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基于stm32的公交语音报站系统设计.doc
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基于stm32的公交语音报站系统设计.doc
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目 录
摘 要...................................................................................................................2
Abstract ................................................................................................................2
前 言.....................................................................................................................3
第一章 总体设计.................................................................................................4
1.1 系统概述 ...................................................................................................................................................4
1.2 系统设计 ...................................................................................................................................................4
第二章 硬件模块介绍 .......................................................................................................................5
2.1 主控芯片介绍 ...........................................................................................................................................5
2.2 Ublox GPS 模块.........................................................................................................................................6
2.2.2 GPS 信息格式.........................................................................................................................................7
2.3 语音合成模块 ...........................................................................................................................................8
2.4 串口触摸屏 ...............................................................................................................................................8
2.4.1 串口屏基本概念 ....................................................................................................................................8
2.4.2 串口屏原理 ............................................................................................................................................9
2.5 按键电路 ...................................................................................................................................................9
第三章 系统软件设计 .....................................................................................................................10
3.1 主程序 .....................................................................................................................................................10
3.2 GPS 数据解析程序..................................................................................................................................11
3.3 串口触摸屏驱动程序 .............................................................................................................................17
3.4 语音合成驱动程序 .................................................................................................................................18
3.5 按键程序 .................................................................................................................................................20
第四章 总结与展望...........................................................................................22
参考文献.............................................................................................................23
摘 要
随着国民经济的不断发展和城市人口的不断增长,城市中的公交车日益凸显
出了其特有的优势:方便、快捷、价格低廉、运载量大、能耗低、低污染,因此
公交车逐渐成为了广大人民出行首选的交通工具。近些年来手动按键报站方式仍
然是公交车上比较普遍采用的报站方式,但其报站不准确,并且报站时需要由驾
驶员进行手动操作,这给行驶中的车辆带来了一定的安全隐患。现阶段虽然国内
已经有些大中城市的公交车上已经采用了基于 GPS 定位系统的自动报站方式,
但其昂贵的成本,目前难以实现普及。本设计主要目的是针对目前公交车常见报
站方式的主要缺陷,探索设计出一种物美价廉的公交报站器。
本文介绍一种基于 GPS 模块和 STM32 单片机设计的自动语音报站系统。利
用 STM32F103C8T6 串行口通信接收 GPS 模块输出的经纬度信息,通过对比存
储经、纬度数据和相应的站点名字。确认公交车是否进入设定站台范围内,以达
到自动报站的目的;再设计的过程中给出硬件电路的设计方案、主要软件流程图、
数据处理及其程序设计的方法。本设计解决了以住公交车报站系统人工操作不便、
误报站多、故障时不报站等问题。
关键词:公交语音报站、GPS、STM32、单片机
作 者:XXX
指导教师:YYY
Abstract
With the continuous development of the national economy and the
continuous growth of the city population, the city bus is increasingly
protruding shows its unique advantages: convenient, fast, low cost, high
carrying capacity, low energy consumption, low pollution, so the bus
gradually become the majority of people travel the preferred means of
transport. In recent years, the manual button station mode is still more
commonly used in the bus station, but its newspaper station is not
accurate, and the station is required to operate manually, which brings a
certain security risks to the vehicle. Although there are already some
large and medium cities in the domestic bus has been used based on the
GPS positioning system to automatically stop way, but its expensive cost,
is difficult to achieve universal. The main purpose of this design is to
design a kind of cheap and good quality public transportation station,
which is aimed at the main defects of the bus station.
This paper introduces an automatic speech system based on GPS
module and STM32 MCU. STM32F103C8T6 serial port communication
to receive the output of the GPS module latitude and longitude
information, through the comparison of storage, latitude data and the
corresponding site name. Confirm whether the bus entered the platform to
achieve the purpose of automatic reporting station. The design of
hardware circuit, the main software flow chart, data processing and
program design method are given in the process of design. This design
solves the problem of the inconvenience of manual operation, the false
alarm station and the station of the fault in the station system.
