苏州经贸学院
b苏州经贸职业技术学院
学生毕业设计（毕业论文）
基于GPS定位的公交车自动报站系统的设计
系 别： 机电系 专 业： 应用电子技术（电子产品营销） 班 级： 应电0832班 学 生 姓 名： 李超 学 生 学 号： 0801083240 指 导 教 师： 王倢婷 王益
2010年 12 月 19日
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苏州经贸学院 目录
摘要 .................................................................................................................................I 前言 ................................................................................................................................ 1 第一章 概述 .................................................................................................................. 2
1.1GPS国内外发展形势 ....................................................................................... 2
1.1.1国外研究现状 ......................................................................................... 2 1.1.2 国内发展现状 ........................................................................................ 2 1.2 课题研究内容及目标 ...................................................................................... 3 第二章 整体框架及方案比较 .................................................................................... 4
2.1系统整体框架结构图 ....................................................................................... 4 2.2单片机的选择 ................................................................................................... 4 2.3语音芯片的比较 ............................................................................................... 5 第三章 系统的硬件研究与设计 ................................................................................ 7
3.1各部分电路图 ................................................................................................... 7
3.1.1单片机的最小系统 ................................................................................. 7 3.1.2LCD12864液晶显示电路 ....................................................................... 7 3.1.3 ISD4004 音频输出电路及按键电路 .................................................... 8 3.1.4 GPS模块接口电路 ................................................................................ 9 3.2 系统整体电路图 ............................................................................................ 10 第四章 系统软件的研究与设计 .............................................................................. 11
4.1主程序流程图 .......................................................................................... 11 4.2语音模块子程序 ...................................................................................... 13 4.3 LCD12864液晶显示子程序 ................................................................... 14
第五章 系统校验 ........................................................................................................ 15
5.1系统仿真 ......................................................................................................... 15
5.1.2仿真实现流程 ....................................................................................... 15 5.2系统运行结果截图 ......................................................................................... 16
5.2.1开机界面 ............................................................................................... 16 5.2.2接收信号后 ........................................................................................... 16
第六章 总结与展望 .................................................................................................. 20
6.1总结 ................................................................................................................. 20 6.2展望 ................................................................................................................. 20 致谢 .............................................................................................................................. 21 参考文献 ...................................................................................................................... 22 附录 .............................................................................................................................. 23
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摘要
智能公交系统是指智能交通系统重要研究内容，此论文设计了一种基于GPS定位的公交车自动报站系统，它是利用GPS进行数据采集，从而获得车辆位置信息，并结合了语音播放技术，根据公交车所处位置进行自动报站、温磬提示之类的语音服务。它可以改变传统公交车的语音报站必须由司机操控，否则工作的落后方式，可以做到不需要人工介入，从而实现公交车报站完全智能化。该系统以GPS定位技术作为基础来实现自动定位，提供自动报站服务。
Intelligent transportation system is an important research content of intelligent transportation system, this paper designed a GPS bus automatic station reporting system based on it is using GPS data collection, to get the vehicle location information, and a combination of voice playback technology, according to the bus location automatic newspaper station, Wen Qing tips like voice services. It can change the voice of the traditional bus station must be controlled by the driver, otherwise the work of the backward way, you can do without manual intervention, so as to achieve full intelligent bus station. The system uses GPS positioning technology as the foundation to realize automatic positioning, providing automatic station service.
