公交车的自动报站系统设计本科毕业设计.docx

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公交车的自动报站系统设计本科毕业设计

公交车自动报站系统设计

摘要

我国城镇化发展非常迅速，城市规模快速膨胀，城市人口和机动车数量急剧增长。

近年来由此而带来的城市交通拥堵问题非常严峻。

城市建立完善的公交系统是解决城市交通拥堵的最廉价的方案，被国家大力扶持。

国务院也颁布了优先发展公交系统的相关文件，公交车在城市交通中占据着越来越大的主体作用。

本设计旨在实现公交运行时报站的智能化，为乘客提供高效、便捷的服务。

本设计要求系统能够自动语音播报到站信息，并能够显示到站信息。

本设计利用GPS（全球定位系统），以89C51单片机为核心和基础。

利用GPS获取比较精确的公交车位置信息；利用AT89C51单片机智能整合处理信息，发送控制指令；利用ISD1700系列语音芯片实现语音播报，JHD162ALCD液晶模块来显示到站信息，从而实现所有的功能。

对设计结果利用proteus进行仿真和验证，可以达到预期的公交车全自动报站的功能，实现公交车到站提醒，即显示屏显示到站信息，语音系统自动播报站名。

全程无需人工干预，实现全自动智能报站，安全可靠。

本设计所采用的模块、元件廉价，系统可以长期稳定稳定，适合推广。

关键词：

自动报站，GPS，89C51，JHD162

Thebusstopssystemautomatically

ABSTRACT

Theurbanizationinourcountryisdevelopingveryquickly.Thecity’sexpansionisveryquickly,theurbanpopulationincreasesharply,Thenumberofcarsontheroadisgrowingsofast.Forthepastfewyears,thecity’strafficcongestionproblemisveryserious.Cityestablishaperfectpublictransportationsystemisthecheapestsolutionstourbantrafficcongestion.Itisnationalenergeticalsupport.Thestatecouncilissuedthestatecouncilonprioritytothedevelopmentofurbanpublictransportationguidance"onDecember29,2012.Thebusinthecity'strafficoccupiesamoreandmoreimportantrole.

Thisdesignaimstorealizeintelligentbroadcastingstationofbusinformation,provideefficientandconvenientservicesforpassengers.Thisdesignrequirementsystemcanautomaticvoicebroadcaststationinformation,andcandisplaystationinformation.ThissystemUSEStheGPS（GlobalPositioningSystemGlobalPositioningSystem）witha89c51SCMasthecore.ThissystemusesGPStoobtainaccuratevehiclelocationinformation.Theuseof89c51single-chipmicrocomputertoprocessinformation.UsingISD1700torealizevoicefunction.ThoughtheJHD162Atodisplaytheinformationofstations.Soastorealizethefunctionofall.Usingprotestforthesimulationandverification,theresultofthedesigncanachieve.Thesystemfullywithouthumanintervention,andsageandreliable.Thisdesignusestheelementismuchcheaper.Andthesystemcanlong-termandstablework,itisverysuitableforpromotion.

KEYWORDS：

automaticallybroadcast,GPS,89C51,JHD162

前　言

近年来中国在经济发展上取得了非常可喜的成绩，城市扩张非常迅速，人均可支配收入持续增加，私家车保有量连年递增，但是，雾霾及交通拥堵情况也越来越严峻。

以洛阳为例，王城大道、中州路、九都路、南昌路等作为城市的主干道，车流量非常大，交通十分繁忙，在上下班高峰时期，交通拥堵尤其明显，很多时候机动车寸步难行。

严重降低了城市道路的使用效率，降低了市民出行效率，同时增加了汽车燃油消耗量，从而对环境产生很多不利的影响。

公交车作为一种大众化的高载客率、高道路利用率、高效率，低成本、低排放、廉价的出行方式，越来越得到社会的认可和政府的推广，成为越来越多人出行的首选。

国务院也出台了优先发展城市公交系统的相关文件，很多地方政府都将公交基础设施建设作为政府的民心工程。

人们在日常出行时，也越来越热衷于坐公交车。

然而，由于投资成本问题，很多地方仍在使用老旧公交，而公交报站系统往往也比较落后，这就大大降低了乘客的乘车的舒适度。

如何为乘客乘车提供更多的便利？

这是当前发展公共交通迫切需要解决的问题。

公交报站最初是人工报站，之后产生了手动报站器，近年来又出现了自动报站系统。

人工报站一般需要司机或者售票员来完成，这种报站方式浪费人力，效率低下，报站精度低，音量小，而且由司机报站会严重分散司机注意力，为行车埋下安全隐患；随着技术的发展，之后出现了一种依靠按键的半自动报站器，这种报站器已经比人工报站方便很多，但是依然需要人力来完成，依然有不够便捷，不够精确，不够及时的缺点，容易错报漏报，同时也可能会分散司机的注意力，影响驾驶安全；之后开始有了基于无线射频技术的自动报站技术，这种技术已经实现了解放人力的目的，但是无线射频报站系统需要对公交车站进行改造，公交改线之后，不好解决调整报站的问题，所以虽然已经智能化，但还存在诸多弊端。

