杜春雨 遼寧錦州渤海大學(xué)工學(xué)院

基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)

杜春雨 遼寧錦州渤海大學(xué)工學(xué)院

本文選擇的技術(shù)包含了單片機(jī)以及無線遙控技術(shù)，完成了基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站器設(shè)計(jì)。從公交站臺中發(fā)射出來的微波信號將會(huì)被公交車接收，通過單片機(jī)對信號進(jìn)行處理以及編碼驗(yàn)證以后，到站信息就會(huì)通過語音模塊進(jìn)行自動(dòng)播放。這個(gè)到站信息播放的過程中沒有司機(jī)的加入，完全是無人報(bào)站的狀態(tài)，這對于公交車駕駛員而言，大大地減少了工作量，同時(shí)還保證了公交車到站信息的準(zhǔn)確性以及安全性。本文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站器對實(shí)際應(yīng)用有著深遠(yuǎn)的影響。

公交車 自動(dòng)報(bào)站 單片機(jī)

目前公交車站報(bào)站器在很多方面仍然需要進(jìn)行改進(jìn)，傳統(tǒng)的公交車站報(bào)站器的報(bào)站操作是由駕駛員完成的，如果在設(shè)計(jì)報(bào)站器中只能夠通過手動(dòng)開關(guān)的方式進(jìn)行控制報(bào)站的話，那么這個(gè)報(bào)站器的控制操作只可以交給公交車駕駛員完成實(shí)現(xiàn)了，這種方式存在著很大的弊端，那就是工作效率比較低，而且對駕駛員的技術(shù)要求也比較高，駕駛員在手動(dòng)操作報(bào)站的過程中需要做到同時(shí)考慮到開門以及關(guān)門等操作。由于駕駛員的這些簡單的操作直接影響著乘客的生命安全。作為乘客而言，更希望的是公交車站報(bào)站器可以自動(dòng)地進(jìn)行報(bào)站，對公交車當(dāng)前所在的位置情況進(jìn)行及時(shí)有效地報(bào)告。另外乘客們也希望可以在公交車中看到所謂的到站信息，這個(gè)顯示的功能就需要借助于液晶顯示器來實(shí)現(xiàn)，從而最終通過語音報(bào)站乘客們可以正確地把握當(dāng)前公交車的行駛情況。如此一來，能夠使得乘客的出行時(shí)間得到大大地減少，而且公交車司機(jī)的工作任務(wù)也大大地減輕了，工作效率得到了很大的提高。除此之外，現(xiàn)今的社會(huì)是一個(gè)高科技技術(shù)的社會(huì)，各種微型單片機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了重大的成就，如果在報(bào)站器控制器中運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)，那么就能夠使得報(bào)站器更加地智能化以及高效化，對于改善人們的日常生活起到了很大的促進(jìn)作用。

到目前為止，關(guān)于公交車自動(dòng)報(bào)站的相關(guān)課題，人們設(shè)計(jì)了多種多樣的解決方案，其中具體包括了GPS技術(shù)，該技術(shù)就是所謂的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，根據(jù)GPS從而對車站的到站信息進(jìn)行準(zhǔn)確定位。然而這個(gè)基于GPS技術(shù)的解決方案，實(shí)現(xiàn)起來過于繁瑣，而且所投入的成本也很大，另外在GPS的推廣以及運(yùn)用使用方面存在很多的難點(diǎn)。面對這些繁瑣的難點(diǎn)，許多的研究學(xué)者紛紛進(jìn)行了實(shí)地的考研，最終發(fā)現(xiàn)通過無線遙控裝置同時(shí)運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)是最合理有效的解決方案，并且這個(gè)方案是可行的?；谠撗芯?，最終設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站器，同時(shí)通過對公交系統(tǒng)的測試發(fā)現(xiàn)，該方案是成功的。如果基于應(yīng)用性分析的話，公交車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)也比較容易，并且會(huì)使得公交車駕駛員的工作任務(wù)大大地減少。

1 設(shè)備整體設(shè)計(jì)方案

設(shè)備的整體設(shè)計(jì)主要涉及到了公交車自動(dòng)報(bào)站器設(shè)備，其中公交車自動(dòng)報(bào)站器的組成部件包括了無線遙控發(fā)射器、語音存儲(chǔ)模塊、接收器、鍵盤顯示模塊以及主控制電路板等，公交車自動(dòng)報(bào)站器設(shè)備總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

公交車報(bào)站器的主要功能包括有：調(diào)節(jié)音量，語音報(bào)站，預(yù)報(bào)站點(diǎn)，通過LED將車站名稱顯示出來。

將無線遙控發(fā)射器安置在公交車站臺位置，如果公交車與站臺的距離在系統(tǒng)設(shè)置的范圍以內(nèi)（其中這個(gè)距離范圍系統(tǒng)可以設(shè)置）就接收來自發(fā)射器發(fā)出的信號，然后進(jìn)行編碼驗(yàn)證，把驗(yàn)證后的信號發(fā)送給主控制電路板。其中主控制電路板是由單片機(jī)控制的?？刂菩盘柊l(fā)出的次序是由系統(tǒng)編寫的程序決定的，公交車報(bào)站的語音信息也是提前錄制好的，把語音信號輸入到功率放大電路中，語音被放大，接著就通過揚(yáng)聲器將語音發(fā)出。此時(shí)公交車就會(huì)報(bào)出準(zhǔn)確的到站信息。例如“某某站已到，請乘客準(zhǔn)備下車，下一站是某某站”等。整個(gè)報(bào)站的過程，不需要任何的乘務(wù)員的參與，完全是自動(dòng)的報(bào)站。