Keywords: Public Transportation Voice Station, GPS, STM32,
Microcontrollers
Written by XXX
Supervised by YYY
前 言
随着国民经济的不断发展和城市人口的不断增长,城市中的公交车日益凸
显出了其特有的优势:方便、快捷、价格低廉、运载量大、能耗低、低污染,因
此公交车逐渐成为了广大人民出行首选的交通工具。近些年来手动按键报站方式
仍然是公交车上比较普遍采用的报站方式,但其报站不准确,并且报站时需要由
驾驶员进行手动操作,这给行驶中的车辆带来了一定的安全隐患。现阶段虽然国
内已经有些大中城市的公交车上已经采用了基于 GPS 定位系统的自动报站方式,
但其昂贵的成本,目前难以实现普及。本设计主要目的是针对目前公交车常见报
站方式的主要缺陷,探索设计出一种物美价廉的公交报站器。
GPS 系统是由美国国防部开发的高精度卫星导航系统。用户可以通过用户设
备接收 GPS 卫星信号,经过对信号的处理从而获得用户位置、速度等多个信息,
最终实现利用 GPS 进行导航和定位的目的。
2000 年以前,民用 GPS 接收器的价格,实时定位精度不能满足车载导航的
需求。 2000 年 5 月 1 日,美国政府发表的政府声明,正式结束实行了 10 年之久
的人为降低 GPS 精度的 SA(Selective Availability)政策,利用 C/A 码进行
单点定位的精度由 100m 提高到 10~20m,这有助于民用 GPS 接收机的快速发展。
现在民用微型 GPS 接收机接收的实时价格和准确性已经完全满足车辆导航定位
的需要,为本次公交车自动报站系统的设计提供了有利的条件。
GPS 语音自动报站系统,采用先进的卫星定位技术,彻底地改变了传统公交
车语音报站器必须由司机操控才能工作的落后方式,进站、出站自动播报站名及
服务用语,准确、及时、完全不需要人工介入,是公交车语音报站器的一项技术
革命,它将为公交车的管理人员和乘客带来福音,实现了公交车报站器的完全智
能化。
第一章 总体设计
1.1 系统概述
该系统采用了更先进的卫星定位技术和语音合成技术相结合的办法,以前公
交车语音报站器必须有司机操控才能工作,现在本系统的实现改变了这一落后方
式,可以实现进站、出站自动播报站名及服务用语,及时、准确、不需要人工介
入,实现了公交车报站器的完全智能化。本装置主要特点为:
(1 利用 GPS 卫星定位技术,可以自动地、准确地播报当前所到达的站名、
服务用语以及广告等等。
(2)能够与显示屏直接连接,同步显示报站信息、当前经纬度位置以及速度
等。
(3)可存储多条线路,方便公交车临时更换运营线路。
GPS 总线自动站系统包括两部分硬件和软件两者。硬件是以 STM32F013 处理
器核心,必要的外围配置存储器, I / O 设备,通讯模块;软件则是以嵌入式软件
为核心,以提供应用程序编程接口( API ),能够向下屏蔽具体的硬件板级支
持包 BSP 。嵌入式系统中,软件和与协调工作的硬件紧密配合,完成系统预定
的功能。
1.2 系统设计
本文提出的较为先进的公交车自动报站系统的基本原理如下图所示。通过
GPS 模块接收 GPS 工作卫星的导航信息,通过对接收到的数据分析从而计算出车
辆目前的经纬度位置、速度等信息;根据 GPS 定位数据计算出公交车的实时坐标,
将其与站点坐标相比较,当公交车驶入站点一定距离范围内时,不用进行人工的
干预,系统可以自动为乘客报站。将位置信息与数据库中电子矢量地图进行匹配,
根据公交车位置的不同,显示屏上显示不同的站点信息等。在离站、到站阈值范
围内语音提示的同时,在显示屏上显示同类信息,也可通过按键设置播报音量的
大小。
其硬件模块可分为电源、主控芯片、语音合成模块、按键模块、GPS 模块和
串口触摸屏模块,如下图所示。
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omyligaga
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