公交车智能报站系统设计
摘 要随着城市快节奏的发展以及城市化人口剧增，城市路面交通面临巨大压力。为了缓解交通压力，以及本着绿色出行的原则，公交车成为大部分人出行首选交通工具。纵观我国目前公交车系统，还是不够完善，报站都是采用手动报站，容易出现操作失误以及各种安全隐患，为了进一步改善这样的问题，我设计了公交车智能报站系统，让车辆中乘客况，同时这个系统可以减轻司机的压力，能自主的完成报站，让司机更专注开车，减少交通事故发生的几率。本设计主要是以单片机avr promin328p为核心，该系统将采集到的站牌、轮胎运行、智能语音播报等信息传递给单片机，单片机通过超声波测距识别站牌的信息，同时单片机将信息传递给Speech Synthesizer Bee语音播报系统和12864液晶显示系统，随后汽车轮胎开始运行，光电测距传感器将运行信息传递给单片机，单片机通过设置好的程序分析车到某位置将报站，并将报站信息传递给Speech Synthesizer Bee语音播报系统和12864液晶显示系统，实现公交车智能报站。同时我们控制方面还添加了智能、手动两种控制模式，安全方面我们还添加了到站延时停车报站，全程线路复位和报警器，更好的实现公交车人性化的设计。本设计的公交车智能报站系统能够较好的完成公交车的智能报站，能够有效的减少公交事故的发生概率，也可以缓解公交司机的双手，提高公交车的安全性以及效率，乘客也能更客观了解到站信息。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景和研究目的 1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 2
1.3 本课题设计研究的主要内容和结构安排 2
2 公交系统方案设计 4
2.1公交车智能报站系统设计简介 4
2.2 系统硬件主要功能介绍 4
2.3 软件主要功能介绍 5
3 系统硬件设计电路 7
3.1 系统设计元器件的选择 7
3.1.1 测距传感器的选择 7
3.1.2 液晶显示的选择 7
3.2 单片机最小系统电路 8
3.2.1 Arduino简介 8
3.2.2 时钟电路设计 9
3.2.3 复位电路设计 9
3.2.4 单片机A *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
rduino简介 10
3.3 测距控制电路设计 11
3.3.1 光电测距传感器简介 11
3.3.2 测距控制电路设计 13
3.4 超声波测距电路设计 14
3.4.1超声波测距传感器简介 14
3.4.2 超声波测距传感器工作原理 14
3.4.3 超声波测距电路设计 15
3.5 语音播报电路设计 16
3.5.1语音播报简介 16
3.5.2 语音合成芯片与单片机的接线图 18
3.6 液晶显示电路设计 19
3.6.1 LCD12864液晶显示简介 19
3.6.2液晶显示与单片机的接线 20
3.7 按键电路设计 22
3.7.1 按键电路的选择与简介 22
3.7.2 独立式按键电路与单片机的接线 23
4 系统软件设计 25
4.1 系统软件总体设计方案 25
4.2 光电测距与语音播报子程序设计 27
4.3 超声波测距与语音播报子程序设计 28
5 系统测试与分析 30
5.1 系统硬件测试和软件测试 30
5.2 系统测试数据和分析结果 31
6 总结与展望 36
参考文献 38
致 谢 39
附 录A 41
附 录B 42
1 绪论
1.1 研究背景和研究目的
人类社会的进步同时伴随着交通工具的进步：从步行到自行车的发明，再到汽车、轮船、飞机的出现，人类用自己的智慧不断改善着生活。但随着生活水平的提高，交通工具剧增，交通压力也随之而来。人们外出需求的增加间接导致城市交通有严重的拥堵问题。
为了解决这个问题，我国在交通事业上投入大量的人力物力财力，但效果并不是很好。从根本上看，交通问题的根本在于交通工具的剧增，尤其私家车的数量。在很多一线城市，上下班高峰期更是惨不忍睹。为了改善这种情况，也为了倡导人们绿色出行，大力发展公交交通成为我国首推的一大政策，用公交车出行代替私家车，从根本上缓解交通压力。
