辽宁工业大学公交车自动报站及汉字显示系统毕业设计最终版

1、摘 要智能公交系统是智能交通系统的重要研究内容，近年来出现了许多针对公交车辆智能化的研究与尝试，这其中就包括自动报站系统。目前，国内只有北京、上海、深圳、广州、青岛等城市实现了利用 GPS 自动报站，许多中小城市的公交车仍旧是传统的人工按键报站，没有实现完全的智能化，给司乘人员带来了很大的不便。因此，在中小城市中迫切需要智能化的公交车报站系统。本文应用单片机技术、语音合成技术和点阵LED汉字显示技术设计了一种公交车语音报站和汉字显示系统，它能很好的模仿人完成报站任务，从而解决了人工报站不准确不方便等问题。本文设计的新型的公交车自动报站系统，以AT89S51单片机为核心，外扩ISD1730语音芯片，点阵LED汉字显示屏和行列驱动芯片。当汽车到达某站时，通过GPS模块来触发本系统进行工作，通过语音输出电路进行语音报站和提示，AT89S51单片机同时通过程序读取汉字信息送入LED点阵显示电路进行汉字提示,达到了在车辆运行期间显示和语音的同步，提高了车辆的服务质量。本文是以AT89C51为主控芯片的进行了系统硬件电路设计，分析并设计了各单元电路，包括语音电路、LED显示电路、电源电路。利用C语

2、言进行了程序设计，介绍了系统所采用的软件开发环境及其主程序设计，着重分析设计了LED显示模块、语音播放模块的实现流程，给出了大部分源代码。本文设计的公交车自动报站及汉字显示系统具有使用方便、体积小、经济实惠、工作稳定、误报率低等特点。关键词：单片机；GPS；LED汉字显示屏；ISD1730 AbstractAdvanced Public Transportation Systems (APTS) is an important part of IntelligentTransport System (ITS), and many researches and attempts related to the intelligent publictransport vehicles have come forth during recent years. At present, many city buses in China are still the traditional manual buttons on station except Beijing, Shanghai, Shen

3、zhen, Guangzhou,and Qingdao. Therefore, an intelligent bus-stop-announcing system is strongly required in thesecities.This paper introduces the design principle of a new bus automatic stop reporting system, which centers AT89S51 Single Chip Micyoco, concerning ISD1730 speech chip, dot matrix LED character display screen and line driver chip. When a bus reaches a certain stop, it makes this system to work through the GPS module. That is, through the speech output circuit to carry out the work of

4、voice announcement and presentation, and at the same time AT89S51 Single Chip Micyoco carries out the character display through the read of characters and delivery to the LED dot matrix display circuit. In this way, a synchronic cooperation of display and speech during the operation of the vehicle is reached and the service quality of buses is improved.A design method of the Bus Station Report System based on AT89C51SND1C isput forward. This part mainly discusses hardware design, including power

5、 circuit, the systemclock circuit, reset circuit, USB interface circuit and Nand Flash memory circuit, etc. Practical application circuit and PCB layout of the components are given.The automatic stop reporting and character display system designed in this paper is convenient, small in size, economy, stable, and low in mistake rate.Key words: MCU; GPS; LED chinese characters display; ISD1730 目 录第1章 绪 论11.1 课题研究的背景和意义11.2 公交车报站系统的发展现状21.3 论文的任务和工作内容3第2章 系统的总体方案设计42.1方案论证42.2总体方案设计6第3章 硬件电路设计73.1 单

6、片机最小系统设计73.1.1 AT89C51简介73.1.2 引脚说明83.1.3 晶体振荡电路103.1.4 复位电路113.2 语音电路设计123.2.1 语音电路芯片的介绍133.2.2 语音电路设计173.3 LED显示电路设计183.3.1 LED显示方式193.3.2 LED驱动原理203.3.3 显示电路213.4 GPS定位模块设计213.5 电源电路设计22第4章 系统软件设计244.1 主程序的设计254.2 子程序的设计264.2.1 LED汉字显示程序264.2.2 语音播放程序304.2.3 录音程序31第5章 结 论37参考文献38致 谢40附 录41附 录52附 录55第1章 绪 论1.1 课题研究的背景和意义公共汽车是目前世界各国使用最广泛的公共交通工具。它起始于 1905 年的美国纽约，当时用公共汽车代替原有的公共马车，20 世纪 30 年代得到了迅速的发展。随着现代社会的建设，公交车越来越为大众所喜爱，不仅仅可以在低消费下达到目的地，同时也能省去很多的自驾麻烦，是打工族和学生族的常用交通工具，公交车便成为了现代文明城市的一道流动的风景线。为了使乘客方