关键词：GPS；自动报站系统； STC89C51
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前言
从1831英国的沃尔特·汉考克为他国家制造出了世界上第一辆装载发动机的公共汽车起，如今，公交车已经历经过将近200年的发展过程。从一开始的“闷罐头”到如今配套空调系统；从专人售票至无人售票；从人工报站至半自动语音报站，公交车朝着越来越人性化的方向设计。可是目前存在一个问题，半自动的语音报站系统需要司机在车子进出站的时候进行人工操作，由于这两个时间往往是路面情况的最复杂的时刻，因此容易给行驶中的车辆造成安全隐患。此论文的目标就是进行可替代人工操作来实现公交进出站的全自动的语音报站。利用了STC89C51单片机、ISD4004语音芯片、LCD12864液晶模块来实现需要的功能。
单片机的体积小，重量轻，拥有很强的灵活性且价格便宜，得到越来越广泛的应用，例如控制领域、家电产品，智能仪器仪表，计算机外部设备都有重要的用途。在20世纪80年代中期，Intel公司将8051内核的使用权以专利互换或出售的形式转给世界许多著名IC制造厂商，这样8051从此变成有众多制造厂商支持，并发展出上百个品种的大家族。至今，其它任何一个单片机系列都未发展到如此规模。正因为51单片的运用是如此广泛，故学习单片机的运用非常重要。学好单片机原理也是学习其他嵌入式控制器（如ARM、DSP）的基础，任何嵌入式控制器都不能离开单片机所涵盖的（如中央处理器，定时器、中断控制器，IO口控制器， 串行通讯控制器，I2C总线控制器，片内外存储控制器，汇编语言，C语言，操作系统)的概念。因此说学好单片机，再学习其他嵌入式控制器(如ARM、DSP)是比较简单的。可以说学好单片机是为其它进阶微处理器的铺垫。
此次设计的课题，是“基于GPS定位的公交车自动报站系统的设计”， 设计中，利用无线收发模块及编解码实现站台的自动识别，通过单片机对液晶模块与语音模块的综合控制，来实现全自动语音报站的功能。
本次设计以Keil C51的开发环境为编程平台进行代码编译、运行，Altium Designer进行原理图设计。
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第一章 概述
1.1GPS国内外的发展形势
1.1.1国外的研究现状
目前，以GPS为代表的卫星导航应用产业已成为当今国际公认的八大无线产业之一。随着技术的进步、应用需求的增加，GPS以全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点及其所独具的定位导航、授时校频、精密测量等多方面的强大功能，已涉足众多的应用领域，使GPS成为继蜂窝移动通信和互联网之后的全球第三个 IT经济新增长点。
虽然具有GPS定位功能的公交车市场潜力颇为看好，就现阶段而言仍有几项障碍亟待克服：首先，不论公交车采用内建GPS芯片或是外接GPS模块作为解决方案，这会无可避免地提高公交车运营成本，也影响消费者购买意愿；最后，目前具有提供整合的GPS芯片与无线通信技术的公司屈指可数，且公交车制造厂是否愿意采用现有解决方案，或是另外自行开发，仍是未定之数。
通过近20年的发展，GPS已逐渐转变为消费型电子产品，且所能应用的范围已经扩展到日常的生活通信、PDA、定位信息等。不过，通过现阶段来看，由于 GPS接收机单芯片化技术、价格以及市场的应用服务等仍未成熟，因此，在乐观地看待市场发展时，诸如GPS IC设计技术是否能达到公交车、PDA所需的最小体积、成本是否降低以及内建GPS的新公交车系统能否引起消费者的青睐等问题，仍必须审慎地进行深入评估。 1.1.2 国内的发展现状
国内GPS市场呈现出两个重点发展趋势。
(1)以车载导航为核心的移动目标监控、管理与服务系统。
在GPS应用领域，车辆应用所占的比例较大。最初GPS车辆应用一般分为车辆跟踪和车辆导航两大系统。但当摩托罗拉公司推出集车辆导航与跟踪于一体的车辆信息系统后，它就成了发展的方向。
GPS车辆定位监控系统主要有自导航应用和中心监控两种方式。车辆监控系统是集GPS技术、无线通信技术和地理信息系统技术于一体的综合车辆管理系统。一般行业用户的车船队监控都采用中心监控方式，系统由监控中心、位于监控中心的主站和安装在移动车辆上的子站等3部分构成。系统的工作原理是：安装在车辆上的GPS接收机根据收到的卫星信息计算出车辆的当前位置，通信控制器从GPS接收机输出的信号中提取所需要的位置、速度和时间信息，结合车辆身份等信息形成数据包，然后通过无线信道发往控制中心。控制中心的主站接收子站发送的数据，并从中提取出定位信息，根据各车辆的车号和组号等，在监控中心的电子地图上显示出来。同时，控制中心的系统管理员可以查询各车辆的运行状况，根据车流量合理调度车辆。
(2)面向个人消费者的GPS终端产品。
芯片的小型化技术、生产成本的降低、体积与耗电量的减小等有利因素，使GPS产品走下神坛、深入到人们的日常生活中。目前面向个人消费者的产品主要
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