2 設(shè)備各組成部分設(shè)計(jì)

鍵盤操作在很多的單片機(jī)系統(tǒng)里充當(dāng)著重要的作用，鍵盤和單片機(jī)的連接是通過接口電路實(shí)現(xiàn)的，對鍵盤的按鍵操作以及按鍵的信息掌握后，若進(jìn)行按鍵操作，系統(tǒng)就會(huì)驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的按鍵程序。其中關(guān)于鍵盤接口方式有很多，然而這個(gè)按鍵的操作過程形同于軟件結(jié)構(gòu)。鍵盤上的每一個(gè)按鍵都是對應(yīng)著固定的編號。

2.1 無線遙控收發(fā)模塊設(shè)計(jì)

無線遙控收發(fā)模塊中選擇的電路是PT2262與PT2272，而且該模塊的工作頻率選擇的是320MHz，這個(gè)工作頻率對其他的設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生任何的干擾。遙控接收器電路原理圖如圖2所示。

圖2 遙控接收器電路原理圖

圖3 控制電路原理圖

圖4 公交車自動(dòng)報(bào)站器程序設(shè)計(jì)流程圖

2.2 控制電路設(shè)計(jì)

本文的控制核心單片機(jī)的型號選擇的是來自凌陽的SPCE061A，而語音存儲(chǔ)模塊的器件選擇的是SPR4096，公交車自動(dòng)報(bào)站器的控制電路原理如圖3所示。

當(dāng)遙控信號被接收器接收以后，單片機(jī)就會(huì)接收該遙控信號，然后按照系統(tǒng)中你的程序，單片機(jī)會(huì)將接收的遙控信號和系統(tǒng)中存儲(chǔ)的信號進(jìn)行編碼驗(yàn)證，對應(yīng)報(bào)站語音就會(huì)被調(diào)用出來，該報(bào)站語音是保存在語音存儲(chǔ)模塊中，而且在系統(tǒng)中是提前準(zhǔn)備好的。單片機(jī)里面的D/A器件將語音轉(zhuǎn)換為模擬的語音。并且接著通過功率放大電路將該模擬語音信號放大，這樣揚(yáng)聲器就能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)聲了，同時(shí)運(yùn)用LED顯示模塊將公交車的到站信息進(jìn)行展示出來。如果發(fā)現(xiàn)報(bào)站信息出現(xiàn)錯(cuò)誤的話，公交車駕駛員還可以按下操作鍵盤的開關(guān)，對公交車到站程序強(qiáng)行看更改。

2.3 程序設(shè)計(jì)流程

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的第一步是對設(shè)置初始化，這個(gè)初始化的過程就是要將公交車的起始位置確定下來，如果沒有其他的情況的話，公交車的起始位置是為公交車的起始站。當(dāng)公交車在公路中行駛的時(shí)候，需要時(shí)刻檢測微波遙控信號。當(dāng)公交車即將達(dá)到目的站點(diǎn)的時(shí)候，遙控信號就會(huì)被檢測到，在檢測的過程需要完成防干擾處理，其中的防干擾程序的編寫需要依據(jù)站臺編碼信號。從而能夠有效地防止當(dāng)公交車快到站的時(shí)候由于遙控信號的接收而導(dǎo)致的程序混亂。然后就是需要編碼驗(yàn)證遙控信號，比較存儲(chǔ)在單片機(jī)里面的編碼和遙控信號編碼，從而對語音模塊里面的語音信息的次序進(jìn)一步確認(rèn)，進(jìn)而確保不出現(xiàn)報(bào)站錯(cuò)誤的現(xiàn)象，還能夠有效地避免由于多個(gè)公交車同時(shí)到站所帶來的干擾。如果有其他的特殊或者是意外情現(xiàn)象發(fā)生，司機(jī)只要將開關(guān)按鍵按下，就能夠?qū)?bào)站程序強(qiáng)行修改另外還可以讓公交車發(fā)送出固定的語音信息，當(dāng)意外問題得到解決以后，新的站臺信號就會(huì)被公交車接收，編碼驗(yàn)證遙控信號以后，程序又能夠再次重新啟動(dòng)。而且這個(gè)程序在整個(gè)設(shè)計(jì)里面需要將可能出現(xiàn)的各種各樣的情況考慮到，從而最終使得現(xiàn)實(shí)中提出的各種需求可以滿足。本文的公交車自動(dòng)報(bào)站器程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4所示。

結(jié)語：通過基于單片機(jī)的公交車自動(dòng)報(bào)站器增強(qiáng)了公交車行駛過程中報(bào)站的準(zhǔn)確性以及安全性，所以這對于現(xiàn)實(shí)的生活而言，本文設(shè)計(jì)的公交車自動(dòng)報(bào)站器具有重大的意義。

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