基于gps公交站臺自動報站系統的研究畢業論文(更新版)

　　

【正文】 些數據包括 : （ 1）定位數據 :經緯度、速度、方向、時間、定位模式、幾何精度因子等 。它的定位精度可達到系統的要求l0m之內。芯片采用 CMOS技術，內含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、自動靜噪、音頻放大器及高密度多電平閃爍存貯陣列。在系統的 RAM中開辟一個顯示緩沖區，需要顯示的內容都存入此緩沖區中，顯示模塊定時從顯示緩沖中提取數據送入顯示電路中，完成顯示功能。圖中，車輛狀態指車輛上行、下行、包車、班車、快車、加油等狀態。 W77E58內含 32KB Flash EPROM，工作電壓為 ，具有 1KB片上外部數據存儲器，當用戶應用時使用片上 SRAM代替外部 SRAM，可節省更多 I/O口。 51系列產品中主要包括 8031， 8051， 87051. 單 片 機CPU CPU 存儲器 LED LCD 鍵盤 GPS 電源 語音 GPRS 話筒麥克風 淮陰師范學院畢業論文 19 89058等。因此本方案中，當預測持續的時間超過數據丟失點到前方總站的行駛時間 (通常小于單程時間 )時，即停止使用預測算法，轉而依賴數據的補傳，或采用傳統的人工服務，并采取相應的維護措施，檢查是否由于網絡原因或設備故障造成數據丟失。 淮陰師范學院畢業論文 17 圖 24 經驗速度沿采樣段和時間的分布 由圖中可以看出，不同的采樣段在高峰時段前后有著較低的經驗速度 (高峰期車流緩慢 )，車速低峰到來的時間不盡相同，相鄰采樣段具有某種時間上的繼承性等特點。為此在路段上設置采樣點。 硬件補償主要針對硬件來實現補償，使公交車輛還能正常的進行運營，硬件補償方法有如下幾種 : （ 1）車載終端設置若干運行狀態按鍵，由駕駛員在執行每項任務 (如上行、下行、加油、保修、報站、邊出站 )時按相應的按鍵，也即傳統的手工按鍵報站方式。 （ 3）長期丟失 :GPS數據丟失時間大于公交車的一個單程時間。 其中第一種通信故障在時間上和地理位置上都不具備相關性 。 GPS定位技術要求 GPS接收機所在的位置具備一些基本的定位條件 :至少接收到 4顆 GPS衛星的信號， GPS衛星的分布 (星座 )具有一定的幾何形狀限制，彼此之間應具有一定的 夾角。 GPS能夠以不同的定位定時精度提供服務，從亞毫米、毫米到厘米、分米、亞米及米和十幾米的定位精度都有可供選擇的定位方法。 接收機時鐘差 :接收機時鐘與標準的 GPS系統時間之差，一般可達 65 1010 ?? ? 秒 。另一種求解用戶速度的方法是 :知道用戶在不同時間的三維位置，用三維位置的差除以所經過的時間，求解用戶的三維運動速度。 實際上，用戶接收機一般不可能有十分準確的時鐘，它們也不與衛星鐘準確同步，因此用戶接收機測量得出的衛星信號在空間的傳播時間是不準確的，計算得到的距離也不是用戶接收機和衛星之間的真實距離，這種距離叫做偽距 離。類似地，如果再有一個以衛星 S3為球心， R3為半徑的球 C3，那用戶的位置也必定在 C2和 C3這兩個球面的交線 L2上。例如，利用望遠鏡和測角設備的經緯儀測量北極星的高度角可以確定某一點在地球上的緯度，測量同一個恒星過格林尼治天文臺和當地的時間差可以確定經度，是一種絕對定位。應用 GPS進行絕對定位，根據用戶接收機天線所處的狀態不同，又可分為動態絕對定位和靜態絕對定位。 淮陰師范學院畢業論文 9 全球衛星定位的基本原理 GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為己知的起算數據，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。在用機外電池的過程中，機內電池自動充電。 車載型接收機屬于導航型接收機，這種接收機主要用于運動物體的導航，它既可以實時給出物體的位置和運行速度。 GPS接收機主要由 GPS接收機天線， GPS接收機主機及電源組成。每顆 GPS衛星所播發的星歷，是由地面監控系統提供的。對于地面觀測者來說，每天將提前 4分鐘見到同一顆 GPS衛星。缺點 :定位精度依賴于定位衛星的數目，這個數目依賴于地理環境 。它應用于智能公交系統是用來準確定位公交車輛的位置，車輛根據 GPS定位數據來進行自動服務。 ，實用，經濟性 。它的服務主要面對乘客與駕駛員來進行考慮，在人們的出行生活中起著尤為明顯的作用。 最初的應用是為了解決汽車文明帶來的日益嚴重的城市交通問題。 作者簽名： 日 期： 淮陰師范學院畢業論文 2 學位論文原創性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業設計（論文）的規定，即：按照學校要求提交畢業設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數字化或其它復制手段保 存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 淮陰師范學院畢業論文 3 摘 要： 車載衛星定位系統，又稱自動車輛定位系 統，對它的研究起始于二十世紀七十年代。