基于单片机的公交车站自动报站器的设计
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基于单片机的公交车站自动报站器的设计
作者:管泓
来源:《科技视界》2017年第16期
【摘要】现代社会的公共汽车大多数都安装了语音自动报站的装置,这样大大方便了市民的出行,由于大部分城市的公共汽车装置都是人工设置系统,也就是说需要司机手动设置,这样会让公交司机的注意力不集中,给自己和乘客带来了巨大而潜在的安全风险。
这篇文章介绍了一种由AT89C52单片机设计的可以实现月台与月台之间自动播报月台名称的系统。
该设计由单片机控制自动公交站系统组成,为了实现总线语言自动停止,也就是说,当公共汽车开进月台,或者离开月台时,播报语音提示的和服务语言,同时使用LED文字来提示电路。
【关键词】单片机;语言报站;无线通信
1 系统的设计计划
1.1 系统工作模式
公交车语言报站系统有两种报站模式:自动模式和手动模式。
1.1.1 自动模式
在公共汽车站的无线遥控发射器,从一定的距离(距离根据环境调整)现场总线和验证编码后发射信号的接收器,信号发送主控制器电路板。
主控制板通过编制过程中的微控制器控制,以发送控制信号,语音合成模块,语音邮件,拨打语音模块,如自动播出的“某某站到了,下车的乘客请走后门。
”及其他信息,整个过程完全由微电脑控制,不需要公交车司机参加。
1.1.2 手动模式
公交站台开进公共汽车时,公共汽车的司机或工作人员用手打开开关,广播就可以播放站台的名称。
1.2 系统前期准备的想法
设想和建立一个语音自动播报站台的系统,要求由单片机完成,可以完成如下的的工作:
(1)可以让客户方便快捷的修改月台和月台数目;
(2)显示屏可以播报出本月台的名称,以及下一个月台的名称
(3)手动操作和系统自动操作相结合;
(4)可以记录来回路线的
1.3 系统计划选择
(1)建设的软件系统是采用AT90S52单片机的核心。
这种系统软件的特点是效能较高,但是资源占用率非常低,受到大家热烈追捧。
综合C语言等各种编程软件,非常丰富的功能均可以通过它来完成,而且编程环境上可以进行各种各样的设计。
(2)语言报送
计划一、使用专门的语音芯片
这种芯片有ISD、ALPHA等很多种。
人们最常用的,比如ISD4004,设置八分钟的声音,采样率为八K。
别看语音的芯片语音失真率非常小,但背景噪声,有额外的功放,额外的功能却是没有。
计划二、使用SYN-6288语音的结合模块
Syn-6288语音结合模块是异步串行接收机,语音转换可以使用合成文本、文本来转换。
这样的话,智能文本识别、语音合成和智能识别却是是比较好的。
况且优点很多,比如体积小,质量轻,硬件的接口方便,成本成效高。
考虑报站需良好音质,而且要求控制方便,所以决定采用计划二。
(3)自动报站实现计划
计划1:GPS定位系统,位于公交车站,在经度和纬度的公交站附近。
该方案精度高,稳定性好,但GPS的高成本,但它必须是精确测量的经度和纬度的第一站,编程难度大,数据处理复杂,精度高,可以说是一个巨大的工作量。
计划2:使用现成的无线收发模块,发送和接收模块,如PT2272/PT2262收发模块。
虽然市场价格只需要10元左右,但长度可以达到几百米,但稳定性高,调整方便,信号的传输距离达到电台的要求,所以使用这个程序。
(4)人机界面信息的显示
LCD12864大屏幕液晶显示器。
LCD12864字符、汉字、图像等大量信息可以显示,简单控制。
传统的数字控制,1602液晶显示设备,显示有限的信息,这些设备只能显示字符和数字,不能显示汉字。
系统选用高成本LCD12864的大型LCD信息。
2 系统硬件设计
根据介绍的系统设计要求和设计思路, MCU微调处置控制软件、LCD视频模块、语音芯片、按键控制、实时时钟电路等模块电路够成操控的硬件电路图。
(1)主控制器:将AT89S52单片机作为主体芯片。
(2)无线接收模块:无线收发模块和PT2262、PT2272编解码芯片进行无线信号的接受和发送,以及辨识月台的名称的使用,所以该模块具备了自动播报月台名称的效果。
(3)语言模块:北京的一家科技公司研发的SYN6288芯片合成模块可以从而完成月台之间的信息播报。
(4)显示的模块:通过LED1286液晶来完成月台的显示。
(5)实时时钟电路:利用DS1302时钟芯片来实现日期、时间的功能。
2.1 电路元器件的介绍
(1)AT89S52的介绍以及功能
AT89S52是一种微型控制器,它具有功耗低,能效高的特点。
只有8K,可在系统中编写flash,也可以作为储存器的使用。
AT89S52具有下面几个功能: flash是八千字节, RAM是二百五十六字节, I/O是三十二位的,数据的指针是两个,三个计时器均是16位,向量2中断结构是1个六级,全双工串口,水晶和时钟电路。
