公交实时报站系统设计【字数：9176】
智能报站系统，即方便乘客随时随地了解公交车的位置等相关信息是目前公共交通系统研究的重要内容之一，本次课题设计了一种能方对公交车的实时位置信息的进行播站的报站器，这种系统基于GPS模块，通过对GPS模块数据的采集来获取用户所需要的相关位置信息，例如速度，站点等信息，另外通过温湿度模块以及时间模块给乘客提供温湿度时间等信息。并且通过与语音模块的结合，可以及时有效的播放到站信息，便于乘客上下车。该系统设计的主要目的是改进一些偏远城市的报站方式，利用智能报站系统降低人工成本进而提高经济效益。
Key Words:Audio Prompt;Automatic station reporting system;LCD;Microcomputer 目录
第一章 概述 1
1.1 课题研究意义 1
1.2 课题研究的内容及目标 1
第二章 总体方案设计 3
2.1系统整体框架结构 3
2.2 单片机的选型 3
2.3音频芯片的选型 4
2.4 温湿度模块的选型 5
2.5 时钟模块的选型 5
2.6 显示模块的选型 5
2.7 位置模块的选型 6
第三章 系统硬件设计 7
3.1 单片机的最小系统 7
3.2 显示电路的接口电路设计 8
3.3 音频电路的接口电路设计 10
3.4 位置电路的接口电路设计 10
3.5温湿度的接口电路设计 11
3.6 时钟的接口电路设计 12
3.7 系统整体电路图 13
第四章 系统软件设计 15
4.1主程序设计 15
4.2音频模块子程序设计 16
4.3 液晶显示子程序设计 17
4.4 温湿度模块子程序设计 18
4.5 时钟芯片子程序设计 18
第五章 系统调试 20
第六章 总结与展望 23
6.1总结 23
6.2展望 23
参考文献 24
致谢 25
第一章 概述
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
1.1 课题研究意义
21世纪以来，随着经济的快速发展，城市的规模越来越大，人口密度也急剧上升，伴随着人口密度的上升，人们的生活节奏明显加快，人们对出行方式效率需求迅速增加，而短时间内无法通过大规模提高道路承载量来方便人们开车出行，而轻轨、高铁等交通设施建设的时间较长，无法有效在短时间内将轨道线遍及人们常驻点。而城市的人口规模只会越来越集中，城市现存的交通设施远远满足不了人们的出行效率。
相关学者通过研究外国一些发达国家交通运输发展的历程，提出了优先发展城市公共交通的方法，通过提高公交车数目来提高乘车效率。由于公交车辆的增加，对公交车辆的改进就成了迫切需要解决的问题。
当前公交车存在的最主要的问题就是报站方式落后，其报站方式也迫切需要改革。以前旧式的报站系统是由乘务人员进行口头报站或者司机在每次公交车入站的时候进行手动报站，其耗费巨大的人力，且容易让司机分神，易引发事故。本课题研究的就是让报站避免人工操作，让报站变得智能化。主要是通过单片机与GPS，音频芯片，LCD相结合，使得乘客能及时了解到公交车的行驶状况，所到站点信息。便于市民出行，能为市民提供更加完善的服务，并且能解决旧式报站对于人力资源的浪费。
1.2 课题研究的内容及目标
根据我国公交车报站现状，其中大部分还是采用公交司机或者乘务员人工报站的方式。为了减轻人工成本来进一步提高经济效益，本课题要求设计一款利用GPS的定位功能，设计一款能让公交车进行自动实时报站的报站器。通过单片机收集GPS所提供的位置信息，然后将该信息通过液晶屏显示出来，并通过音频系统播报当前到达的站点信息。利于乘客知晓当前车辆的运行位置。该课题实现可以改变以前依赖人工报站的方式，将其变为智能化报站，以提高公交系统便利性。
该系统的核心主要是全球卫星实时定位技术，随着GPS技术的发展，将扭转公交车需要利用司机或者乘务员进行人工报站的形式，在公交车进出站，到达指定站点时能实现无人工的智能报站，还能提供汽车速度，周围温湿度等信息，进而方便市民出行，极大地提升便民性。
1.3小结
本章节主要时介绍了实时报站系统设计的背景，目的，意义和主要用来解决哪些问题，简要的描述了该系统主要要求实现的功能。
第二章 总体方案设计
2.1系统整体框架结构
该系统主要有两部分组成：主控制电路以及外围电路。主控制器是单片机，外围电路是温湿度模块，时钟模块，位置模块等芯片，用于提供课题的要求。将外围电路这些模块的信息输出给MCU进行处理，并且通过音频模块和显示模块输出。考虑到有些地方GPS信号偏弱，所以在设计时有两钟操作模式：（1）人工报站模式；（2）自动报站模式。在进行人工报站模式的时候，需要司机或者乘务人员手动按动按钮进行站点信息播报。在进行自动报站模式时，通过对比GPS实时的经纬度与单片机内部预存站点的经纬度进行对比，当达到指定经纬度范围之内即可实现一系列报站功能。
具体实现的功能如下：
当公交车到指定站点时，对当前站点进行播报，提醒乘客当前所在站点位置。
在公交车前往下一站的途中，液晶屏会显示距离下一站的位置距离，公交车目前的行驶速度，以及预估到达下一站点的时间。
液晶屏显示时间日期。
液晶屏显示温度跟湿度。
其整体结构框图如图21所示：
图21 整体框架结构图
2.2 单片机的选型
目前作为主控制器的选择方案由两种，第一个是利用STC89C52单片机进行设计，第二个是基于FPGA的VHDL语言设计。
方案一：基于STC8952 MCU（单片机）设计