近年来兴起的GPS报站系统具有报站准确，公交改线调整报站器方便等众多优点，随着GPS的普及，这种报站器的成本也越来越低，越来越被各地公交公司所采用。

以洛阳为例，洛阳公交公司现有1700多辆公交车，而相当一部分还在使用手动报站器，效率低下。

所以设计一种全自动的高效、便捷、准确的公交报站器能够免除工作人员的麻烦，降低安全隐患，为乘客提供更多的便利。

本公交车自动报站系统旨在解决在报站过程中的人工参与问题，让公交报站智能化、准确化、便捷化。

从而降低公交工作人员的工作强度，为乘客提供更准确地到站信息，为乘客乘车出行提供更多的便利。

第1章

GPS报站器行业现状介绍

近年来，随着全国各个城市都出现了较严重地交通拥堵问题，公交出行成为越来越多人的首选。

传统的公交车设施比较落后，具有行驶不稳定，噪音大，排放高等众多缺点，报站系统也比较落后，乘坐不舒适。

由于近两年科技的飞速发展，市场上出现了天然气公交、气电混合公交、纯电动公交等新型公交。

这种公交低排放、低碳环保，而且运行平稳，设施先进，拥有先进的空调系统，大大提高了乘客的乘坐舒适度。

这种公交一般配备比较先进的公交车报站系统。

由于GPS近两年的极速发展，应经快速应用到各个领域。

GPS公交报站器也迅速出现，并逐渐取代传统的手动报站器、射频报站器，逐渐成为市场上公交报站系统的主流。

目前GPS报站器技术已经趋于成熟。

国内生产GPS公交报站器的厂家主要有深圳盛视天创、深圳博龙伟业、深圳牛斗科技、深圳联合安业等公司。

由于GPS报站器行业已经如火如荼发展，并且市场潜力非常大，所以该行业的竞争也日趋白热化。

各公司不断推出新产品，增加各种各样的新式功能。

GPS公交自动报站器性能也越来越稳定，定位更加精确，价格更加低廉。

GPS自动报站系统一般具有以下特点

（1）能够全自动语音报站，可以实现安全提示，换成提醒，超速提醒等众多功能，可以增加行驶的安全性，为乘客提供更加人性化的引导服务。

（2）系统运行无需人工操作，不仅降低了司机的劳动强度，而且使报站更加规范化

（3）具有输入、输出外延设计，能够外界显示器，提供文字提醒、视频宣传功能。

（4）系统存储可擦写，便于公交路线的直线调换使用。

（5）同时具备自动报站和手动报站功能，提高系统的可靠性

（6）可以播放各种语音、视频广告，为公交公司增加隐性收入

以下是目前市面上常见的GPS报站器：

图1-1博龙公司生产的GPS报站器

图1-2点创科技生产的GPS报站器

第2章系统整体设计方案

设计利用GPS模块获取站台信息（经度、纬度坐标值，站台序号和站名），然后将这些信息传达给主控芯片89c51单片机，主控芯片将获取的GPS信息与预存的站台坐标信息进行计算、配对，从而得出车辆的当前位置信息，以及车辆的到站、出站情况，然后通过语音模块和显示模块向车内乘客报站。

整个系统的复位功能可通过按键模块来实现。

系统整体设计框图：

图2-1系统整体框图

第3章

硬件模块选择

§3.1主控芯片的选择

方案一：

基于FPGA（现场可编程逻辑门阵列）的VHDL语言设计：

优点:

这种芯片具有高集成度、有高密度和高自由度的特点，使用起来非常方便。

它的出现不仅克服了定制电路的缺点，还避免了使用传统的可编程器件时，门电路数量经常不够用的问题。

FPGA在抗干扰能力，运算速度上有很大优势。

它非常广泛的被用在通信、工业控制等众多领域。

随着技术的不断成熟，它的生产成本和工作功耗会进一步降低，越来越多的领域会选着FPGA作为主控芯片。

缺点：

VHDL语言编写的程序不如51单片机灵活，且不容易实现预期效果。

而且很难在仿真环境上体现出设计效果，用于本课题有点大材小用的感觉。

方案二：

选用凌阳单片机SPEC06A作为主控芯片：

凌阳科技公司推出的SPCE061A单片机芯片是一种16位结构的微控制器。

优点：

它的指令系统功能比较强大，运行效率比较高。

而且其指令系统支持高级语言，这非常有利于缩短开发周期。

同时它还具有低功耗，低电压的特点。

特别的，它的语音功能非常强大，且自带语音的API函数，使用方便。

缺点：

但是凌阳单片机的应用不够广泛，参考资料较少，普适性没有51单片机好，而且较51单片机价格更昂贵一些，所以出于降低成本的考虑，暂不选用凌阳单片机。

方案三：

选用89C51单片机作为主控芯片：

89c51单片机是一种CMOS8位微型处理器，芯片带有一个大小为4K字节的只读存储器，该存储器可编程、可擦除。

优点：

它具有低电压、高性能的特性。

同时在实际应用中，它非常廉价，同时拥有较高的性能和较低的资源占用率。

51单片机的学习着非常多，广泛地应用在各个领域，学校课程介绍的也是51单片机，因此关于它的资料都非常丰富。

利用已经掌握的C语言进行编程，就可以实现51单片机多种多样的功