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公交車自動報站系統(tǒng)設(shè)計的論文
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生活水平的不斷提高，GPS技術(shù)也得到了空前的發(fā)展。GPS主要是不斷接收同步衛(wèi)星的信號并將其信號解析出相應(yīng)的數(shù)據(jù)還原成為經(jīng)緯度信號，根據(jù)經(jīng)緯度信號則可以實現(xiàn)定位功能，傳統(tǒng)的導(dǎo)航定位技術(shù)也是采用了該原理來實現(xiàn)。隨著GPS的普及，成本也不斷的降低，可以根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)來實現(xiàn)其擴(kuò)展功能，如可以將其技術(shù)應(yīng)用在公交車上。本文主要介紹根據(jù)GPS技術(shù)實現(xiàn)公交車的自動報站和調(diào)度，不需要人為的直接干預(yù)達(dá)到公交車系統(tǒng)自動運行的目的。本文主要是將微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、GPS技術(shù)、語音技術(shù)綜合在一起實現(xiàn)一個智能化的系統(tǒng)。
國內(nèi)外在智能公交車方面的研究早在20世紀(jì)初就開始，采用的技術(shù)不盡相同功能也各異。國內(nèi)一些公交車系統(tǒng)主要采用的是人工干預(yù)電腦控制的方式實現(xiàn)智能報站等功能。其工作方式如下：在系統(tǒng)內(nèi)部提前設(shè)置好上下路線對應(yīng)站臺的相關(guān)設(shè)置，司機(jī)師傅在行駛車輛的同時也必須時刻關(guān)注站臺的距離，當(dāng)車輛臨近站臺時則手動按下相應(yīng)的按鍵實現(xiàn)報站功能^該種方式可以實現(xiàn)報站是毋庸置疑的，但是根據(jù)站臺人員數(shù)量的不同、司機(jī)師傅的疲意程度、道路的擁擠程度都會造成站臺的漏報、錯報的現(xiàn)象，影響人們的出行和交通服務(wù)的質(zhì)量，還有可能造成潛在的安全隱患。因此，新一代的智能報站系統(tǒng)的需求與日俱增。
智能語音報站結(jié)構(gòu)設(shè)計：
GPS語音報站系統(tǒng)集合了全球定位系統(tǒng)技術(shù)、語音播報技術(shù)、顯示提示技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，可以實現(xiàn)車輛的自動報站和自動定位，大大的減少的交通安全的出現(xiàn)和極大的提髙效率。采用GPS技術(shù)的主要原因是不管GPS制造技術(shù)還是解析GPS數(shù)據(jù)信息的算法技術(shù)都很成熟、安全性高、體積小、方便攜帶，采集信號后可以在各種顯示電路上就其基本信息顯示出來。本系統(tǒng)主要采用6H級別的GPS接收模塊對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，以STC89C52作為主控芯片用于對GPS信號的解析，最終得出當(dāng)前的位置、經(jīng)緯度、時間、偏航角、速度、海拔、時間等信息。將解析出來的經(jīng)緯度信息與單片機(jī)內(nèi)部儲存的地址信息不斷對比，如果二者信號一直則啟動語音播報動作。系統(tǒng)時刻采集GPS信號，根據(jù)解析出的GPS經(jīng)緯度信息來判斷汽車當(dāng)前的位置信息，當(dāng)汽車到達(dá)本站時則啟動相應(yīng)的語音電路和液晶顯示電路以提醒用戶達(dá)到目的站臺。系統(tǒng)確保司機(jī)的正常行駛還設(shè)定了超速警告的電路，當(dāng)汽車的行駛速度超過設(shè)定的值時，系統(tǒng)則會自動啟動聲光報警電路直到汽車的速度在安全行駛速度范圍內(nèi)警告信號才自動解除，使得系統(tǒng)更加安全可行的進(jìn)行。
系統(tǒng)的總體方案：
目前，太空中一共有24顆衛(wèi)星時刻向人類提供服務(wù)，這24顆衛(wèi)星分別以55°的角度分布在地球上空20—200KM的軌道面上，衛(wèi)星之所以這樣分布的原因在于使得地球上的任何地方在任何時候都可以保證能夠接收到至少6顆衛(wèi)星信號的數(shù)據(jù)，以確保GPS快速準(zhǔn)確的定位導(dǎo)航，一般衛(wèi)星數(shù)量越多則GPS定位的速度、精度就越高，出現(xiàn)漂移問題就越少。這24顆衛(wèi)星可以源源不斷的向用戶提供需要的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以廣播式的方式散發(fā)出去，數(shù)據(jù)的類型是完全共享的所以能夠減低很大的成本，不需要后期續(xù)費使用。
