公交智能报站系统的设计与实现

机电设计与研究
3 系统软件设计
软件部分包过：语音录入输出（地址记录），无线发射和接 收（对应地址校验），液晶显示和最小系统控制几部分组成。
系统主流程如图 3 所示。单片机预先录好站点的报站语 音信息，并且存储相关信息的音频地址在相关变量中。判断是 否接收到无线发射的信号，如果有便校验该信号所发射的内 容（即地址）与音频信号的地址哪个相同，播放相同地址的音 频信号。通过液晶显示相关站点的文字显示。接着判断是否 为终点站，如果已达终点站，播报和显示相关终点信息，欢迎 乘客下次乘车。
作者简介：贾俊荣（1980-），女，硕士，讲师，主要研究方向：电子技术 应用。
图 1 语音模块电路
图 2 语音功放电路 （3）无线模块。系统采用 NRF24L01 无线模块进行数据的 发射接收。数据发射时候，将初始化的无线设为发射模式，然 后写入 TX_ADDR,TX_DATA，将 CE 拉高保持 130us 后，如果 接收到自动应答信号则表明数据发射完毕且正常，发射端进 入接收模式，接收应答信号。若没接收到应答信号，则在没有 达到最大重发上限时候 MAX_RT=1 重发数据 FIFO 中的保留 数据。达到上限则向单片机发射中断信号。发射完毕后进入 模式一。接收数据时候，先初始化无线模块，配置好接收模式， 拉高 CE=1，延时 130us。有效地址检测完成是，RX_FIFO 数据 包自动存储在芯片中，并产生中断标志位 RX_DR=1；IRQ=0. 此时控制芯片接收中断提取存储的数据保存。如果接收启动 自动应答模式，则接收模式自动在接到应答信号时候进入发 射模式将信号回复发送给发射方。接收成功，CE=0，进入模式 一。 （4）显示模块。系统实验采用的显示是 LCD12864 液晶显 示，在公交车上的显示是不能满足用户的需求，所以需要延伸 到乘客和公交部门所能接受的显示屏幕。按照性价比分析，室 内适合采用单基色红色模块 LED 点阵屏，分辨率 Φ5 为佳； 室外车头车尾选择双基色或单基色 Φ8 为佳。 （5）电源模块。交流 220V 电源通过变压器降压，桥式整
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流滤波后采用 LM7805 和 LM1117 两款电压转换芯片电路转 换转换成相应 5V 和 3.3V 的直流电压。该电源电路可以稳定 的输出干扰性小，精度高的低电压为本系统供电。
（6）按键模块。系统按键模块包含两个按键 K1/K2，分别 为语音芯片提供录音和播放的功能 （其中播放可软件代替）， 按键采用软件消抖，防止人为和机械抖动。按键录音是采用长 按的方式，直到录音完毕才松开按键。
（2）语音模块。系统采用 ISD4004 语音芯片实现，其外围 电路如图 1 所示。单片机的 P2.4 和 P2.5 两个按键录入和播 放语音信息，MOSI/MOSO 是语音芯片的串行输入和串行输出 端口，SCLK 为时钟信号输入端口，控制输入和输出的同步 性。语音功放电路如图 2 所示电路，通过 LM386 电路模块将 语音信号放大并输出，达到公交车上克服外界杂音播报站点 的功能，同时过滤噪声，优化了声音的品质。采用单片机存储 语音芯片的地址，以便其接收到站点发送的地址信号时对照 相应的语音信号地址播放对应的语音。
wk.baidu.com2 系统各部分模块
（1）单片机控制模块。系统以 STC89C52RC 单片机最小系 统为控制核心，最小系统包括开关指示电路、复位电路、时钟 电路等主要控制录制音频编码地址、无线接收地址信号、寻址 播放对应音频信号、文字显示公交站点信息等。MOSI/MOSO 为 ISD4004 语 音 芯 片 的 输 入 输 出 端 ；MOSI1/MOSIO2 为 NRF24L01 无线模块 的输 入输 出接 口，P0 读 口为液 晶 显示 12864 的接口，CE1/SCLK1/IRQ1/CSN1，分别为无线模块的发 送或接收，时钟信号，可屏蔽终端和片选信号端口的接入。
第 44 卷第 9 期 Vol.44 No.9
时代农机
TIMES AGRICULTURAL MACHINERY
2017 年 9 月 Sept.2017
公交智能报站系统的设计与实现
贾俊荣
渊闽江学院袁福建 福州 350108冤
摘 要：系统以 STC89C52RC 单片机最小系统为控制核心，包含单片机控制器模块、语音收录发送模块、无线发射接 收模块、显示模块、键盘控制模块、电源模块等。采用 ISD4004 为语音合成芯片,直接将语音数据写进存储单元；采用 NRF24L01 无线模块，通过无线信号的接收与发送产生站点信息反馈，接受信号来编入站点地址，取出地址所对应的存 储语音信号进行报站，并且在液晶显示屏上显示要到达的站点名称及数目编号。
1 系统方案设计
本系统包含单片机控制器模块、语音收录发送模块、无线 发射接收模块、显示模块、键盘控制模块、电源模块等。在单片 机的控制下语音芯片通过读取外部存储器的语音信息来合并 成语音信号，建立语音库和语音地址。同时，通过无线信号的 接收和发送产生站点信息反馈，接受到的站点信号来编入站 点地址，取出地址所对应的已经录入的存储语音信号模拟真 人报站，并且在液晶显示屏上显示要到达的站点名称及站点 数目编号。
关键词：ISD4004；NRF24L01 无线模块；单片机；智能报站
城镇化建设带动了公交系统的普及，公交车现在成为短 距离交通的重点工具。在一线城市中地铁和公交比较规范，且 GPS 的投入及使用使得公交联网的规范化管理得到加强，但 需要较大的成本。随着普通城镇居民乘坐公交的频率增加，设 计一款低成本的智能公交报站系统成为基础性需求，可以更 好的从人力、造价、普及性和性价比上服务社会和广大人民群 众。
语音模块流程，首先按照编址方式录音，存储有效的音频 段起始和终止地址，并存储语音信号。然后判断是否接收到无 线信号，若有接收到则校验其接收内容与哪段音频信号起始 地址形同，播放对应地址音频内容，并液晶显示文字信息。若 无，则继续接收无线信号。最后，若达到最后一站，则报道终点 下车信息，复位单片机，以便下次乘车使用。