当然，想要人们出行首要选择公交车，那么公交系统必须要足够的完善，足够便利人们的生活。我国近几年的公交政策一直在不断的完善：从早期需要售票员售票报站到如今的刷卡系统的完善，已经是极大的进步。但在报站系统这块，似乎一直都无法得到完善。之前人工报站存在很多方言误差，之后单片机和智能语音的出现，逐渐让报站系统更加智能化。同时也出现一些问题：报站系统是由司机操作完成的，这样在某种程度上增大了司机的工作量，而且在车辆行驶中操作，存在安全隐患。
国外目前出现了GPS控制的自动报站的公交系统，虽然能间接解决问题，但是这种系统的成本太大，只适合我国一二线城市的运营，不能从根本上解决智能自动报站的问题，因此也未能实现全面普及。可随着智能化的普及，公交报站系统也应该趋于更加智能化。很多智能化的技术已经开始渗透到我们的生活中，像智能家电、智能手机，再或者像Siri智能语音、人工智能家居、自动驾驶无人机大数据、智能信息处理等[1]，智能化在不断推进社会的进步。
那么如何将智能化和公交系统相关联呢？如何让公交系统更智能化？这就是本论文设计要研究的公交智能报站系统。智能化公交系统主要的目的是为了缓解交通压力，倡导绿色出行的目的。这样的系统有以下几大好处：其一，对于乘客尤其是外来人口坐车时，可以更加方便的提供给乘客所需要的信息，在减少各种不必要的失误的情况下，提高生活效率；其二，对于司机来说，可以更加专心的开车，保证乘客安全。之前按键式的报站，在人工操作上偶然会出现失误，尤其是路况复杂的地方，更是容易引发交通事故，为了尽量避免这样的隐患，智能报站系统尤为重要。
目前的公交车，都是采用手动报站的模式，智能化报站还未实施。本设计公交车智能报站系统，能够自主完成报站，随时显示到站信息，这样一方面可以让乘客随时随地了解车辆位置情况，另一方面可以减轻司机的操作压力让车辆中乘客在车辆行驶中，减少交通事故发生的几率。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
我国公交车早期通过调度法人工运行，达到下一个站点了解上个站的目的，这就是智能公交车的雏形。随后，电子收费，智能报站，出行路线，GPS系统，通讯系统以及自动车辆定位等等都在不断的完善。和发达国家相比，我国公交车智能化研究相比比较晚，但近几年，国家也投入了大量的人力物力来完善这个版块。随着政府的大力支持，许多智能领域也开始了智能公交的研发，比如GPS全球定位系统、公交动态模型、公交自动刷卡检票、WIFI电子站牌以及自动检票机等，但依旧有很多不完善的地方。
智能公交系统是一种专门为新型智能公交所形成的一种新型交通运输系统，目前在欧、美等发达国家得到了广泛的应用[2]。我国目前以“智能、文明、和谐”为思想，大力完善城市公交系统。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景和研究目的 1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 2
1.3 本课题设计研究的主要内容和结构安排 2
2 公交系统方案设计 4
2.1公交车智能报站系统设计简介 4
2.2 系统硬件主要功能介绍 4
2.3 软件主要功能介绍 5
3 系统硬件设计电路 7
3.1 系统设计元器件的选择 7
3.1.1 测距传感器的选择 7
3.1.2 液晶显示的选择 7
3.2 单片机最小系统电路 8
3.2.1 Arduino简介 8
3.2.2 时钟电路设计 9
3.2.3 复位电路设计 9
3.2.4 单片机A *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
rduino简介 10
3.3 测距控制电路设计 11
3.3.1 光电测距传感器简介 11
3.3.2 测距控制电路设计 13
3.4 超声波测距电路设计 14
3.4.1超声波测距传感器简介 14
3.4.2 超声波测距传感器工作原理 14
3.4.3 超声波测距电路设计 15
3.5 语音播报电路设计 16
3.5.1语音播报简介 16
3.5.2 语音合成芯片与单片机的接线图 18
3.6 液晶显示电路设计 19