7、便清楚的知道公交车所到站点，公交车配备了一些设备，最普遍的就是自动报站系统，汉字显示屏，无人售票等装置。公共汽车之所以被广泛采用，是由于它的机动灵活，只要有相宜的道路，就可以通行，并且公共汽车组织运行所需的附属设施的投资，较之其它现代化公共交通工具也最少。我国的公共汽车车辆类型甚多，按载客量分，有小型（载客 6090 人）、中型（载客 90130 人）和大型（载客 130180 人）。大型公共汽车对解决上下班客运高峰时间的乘车拥挤情况起了很大的作用。城市公共交通是城市建设和发展的重要组成部分，随着城市的扩建，人们生活节奏的加快，公共交通问题显得日益重要。在我国中小城市里，公交车仍然是城市交通的主体，它的服务质量与市民们的生活息息相关，也是衡量一个城市的文明指标。而国内大多数城市现有的公交车还是采用传统的公交系统，没有实现完全的智能化，比如公交车报站只能由人工按键来实现报站，离不开驾驶员或售票员的相应操作，公交车司机一边要开车一边还要兼顾按键报站，这就增加了驾驶员的操作负担，驾驶员开车时为报站而分散精力，存在一定的安全隐患，同时由于人工报站受到个人素质、工作态度 劳动强度等因素影响，往往

8、出现误报、漏报甚至干脆不报等现象，给乘客带来了很大的不便。因此，在中小城市中，公交车对自动报站系统的需求也日益强烈。利用 GPS 全球定位系统实现公交车自动报站是近几年来的一个热门话题，一般公交车自动报站系统对车辆定位的精度要求在 2530 米，GPS 全球定位系统远远可以满足这个定位精度的要求。公交车自动报站及汉字显示系统在公交事业中占有非常重要的地位，它不仅免去了人工报站，节省了人力，而且还提升了公交车工作效率，提高了公交车的服务质量。目前，各个城市的公交车自动报站的方式主要三种，其中一种是利用无线发送及接收芯片PT2262/和PT2272的公交车报站系统，在公交站的每个站牌处安装发射芯片PT2262用来发射该站点事先编好的编码信号，当公交车到达该范围内（如50米之内）时，其公交车上的接收芯片PT2272将对信号进行接收与解码，然后再将解码后的信息通过液晶显示模块显示，而语音芯片将同时进行播报，该方式的报站系统价格低廉，实现方便，也能满足现代公交车的基本需要，因此目前国内的大部分城市运用此种方式，另一种是功能很强大且系统非常稳定的GPS卫星定位报站系统，但由于这种方式的投资很昂贵，

9、尤其是对于一些中小城市来说无法承受，国内虽也有此类产品的研制开发，但就目前的情况来看其投入的不是很广，但是在一些发达国家（如美国）的部分城市已经投入使用GPS卫星定位系统。第三种是手动电子报站方式，此方式价格低廉，但操作较为繁琐，现已逐渐被淘汰。自动报站系统是智能公交系统的组成部分，公交车自动报站系统是利用全球定位系统（GPS）进行数据采集，根据公交车所处的位置进行自动报站、温磬提示等服务，它将电子、控制、计算机、通信等实用技术集中运用于公共交通系统，改造旧的服务模式，建立全新的服务体系，不但提高了其服务质量，同时也将为公交公司和社会带来较大的经济和社会效益。主要表现在以下几个方面：提供较为完美的乘客信息服务。借助先进的定位通信系统，即时为乘客发布信息，为乘客出行提供全方位的信息服务；减少人工操作，尤其是驾驶员的操作负担，在进站、出站、转弯的关键时刻，驾驶员可以更集中精力驾驶，提高公交车行驶过程中的安全系数；提升城市形象，公共交通是城市文明的窗口，先进的公交信息系统的实施，必然提高公共交通的整体服务水平，提高城市的现代化程度；提高公交运营效率和管理水平，吸引大量客流，增加公交公司的经济效益。1.2 公交车报站系统的发展现状当今社会，公交车是大多数城市居民出行的重要工具之一，但就公交车目前的报站系统来看很难满足大家的要求。现在公交车使用普遍的还是人工按键报站系统，此系统存在以下两个不可忽略的弊端：（1）存在隐形的安全隐患，因为每次驾驶员都要在行驶时对报站器进行操作以进行报站，而车辆在进出站的时候路面情况都很复杂，因此给行驶中的车辆和行人带来一定的安全隐患。（2） 报站不够准确，因为驾驶员在行驶的过程中操作报站系统时时常会忘按键或者按错键，有时在调整报站系统时会连续报站，这样会给不熟悉路线的乘客带来不便。目前我国的大部分城市公交自动报站的方式主要有三种：（1）人工进行报站：一般是由当地的乘务人员用方言来进

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