MCU（单片机）具有易操作上手，效能高等特点。当前关于单片机的学习资料非常丰富，而且在大学课程中也已经涉及到单片机，非常便于入手，而且也可以利用Proteus来进行对系统设计的验证。但是其内部存储资源有限，无法应付众多线程同时运行。
方案二：基于FPGA的VHDL语言设计
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第一章 概述 1
1.1 课题研究意义 1
1.2 课题研究的内容及目标 1
第二章 总体方案设计 3
2.1系统整体框架结构 3
2.2 单片机的选型 3
2.3音频芯片的选型 4
2.4 温湿度模块的选型 5
2.5 时钟模块的选型 5
2.6 显示模块的选型 5
2.7 位置模块的选型 6
第三章 系统硬件设计 7
3.1 单片机的最小系统 7
3.2 显示电路的接口电路设计 8
3.3 音频电路的接口电路设计 10
3.4 位置电路的接口电路设计 10
3.5温湿度的接口电路设计 11
3.6 时钟的接口电路设计 12
3.7 系统整体电路图 13
第四章 系统软件设计 15
4.1主程序设计 15
4.2音频模块子程序设计 16
4.3 液晶显示子程序设计 17
4.4 温湿度模块子程序设计 18
4.5 时钟芯片子程序设计 18
第五章 系统调试 20
第六章 总结与展望 23
6.1总结 23
6.2展望 23
参考文献 24
致谢 25
第一章 概述
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
1.1 课题研究意义
21世纪以来，随着经济的快速发展，城市的规模越来越大，人口密度也急剧上升，伴随着人口密度的上升，人们的生活节奏明显加快，人们对出行方式效率需求迅速增加，而短时间内无法通过大规模提高道路承载量来方便人们开车出行，而轻轨、高铁等交通设施建设的时间较长，无法有效在短时间内将轨道线遍及人们常驻点。而城市的人口规模只会越来越集中，城市现存的交通设施远远满足不了人们的出行效率。
相关学者通过研究外国一些发达国家交通运输发展的历程，提出了优先发展城市公共交通的方法，通过提高公交车数目来提高乘车效率。由于公交车辆的增加，对公交车辆的改进就成了迫切需要解决的问题。
当前公交车存在的最主要的问题就是报站方式落后，其报站方式也迫切需要改革。以前旧式的报站系统是由乘务人员进行口头报站或者司机在每次公交车入站的时候进行手动报站，其耗费巨大的人力，且容易让司机分神，易引发事故。本课题研究的就是让报站避免人工操作，让报站变得智能化。主要是通过单片机与GPS，音频芯片，LCD相结合，使得乘客能及时了解到公交车的行驶状况，所到站点信息。便于市民出行，能为市民提供更加完善的服务，并且能解决旧式报站对于人力资源的浪费。
1.2 课题研究的内容及目标
根据我国公交车报站现状，其中大部分还是采用公交司机或者乘务员人工报站的方式。为了减轻人工成本来进一步提高经济效益，本课题要求设计一款利用GPS的定位功能，设计一款能让公交车进行自动实时报站的报站器。通过单片机收集GPS所提供的位置信息，然后将该信息通过液晶屏显示出来，并通过音频系统播报当前到达的站点信息。利于乘客知晓当前车辆的运行位置。该课题实现可以改变以前依赖人工报站的方式，将其变为智能化报站，以提高公交系统便利性。
该系统的核心主要是全球卫星实时定位技术，随着GPS技术的发展，将扭转公交车需要利用司机或者乘务员进行人工报站的形式，在公交车进出站，到达指定站点时能实现无人工的智能报站，还能提供汽车速度，周围温湿度等信息，进而方便市民出行，极大地提升便民性。
1.3小结
本章节主要时介绍了实时报站系统设计的背景，目的，意义和主要用来解决哪些问题，简要的描述了该系统主要要求实现的功能。
第二章 总体方案设计
2.1系统整体框架结构
该系统主要有两部分组成：主控制电路以及外围电路。主控制器是单片机，外围电路是温湿度模块，时钟模块，位置模块等芯片，用于提供课题的要求。将外围电路这些模块的信息输出给MCU进行处理，并且通过音频模块和显示模块输出。考虑到有些地方GPS信号偏弱，所以在设计时有两钟操作模式：（1）人工报站模式；（2）自动报站模式。在进行人工报站模式的时候，需要司机或者乘务人员手动按动按钮进行站点信息播报。在进行自动报站模式时，通过对比GPS实时的经纬度与单片机内部预存站点的经纬度进行对比，当达到指定经纬度范围之内即可实现一系列报站功能。
具体实现的功能如下：
当公交车到指定站点时，对当前站点进行播报，提醒乘客当前所在站点位置。
在公交车前往下一站的途中，液晶屏会显示距离下一站的位置距离，公交车目前的行驶速度，以及预估到达下一站点的时间。
液晶屏显示时间日期。
液晶屏显示温度跟湿度。
其整体结构框图如图21所示：
图21 整体框架结构图
2.2 单片机的选型
目前作为主控制器的选择方案由两种，第一个是利用STC89C52单片机进行设计，第二个是基于FPGA的VHDL语言设计。
方案一：基于STC8952 MCU（单片机）设计
MCU（单片机）具有易操作上手，效能高等特点。当前关于单片机的学习资料非常丰富，而且在大学课程中也已经涉及到单片机，非常便于入手，而且也可以利用Proteus来进行对系统设计的验证。但是其内部存储资源有限，无法应付众多线程同时运行。
方案二：基于FPGA的VHDL语言设计
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