3.6.1 LCD12864液晶显示简介 19
3.6.2液晶显示与单片机的接线 20
3.7 按键电路设计 22
3.7.1 按键电路的选择与简介 22
3.7.2 独立式按键电路与单片机的接线 23
4 系统软件设计 25
4.1 系统软件总体设计方案 25
4.2 光电测距与语音播报子程序设计 27
4.3 超声波测距与语音播报子程序设计 28
5 系统测试与分析 30
5.1 系统硬件测试和软件测试 30
5.2 系统测试数据和分析结果 31
6 总结与展望 36
参考文献 38
致 谢 39
附 录A 41
附 录B 42
1 绪论
1.1 研究背景和研究目的
人类社会的进步同时伴随着交通工具的进步：从步行到自行车的发明，再到汽车、轮船、飞机的出现，人类用自己的智慧不断改善着生活。但随着生活水平的提高，交通工具剧增，交通压力也随之而来。人们外出需求的增加间接导致城市交通有严重的拥堵问题。
为了解决这个问题，我国在交通事业上投入大量的人力物力财力，但效果并不是很好。从根本上看，交通问题的根本在于交通工具的剧增，尤其私家车的数量。在很多一线城市，上下班高峰期更是惨不忍睹。为了改善这种情况，也为了倡导人们绿色出行，大力发展公交交通成为我国首推的一大政策，用公交车出行代替私家车，从根本上缓解交通压力。
当然，想要人们出行首要选择公交车，那么公交系统必须要足够的完善，足够便利人们的生活。我国近几年的公交政策一直在不断的完善：从早期需要售票员售票报站到如今的刷卡系统的完善，已经是极大的进步。但在报站系统这块，似乎一直都无法得到完善。之前人工报站存在很多方言误差，之后单片机和智能语音的出现，逐渐让报站系统更加智能化。同时也出现一些问题：报站系统是由司机操作完成的，这样在某种程度上增大了司机的工作量，而且在车辆行驶中操作，存在安全隐患。
国外目前出现了GPS控制的自动报站的公交系统，虽然能间接解决问题，但是这种系统的成本太大，只适合我国一二线城市的运营，不能从根本上解决智能自动报站的问题，因此也未能实现全面普及。可随着智能化的普及，公交报站系统也应该趋于更加智能化。很多智能化的技术已经开始渗透到我们的生活中，像智能家电、智能手机，再或者像Siri智能语音、人工智能家居、自动驾驶无人机大数据、智能信息处理等[1]，智能化在不断推进社会的进步。
那么如何将智能化和公交系统相关联呢？如何让公交系统更智能化？这就是本论文设计要研究的公交智能报站系统。智能化公交系统主要的目的是为了缓解交通压力，倡导绿色出行的目的。这样的系统有以下几大好处：其一，对于乘客尤其是外来人口坐车时，可以更加方便的提供给乘客所需要的信息，在减少各种不必要的失误的情况下，提高生活效率；其二，对于司机来说，可以更加专心的开车，保证乘客安全。之前按键式的报站，在人工操作上偶然会出现失误，尤其是路况复杂的地方，更是容易引发交通事故，为了尽量避免这样的隐患，智能报站系统尤为重要。
目前的公交车，都是采用手动报站的模式，智能化报站还未实施。本设计公交车智能报站系统，能够自主完成报站，随时显示到站信息，这样一方面可以让乘客随时随地了解车辆位置情况，另一方面可以减轻司机的操作压力让车辆中乘客在车辆行驶中，减少交通事故发生的几率。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
我国公交车早期通过调度法人工运行，达到下一个站点了解上个站的目的，这就是智能公交车的雏形。随后，电子收费，智能报站，出行路线，GPS系统，通讯系统以及自动车辆定位等等都在不断的完善。和发达国家相比，我国公交车智能化研究相比比较晚，但近几年，国家也投入了大量的人力物力来完善这个版块。随着政府的大力支持，许多智能领域也开始了智能公交的研发，比如GPS全球定位系统、公交动态模型、公交自动刷卡检票、WIFI电子站牌以及自动检票机等，但依旧有很多不完善的地方。
智能公交系统是一种专门为新型智能公交所形成的一种新型交通运输系统，目前在欧、美等发达国家得到了广泛的应用[2]。我国目前以“智能、文明、和谐”为思想，大力完善城市公交系统。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/1177.html
