李 峰，佟春生，鄭志剛

(1.太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系，山西 太原 030008；2.慈溪市師橋自來(lái)水廠，浙江 慈溪 315314)

公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)*

李 峰1，佟春生1，鄭志剛2

(1.太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系，山西 太原 030008；2.慈溪市師橋自來(lái)水廠，浙江 慈溪 315314)

為改善公交手動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的不足，本課題設(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，其主要由控制模塊、語(yǔ)音模塊、液晶顯示模塊、無(wú)線收發(fā)模塊等組成。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了公交車(chē)到站自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站，同時(shí)在液晶屏上顯示該站信息及下一站信息，為乘車(chē)的人們帶來(lái)了很大的便利。

自動(dòng)報(bào)站；單片機(jī)；語(yǔ)音播報(bào)；液晶顯示；無(wú)線通訊

當(dāng)今都市的公交車(chē)基本都具備了語(yǔ)音報(bào)站功能[1]，讓乘車(chē)的人們有了更好的乘坐感受。然而大多數(shù)的語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)仍然是手動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)[2]，靠駕駛?cè)藛T手動(dòng)按鍵控制，一定程度上提高了駕駛?cè)藛T的工作量。

針對(duì)傳統(tǒng)公交車(chē)手動(dòng)報(bào)站的不足以及人們的追求高品質(zhì)服務(wù)的需求，本課題設(shè)計(jì)了一種以單片機(jī)為控制核心的公交自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。其在技術(shù)上采用了無(wú)線通訊作為系統(tǒng)的控制方式，實(shí)現(xiàn)公交車(chē)在經(jīng)過(guò)站點(diǎn)時(shí)能夠自動(dòng)的獲取該站信息并進(jìn)行報(bào)站。不再需要駕駛?cè)藛T分心去手動(dòng)的按下按鍵，減少了駕駛?cè)藛T的工作負(fù)擔(dān)，也在一定程度上提高了公交車(chē)的行車(chē)安全。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由單片機(jī)作為控制核心[3]，通過(guò)無(wú)線部分獲取站點(diǎn)信息，然后控制液晶部分、語(yǔ)音部分進(jìn)行自動(dòng)報(bào)站，同時(shí)也具備了由駕駛?cè)藛T進(jìn)行手動(dòng)按鍵控制的功能。硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成

單片機(jī)作為控制核心，起到中控作用，當(dāng)其收到外部控制信號(hào)時(shí)，可根據(jù)固化好的程序進(jìn)行相應(yīng)的邏輯判斷，并對(duì)收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理。之后產(chǎn)生對(duì)其它部分的控制指令，以及數(shù)據(jù)信息，再由語(yǔ)音部分和液晶部分完成相應(yīng)形式的輸出，從而完成整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2 語(yǔ)音合成模塊

語(yǔ)音合成模塊的主要任務(wù)是將所要播報(bào)的站點(diǎn)信息的文本數(shù)據(jù)合成為語(yǔ)音，然后通過(guò)揚(yáng)聲器進(jìn)行播放。其關(guān)鍵在于對(duì)文本信息的轉(zhuǎn)換。使用SYN6288語(yǔ)音合成芯片作為語(yǔ)音模塊的主體器件。其采用異步串口的方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，能夠?qū)⒔邮盏降奈谋緮?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音。

語(yǔ)音合成模塊上電程序流程如圖2所示，首先判斷上下行切換按鍵是否按下，若沒(méi)有按下則進(jìn)行等待，若按下則根據(jù)上下行進(jìn)行相應(yīng)的語(yǔ)音提示。然后等待無(wú)線信號(hào)，當(dāng)收到單片機(jī)發(fā)來(lái)的站點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息后，經(jīng)處理后將其合成為相應(yīng)的語(yǔ)音，進(jìn)而開(kāi)始進(jìn)行該站點(diǎn)的語(yǔ)音播報(bào)。

圖2 語(yǔ)音合成模塊程序流程圖

3 液晶顯示模塊

液晶顯示模塊主要用于將到站信息用文字的形式顯示在屏幕上，能夠更直觀的讓乘客獲取到所需的信息，同時(shí)也避免了因車(chē)上人多嘈雜而聽(tīng)不清語(yǔ)音提示的問(wèn)題，進(jìn)一步改善了人們的體驗(yàn)。

本課題顯示部分使用LCD12864型液晶屏。這是一種4行8列的顯示屏，并且能夠顯示漢字。其還具有低功耗、低電壓的特點(diǎn)。

公交報(bào)站系統(tǒng)上電后，液晶顯示模塊程序流程如圖3所示，初始化后顯示歡迎信息，然后進(jìn)入等待狀態(tài)，當(dāng)收到單片機(jī)對(duì)應(yīng)引腳的信息后，在屏幕上進(jìn)行顯示，然后繼續(xù)等待信號(hào)。