系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要有單片機(jī)、電源模塊、語音播報模塊、GPS模塊以及液晶顯示模塊，通過相關(guān)的技術(shù)來解決個設(shè)備之間的相互通信問題即主要是通過單片機(jī)來解析GPS接收來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)確定當(dāng)前的經(jīng)煒度、時間、速度等信息并通過液晶電路將其解析的數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確的顯示出來即完成自動報站和超速警告任務(wù)。執(zhí)行的過程：通過GPS模塊時刻接收衛(wèi)星不斷發(fā)送的數(shù)據(jù)，并根據(jù)四顆及以上的不同衛(wèi)星信號經(jīng)過單片機(jī)算法的處理后計算出當(dāng)前的經(jīng)緯度、時間、速度、海拔等信息，隨后再由主控制器驅(qū)動相關(guān)的語音播報和液晶顯示電路工作，實現(xiàn)自動報站和超速警告的工作。
該系統(tǒng)主要涉及的技術(shù)內(nèi)容有：
(1)電源模塊的設(shè)計。GPS接收模塊不斷接收衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，功率越大則信號越強、速度越快、精度越高，所以一個可靠的電源電路是保證系統(tǒng)正常可靠運行的前提。
(2)GPS模塊的選擇。由于GPS技術(shù)的不斷普及GPS模塊類型繁多，選擇合適的GPS則成為重點問題，軍品級別的GPS成本簡直是個天價用戶也是消費不起的;價格低廉的GPS則精度低、速度慢、抗干擾能力差。本系統(tǒng)通過對種GPS模塊的研究和分析得出兩款GPS模塊類型能滿足人們的日常使用即6M和6H類型的GPS。后者相對于前者則精度要高、速度快、抗干擾能力強，系統(tǒng)通過研究分析得出6H更適合全球定位系統(tǒng)的設(shè)計工作。
(3)液晶模塊的選擇。公交車自動報站系統(tǒng)的服務(wù)對象是百姓即希望每個人群都能容易接受，所以設(shè)計的顯示電路應(yīng)該是人們都認(rèn)識的中文漢字，以便于人們閱讀相關(guān)信良。
語音模塊的選擇。系統(tǒng)最為人性化的就是能夠聽到真人發(fā)音播報站臺信息，為了能更好的突出人性化的特點、更好的還原真人的發(fā)音系統(tǒng)對語音電路的選擇條件則更加苛刻。通過不斷的測試發(fā)現(xiàn)市場上語音芯片ISD1730能夠很好的還原語音信號，該芯片的失真信號小、播報語音信號強完全能夠勝任公交車自動報站要求。
人們一般通過在便捷式設(shè)備上安裝模塊接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)最終達(dá)到導(dǎo)航定位的目的。GPS導(dǎo)航定位基本原理：GPS衛(wèi)星實際上是向用戶發(fā)送的是時間和衛(wèi)星當(dāng)前的信號，用戶使用的GPS模塊主要是接收其發(fā)送的相關(guān)信息，并通過一定的算法測量出衛(wèi)星數(shù)據(jù)從發(fā)送到接收的延遲時間，同時根據(jù)衛(wèi)星發(fā)送的信號解析出衛(wèi)星到用戶的距離。這就是為什么至少需要4顆以上包括4顆衛(wèi)星信號才能定位成功的原因。
系統(tǒng)的創(chuàng)新點：
系統(tǒng)采用的是成熟的科學(xué)技術(shù)手段，利用GPS模塊采集衛(wèi)星數(shù)據(jù)解析出當(dāng)前的位置信息，單片機(jī)接受數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)自動播報站臺信息提醒司機(jī)、乘客朋友準(zhǔn)備停車下站，與此同時還可以自動的得出顯示出當(dāng)前站臺的信息，實現(xiàn)聲圖并茂的顯示出來，靈活方便擴(kuò)展能力強、系統(tǒng)可移植性高，整個過程不需要人員的直接干預(yù)，保證司機(jī)可以專心駕駛車輛確保乘客的安全，提髙系統(tǒng)的可靠性能。
總結(jié)
針對文的智能控制系統(tǒng)能夠滿足公交車智能報站的基本功能，具有自動報站功能的同時還可以自動檢測汽車的速度，超出安全速度時則能夠啟動聲光警報信號提醒司機(jī)正常駕駛。確保車倆安全、可靠的運行。
綜合國際的發(fā)展可以發(fā)現(xiàn)GPS技術(shù)伴隨我們走過了幾個世紀(jì)了，GPS技術(shù)的廣泛使用，便捷式移動設(shè)備也得到了極大的普及，而在國內(nèi)各行業(yè)中GPS技術(shù)還在起步階段，因此對于推廣GPS技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有廣泛的市場價值，GPS技術(shù)不僅僅能夠使用在公交車報站、導(dǎo)航技術(shù)上，同時還可以進(jìn)一步開發(fā)如可以開發(fā)出智能汽車的自動調(diào)度，根據(jù)汽車的行駛路徑進(jìn)行自動的調(diào)節(jié)來緩解道路擁擠的交通問題等�？偠灾�，GPS技術(shù)可以在各行各業(yè)的單位、企業(yè)中發(fā)揮巨大的作用，為人類文明建設(shè)貢獻(xiàn)出無窮的力量。
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