毕业论文-基于STM32的公交车语音报站系统设计Word文件下载.docx

毕业论文-基于STM32的公交车语音报站系统设计Word文件下载.docx

《毕业论文-基于STM32的公交车语音报站系统设计Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文-基于STM32的公交车语音报站系统设计Word文件下载.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

年 月 日

目 录

摘 要 3

Abstract 3

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控制电路设计模块 5

2.1.1主芯片介绍 5

2.1.2控制电路设计 5

2.2车站识别电路设计模块 6

2.2.1GPS硬件结构 6

2.2.2GPS设计 7

2.3语音播报电路设计模块 8

2.4显示电路设计模块 8

2.4.1串口显示介绍 8

2.4.2串口屏原理 9

2.5按键电路设计模块 9

第三章系统软件设计 9

3.1主程序 9

3.2GPS数据解析程序 10

3.3串口触摸屏驱动程序 15

3.4语音合成驱动程序 16

3.5按键程序 18

第四章测试分析 20

总结与展望 20

参考文献 20

致 谢 20

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

Abstract

Withthecontinuousdevelopmentofthenationaleconomyandthecontinuousgrowthofthecitypopulation,thecitybusisincreasinglyprotrudingshowsitsuniqueadvantages:

convenient,fast,lowcost,highcarryingcapacity,lowenergyconsumption,lowpollution,sothebusgraduallybecomethemajorityofpeopletravelthepreferredmeansoftransport.Inrecentyears,themanualbuttonstationmodeisstillmorecommonlyusedinthebusstation,butitsnewspaperstationisnotaccurate,andthestationisrequiredtooperatemanually,whichbringsacertainsecurityriskstothevehicle.AlthoughtherearealreadysomelargeandmediumcitiesinthedomesticbushasbeenusedbasedontheGPSpositioningsystemtoautomaticallystopway,butitsexpensivecost,isdifficulttoachieveuniversal.Themainpurposeofthisdesignistodesignakindofcheapandgoodqualitypublictransportationstation,whichisaimedatthemaindefectsofthebusstation.

ThispaperintroducesanautomaticspeechsystembasedonGPS

moduleandSTM32MCU.STM32F103C8T6serialportcommunicationtoreceivetheoutputoftheGPSmodulelatitudeandlongitudeinformation,throughthecomparisonofstorage,latitudedataandthecorrespondingsitename.Confirmwhetherthebusenteredtheplatformtoachievethepurposeofautomaticreportingstation.Thedesignofhardwarecircuit,themainsoftwareflowchart,dataprocessingandprogramdesignmethodaregivenintheprocessofdesign.Thisdesignsolvestheproblemoftheinconvenienceofmanualoperation,thefalsealarmstationandthestationofthefaultinthestationsystem.

Keywords:

PublicTransportationVoiceStation,GPS,STM32,Microcontrollers

WrittenbyZhuBiweiSupervisedbyPengJingyu

前言

随着我国国民经济快速增长，人民生活水平不断提高，工业化、城镇化、机动化进程深入推进，公交车因其方便、快捷、价格低廉、运载量大、能耗低、低污染等特点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。

针对目前公交车常见报站方式的主要缺陷，本设计探索设计出一种运用GPS卫星定位与语音合成技术相结合的公交报站器。

目前，国内GPS语音自动报站系统处于试验阶段，仅有广州、青岛等几个城市有几条试验线路采用GPS语音自动报站技术。

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，必须有司机操控，公交车语音报站器才可以工作，现在本系统的实现改善了这一环节，能够实现自动播报站名及服务用语，进站和出站，且及时、准确、不要靠人工介入，实现了公交车报站器的完全智能化。

本设计的主要特点有：

（1采用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

本本设计的一种比较先进的基于GPS的公交车语音报站系统的基本原理如下图所示。

通过GPS模块获取GPS工作卫星的导航数据，通过对接收到的数据分析从而计算出公交车当前的经纬度信息、速度等数据；

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。

1.3硬件选型

主控芯片：

方案一：

采用STM32F103C8T6芯片。

STM32F103C8T6是一款由ST公司设计的低功耗、高度集成的32位RISC处理器，它采用64脚LQFP封装，为手持设备和一般类型应用提供了低价格、低功耗、高性能小型微控制器的解决方案。

STM32F103C8T6的显著特性是其CPU核心为一个32位的CORTEX-M3处理器。

通过提供一系列完整的系统外围设备，STM32F103C8T6可大大减少整个系统的成本，不需要为系统配置额外器件。

方案二：

利用MSP430微处理器作为主控芯片。

MSP430微处理器称为混合信号处理器，它可以是一个数字模拟电路、数字集成电路模块和微处理器的单个芯片上的不同功能的，MSP430微控制器是德州仪器（TI）的1996年开始向市场投放了16位的超低功率，降低了指令集（RISC）混合信号处理器（混合信号处理器）。

该设备需要电池供电，在便携式仪器仪表上的应用更好。

所以在一些大型、昂贵的的设计上不宜使用。

GPS模块：

SiRFstarIV

GSD4e

WLCSP

芯片。

CPU

内核为

采用SIRF公司最新

数据。

采用3.3V

CMOS

通用串行接口,UART波特率默认4800bps,

最高

1.25Mbps可调，预留I2C接口，方便扩展DR功能，可通过外接GPS天线实

ARM7

ROM48

内核处理架构。

采用 通道“全视野”追踪卫星,提供最准确的定位

的灵敏度采用标准NMEA0183

DGPS协议:

WAAS,EGNOS

现NMEA输出模块定位精度高，-163dbm

码，支持

采用ublox公司GPS模块。

LEA-4H/LEA-4S是目前u-blox推出的小型化的第四代GPS模块定位产品本年度主力品种，,模块体积竟然不到一元硬币大小，以突出的65mW的低功耗及竟达到-158db的高感度信号追踪,更重要的是它可以支持无源/有源天线，采用陶瓷无源天线的优势是整个可以做到很小，甚至可以内置于手机当中，也可以外接有源天线来扩展更强的外围信号,各项性能指标在同类GPS模块轻松胜出.

显示模块：

利用LED数码管动态扫描显示。

LED数码管价格相对低廉