另外,AT89S52可以简化为0Hz的静态逻辑运算,可以设计符合两种软件,也可以将模式调为节能。
(2)SYN6288芯片
SYN6288芯片接收通过异步串行口(UART)通信合成的文本数据,它支持文本(或TTS)之间的转换。
语音合成芯片是由主控制器和SYN6288通过UART接口之间来完成连接,通信接口发送控制命令和文本SYN6288语音合成芯片可以通过控制器,它接收SYN6288语音合成芯片基于文本的语音信号输出,功率放大器放大后输出信号连接到扬声器。
本设计中采用市面出售的由SYN6288作为核心器件的SIP-7模块封装的声音合成模块,此声音合成模块有7个管脚。
每个管脚分别为:直接驱动喇叭;接单片机RXD脚;接单片机TXD脚;判断工作状态;电源端。
(3)PT2262和PT2272编解码芯片
编解码芯片PT2262和PT2272是一种 CMOS技术的低功耗和低功耗在编解码器电路中使用,最多可达12(a0-a11)三态地址终端机(悬吊、高电平和低电平),最高可达12(a0-
a11)。
任何组合都可以提供531,441地址代码。
PT2262可以有多达6个(d0-d5)数据终端引脚,将地址代码和数据代码从17个串行输出设置用无线遥控来控制。
本设计中采用市面出售的由PT2272解码接收的六路无线超再生接收模块,工作电压:DC5V,工作电流:5mA,工作频率:315/433MHz,引脚说明:VT为解码有效指示;D0-D5为信号输出引脚;Vcc为电源正极 +5V;GND为电源负极。
(4)DS1302 芯片
DS1302是来自美国达拉斯的高性能、低功率的实时时钟芯片。
额外的31字节静态RAM,使用SPI三线接口与CPU的同步通信,以及一个时钟信号和RAM数据,可以一次传输多个字节。
实时时钟可提供秒、分、日、日、周、月、年,可自动调整为每月31天,并具有年度补偿功能。
2.5-5.5v的工作电压由双电源(主电源和备用电源)供电。
备用电源充电方式可以调至,也可为后供电电源来进行充电。
2.2 简单的讲解下声音的模块。
(1)声音合成模块
均为接插件,实际使用中将连接前面介绍的声音合成模块,连接扬声器来完成相应功能。
(2)无线接收模块
为接插件,相应功能可以通过再实际使用中将连接前面提到的无线接收模块来实现。
(3)按键电路
键本质上是一组按钮开关,CPU用来识别特定的用户命令,然后可以将其传输到相应的程序来执行用户命令。
这些按钮主要是用来控制消息站的,在每次击键时都显示相应的显示信息。
这种按键模式比键盘操作更方便,而且价格也更便宜。
关键电路采用中断模式。
当按下按钮时,系统中断,CPU响应被中断,计数开始计数,即查询键号,可以用来实现键的相应功能。
2.3 主程序流程
主程序启动初始化,向量设置成中断,检查按下按钮,来电显示。
液晶先对主程序,串口,中断,时钟等的初始化设置,然后在程序周期已检测到时钟调节按钮被按下(即,判断标志的迹象是等于0),如果此按钮按下,执行时钟调节功能,否则执行时间显示,语音停止,停止的信息。
无线自动停止模式:外部中断0检测到单片机的引脚被拉低;手动停止模式:查询模式是检测是否单片机的引脚被拉低。
2.4 无线接收子程序流程图
开始第一步系统初始化设置,连续操作的巴士到火车站,无线信号检测、信号检测单片机中断,中断系统抗干扰处理,首先是在防篡改程序编码的信号在同一平台只触发一个计划来写,所以依靠重复很多次收到无线信号可以避免巴士站,根据一项计划。
当接收模块接收到无线传输模块时,要启动6个以上的二进制代码,MCU立即进入中断,然后根据代码检测和确定所接收的代码,以确定合适的语音广播和信息显示。
2.5 声音停止子程序流程
首先检测下游线控制按钮被按下时,如果你不按,等待;如果按,始发站的信息广播和显示。
开放的无线信号接收器,自动识别网站广播或手动播出。
3 结论
人工停止目前基于无线数据收发器的公交报站系统,公交车上人工报站的缺点。
通过系统测试和停止其他手段相比,该系统具有价格低廉,精度高,并且可以向大多数城市进行推广的优点。
系统基于无线数据收发器,每个站的原则进行编码,然后通过无线数据发射模块的编码数据,在一定的空间内发射,接收到的数据总线,进入接收范围,车辆系统和数据解码终于解码数据,以确定公交车的范围,并启动语音停止系统,报月台,并显示相应的站点信息,智能公交报站。
可以实现如下功能:
(1)80米之内时,可以准确地识别并自动停止。
(2)报告该站,可以显示月台以及下一站的月台,日期和时间。
(3)自动停机和手动调整停止功能,司机可以根据实际情况随时切换。
(4)产品的成本控制在小于150元。
(5)硬件和软件并不复杂,简单的修改不同的公交线路,在未来系统升级更加方便。
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