圖3 液晶顯示模型程序流程圖

4 無(wú)線接收模塊

無(wú)線接收模塊主要功能是實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)與公交車(chē)之間的通訊，使車(chē)上報(bào)站系統(tǒng)能夠獲取到每個(gè)站點(diǎn)的信息[4]。并且利用無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射距離來(lái)調(diào)整公交車(chē)的報(bào)站時(shí)間，誤差較小。在信號(hào)發(fā)射中本課題采用PT2262進(jìn)行編碼，PT2272實(shí)現(xiàn)解碼。

公交報(bào)站系統(tǒng)上電初始化后，無(wú)線模塊程序流程如圖4開(kāi)始進(jìn)入等待狀態(tài)，直到接收到無(wú)線信號(hào)，然后對(duì)其進(jìn)行解碼并將信息傳遞給單片機(jī)，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)報(bào)站模式，單片機(jī)進(jìn)行中斷處理以及防干擾處理。完成后繼續(xù)進(jìn)入等待狀態(tài)，如此循環(huán)。在中斷處理中，通過(guò)程序?qū)邮盏降恼九_(tái)信息與單片機(jī)中的預(yù)置信息進(jìn)行處理，達(dá)成條件即向語(yǔ)音部分、液晶部分發(fā)出指令，使其進(jìn)行該站點(diǎn)信息的播報(bào)。

圖4 無(wú)線模塊程序流程圖

5 作品分析

本課題設(shè)計(jì)的公交報(bào)站系統(tǒng)具有無(wú)線自動(dòng)報(bào)站和手動(dòng)報(bào)站兩種工作模式。當(dāng)公交報(bào)站系統(tǒng)檢測(cè)到單片機(jī)的P3.3管腳工作于低電平時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)啟手動(dòng)報(bào)站模式；當(dāng)公交報(bào)站系統(tǒng)檢測(cè)到單片機(jī)的P3.2管腳工作于低電平時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)啟自動(dòng)報(bào)站模式。

其中自動(dòng)報(bào)站模式中語(yǔ)音播報(bào)與顯示屏播報(bào)同時(shí)進(jìn)行。系統(tǒng)運(yùn)行于自動(dòng)報(bào)站模式中，每一個(gè)站點(diǎn)站臺(tái)的發(fā)射部分不斷循環(huán)發(fā)送包含本站點(diǎn)信息的編碼。當(dāng)公交車(chē)接近站臺(tái)時(shí)，無(wú)線接收部分接收到站臺(tái)發(fā)射出來(lái)的編碼數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)解碼后將此站的信息發(fā)送給控制芯片，進(jìn)而自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)和顯示屏播報(bào)。相當(dāng)于報(bào)站系統(tǒng)所播報(bào)的信息與當(dāng)前站點(diǎn)完全匹配，即使改變公交線路，也可以正確報(bào)站，且站點(diǎn)發(fā)送系統(tǒng)與車(chē)載接收系統(tǒng)形成一對(duì)多的關(guān)系，一個(gè)站臺(tái)即可匹配多輛公交車(chē)，較為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也具備了較強(qiáng)的抗干擾能力。

6 結(jié)論

經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行，本課題設(shè)計(jì)的公交自動(dòng)化報(bào)站系統(tǒng)較好地提高了公交車(chē)的服務(wù)質(zhì)量，能夠更加及時(shí)、準(zhǔn)確的提示乘客們到站信息，基本避免了人們出現(xiàn)下錯(cuò)站、坐過(guò)站等情況。

[1] 李靜，項(xiàng)偉，楊海萌.基于單片機(jī)的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2013(5):71-75.

[2] 黃發(fā)乾.公交車(chē)輛自動(dòng)定位與智能報(bào)站系統(tǒng)研究[D].北京：北京交通大學(xué),2008.

[3] 耶曉東.基于單片機(jī)的公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息技術(shù),2011(4):40-43.

[4] 鄭家駒，黃睿超，霍燦強(qiáng)，等.基于單片機(jī)的公交車(chē)無(wú)線報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào),2015(1):50-54.

The Design of Bus Stop Announcement System

Li Feng1, Tong Chunsheng1, Zheng Zhigang2

(1.DepartmentofAutomation,TaiyuanInstituteofTechnology,TaiyuanShanxi030008,China;2.CixiShiqiaoWaterFactory,CixiZejiang315314,China)

To improve the deficiencies of manual stops system, an automatic bus-stop-name reading system is designed based on single chip microcomputer, which mainly includes the modules of control, voice, liquid crystal display and wireless transceiver etc. The function of bus station automatic voice stops is realized, and the station information of the next stop is displayed on the LCD screen, which has brought great convenience for the people.

automatic bus-stop reporting; single chip microcomputer; speech announcement; liquid crystal display; radio communication

2016-09-23

國(guó)家自然科學(xué)基金(61473206)

李 峰(1987- )，女，山西大同，助教，碩士研究生，研究方向：檢測(cè)技術(shù)。

1674- 4578(2016)06- 0003- 02

TP274

A