出這些芯片的強(qiáng)大功能。選用ATMEM公司的AT89C51作為控制芯片，成本低，開發(fā)周期短，配合各種專用芯片的使用能夠?qū)崿F(xiàn)豐富的功能。本論文主要考慮了兩種語音芯片，ISD1700S語音芯片和OTP語音芯片，并且對它們做了分析比較。該芯片提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（vAlert）,雙運(yùn)作模式（獨(dú)立amp。芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。 可錄、放音十萬次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保留一百年 216。 可處理多達(dá) 255 段以上信息 216。 多種采樣頻率對應(yīng)多種錄放時(shí)間 216。 工作電壓：－，最高不能超過6V 216。 工作電流:20mA 可利用振蕩電阻來自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時(shí)間和錄放音質(zhì)，而芯片的采樣率可以通過外部振蕩電阻來調(diào)節(jié)方案二：語音芯片OTPOTP可以PWM直接驅(qū)動(dòng)喇叭，也可以通過三極管放大后驅(qū)動(dòng)喇叭，TGTG2只能作為輸入觸發(fā)端（和正電源導(dǎo)通時(shí)，觸發(fā)語音播放）另外的TG1TG12既可以作為輸入觸發(fā)端，也可以作為輸出驅(qū)動(dòng)端，可以選擇播放語音時(shí)TG11/TG12輸出1HZ閃光、3HZ閃光、6HZ閃光或者常亮模式，這樣就能實(shí)現(xiàn)在播放語音的同時(shí)LED閃光或者執(zhí)行其他動(dòng)作，如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)等。 性能高度集成外圍無需任何元件,只需一個(gè)104濾波電容。 體積超小有DIP8，SOP8兩種封裝方便客戶使用、低電壓供電，靜態(tài)基本不耗電。 音質(zhì)效果好，音量大216。 批量價(jià)格具有絕對優(yōu)勢,交貨周期短7天。 輸出方式有PWM ，DSK驅(qū)動(dòng)喇叭。方案一采用ISD1700 系列芯片具有優(yōu)質(zhì)語音錄放功能，芯片內(nèi)部包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)，具有更大的靈活性和更低的成本，能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的效能。第三章 系統(tǒng)的硬件研究與設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路主要包括按鍵電路，JHD162A液晶顯示電路，ISD1700S音頻輸出電路和GPS模塊接口電路。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。圖31單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 JHD162A液晶顯示電路為了能方便直觀的了解到當(dāng)前地段的站名和信息，顯示的內(nèi)容主要為16字符x 2行，字符點(diǎn)陣為5 x 8點(diǎn)，采用的驅(qū)動(dòng)方式為1/16D。設(shè)計(jì)電路圖如圖32所示。設(shè)計(jì)電路圖如圖33所示。5%（即+~+），因此模塊引腳引腳2，引腳3均接系統(tǒng)的+5V電源。另外，GPS模塊工作電源是+5V，所以在GPS模塊與AT89C51單片機(jī)之間串接27K的保護(hù)電阻。單片機(jī)主芯片通過對按鍵電路和GPS模塊的信息處理，將信息發(fā)送到音頻輸出電路和LCD液晶顯示電路，從而可以明確的獲知該地段的站名和準(zhǔn)確播報(bào)信息。圖35 系統(tǒng)整體電路圖第四章 系統(tǒng)軟件的研究與設(shè)計(jì)在自動(dòng)報(bào)站系統(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。主程序主要涉及各個(gè)部分子程序的調(diào)用。本程序主要是以GPS模塊接受定位信息的方式，程序接收到信息后語音將自動(dòng)播報(bào)到站信息，液晶顯示頻顯示下一站，下車的指示燈亮。
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