s development is using GPRS technology that has high speed of kbps to change the GSM part .After that the Global Positioning System of vehicles will of errealtime application. Key Words:Global Positioning System of vehicles， GPRS munication system. 淮陰師范學院畢業論文 4 目 錄 1 緒論 3 2 第二章 GPS 系統的定位原理與基礎 32 參考文獻 智能公交服務系統是目前解決公共交通服務問題較為有效的手段，另外對減少車輛擁擠、提高運行的安全性和有效性有著非常重要的意義。 。 GPS車輛定位的優點 GPS在各行領域應用十分廣泛，比如測量，航空等。 經濟實惠，利用這種技術只需要一個 GPS接收機便可以了。在兩萬公里高空的 GPS衛星，當地球對恒星來說自轉一周時，它們繞地球運行二周，即繞地球一周的時間為 12恒星時。衛星的位置是依據衛星發射的星歷淮陰師范學院畢業論文 8 (描述衛星運動及其軌道的參數 )算得的。對于陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量 GPS信號的接收設備，即 GPS信號接收機。在車載 GPS智能終端系統中，把天線放置在車頂可以有比較好的定位效果。設置機內電池的目的在于更換外電池時不中斷連續觀測。本系統采用的接收機可以達到其要求。在實際工作中，我們把直接確定信息、事件和目標相對于參考坐標系統的坐標位置測量稱之為絕對定位，而把確定信息、事件和目標相對于坐標系統內另一已知或相關的信息、事件和目標的坐標位置關系稱之為相 對定位。 一般來說，絕對定位的概念比較抽象，涉及的技術比較復雜，定位精度也難以達到很高，而相對定位概念比較直觀具體，實現的技術較為簡單、直接，高精度也容易實現一些。同樣，若用戶到衛星 S2的真實距離為 R2，那么，用戶的位置也必定在以 S2為球心， R2為半徑的另一球 C2上，用戶的位置既在球 C1上，又在球C2上，那它必定處在 C1和 C2這兩球面的交線 L1上。 從上面的分析看出，從原理上說，有三個衛星至測站的距離，就可實現三維坐標的定位。根據這個變化，用戶便可以算出自己的三維運動速度，這就是 GPS測速的基本原理。 淮陰師范學院畢業論文 12 GPS衛星定位的主要誤差來源 一般來說，產生 GPS衛星定位的主要誤差按其來源可以分為以下三類 : 與衛星相關的誤差 軌道誤差 :目前實時廣播星歷的軌道三維綜合誤差可達 1020m 衛星鐘差 :由廣播星歷的鐘差方程計算出來的衛星鐘誤差一般可達 1020ns,引起等效距離誤差小于 6m 衛星幾何中心與 相位中心偏差 :可以事先確定 與接收機相關的誤差 接收機安置誤差 :先確定即接收機相位中心與待測物體目標中心的偏差，一般可事先確定。同時也提供衛星鐘差、電離層延遲的精密事后修正數據，利用這些數據，人們可以進行多種精密定位和定時。 GPS數據丟失原因 車輛在運行過程中，不可避免地會產生 GPS數據丟失的現象，導致這種數據丟失主要有以下幾個原因。 。 （ 2）中期丟失 :GPS數據丟失時間大于 1分鐘而小于公交車的一個單程時間 (通常為 40分鐘 90分鐘 )。本論文分別研究出了硬件與軟件補償的方案。 硬 件 補 償發 生 丟 失敏 感 區 域預 測 內 插中 期 丟 失繼 續 內 插 ， 等待 補 傳長 期 丟 失轉 入 正 常 運 行獲 得 補 傳停 止 內 插 ， 報故 障 ， 等 待 補傳否否否否否否否否否 圖 22 軟件補償方案選擇的一般流程 淮陰師范學院畢業論文 16 預測內插的算法是基于數據丟失點的位置和歷史數據 (車輛在 1天中相同時段在相同路段的經驗速度等 )進行的，算法的描述如下： 經驗速度 為在丟失定位數據的情況下預測車輛的位置，先分析車輛在該路段的速度，而這一速度通常在路段上是連續變化的。如 圖 24所示。當預測點與計算的基點在時間上間隔越長時，預測結果就變得越不可信。目前市場上單片機的生產廠商很多，其中 51系列單片機的應用比較廣泛，并且其開發手段也比較簡單，是工業檢測、控制領域中的最理想的 8位單片機。由于采用全靜態 CMOS設計， W77E58能夠在低時鐘頻率下運行。第一種為時間畫面圖 32。顯示車輛在進出站信息，有時也顯示一些廣告、旅游等信息。 ISD4004系列工作電壓 3V，單片錄放語音時間為 16分鐘，音質好，適用于移動電話機及其它便攜式電子產品中。 就是負責定位功能的實現，采用臺灣鼎天的 REB21R。信息發送是將車載終端定位功能模塊獲得的各種數據，通過它傳送到監控中 心，監控中心又分發給電子站牌等各相關職能單位。 (2)支持中、高速率數據傳輸，可提供 。 SIM100集成了完整的射頻電路和 GSM的基帶處理器，適合于開發 GSM/GPRS的無線應用產品，如無線數據傳輸業務，無線公用電話 、無線商務電話、監控、調度、車載、遙控、遠程測量、定位和導航等系統和產品，應用范圍十分廣泛。另預留 2個 EIARS232/485串行口，用于需要串口連接的設備。 自適應選擇開關 12V 開關降壓處理 24V 開關降壓處理 線性穩壓 淮陰師范學院畢業論文 25 第四章車載終端軟件的研究與設計 軟件設計概述 車載終端用 C語言進行編程寫入控制芯片 CPU:單片機 C51，以 KEL為 C語言的編譯器進行開發。支持音量調節等 功能而且單片機具有機器學習的功能。 車載終端的 CPU讀取配置于 EPROM中的站臺信息，同時接收 GPS接收機傳過來的位置、時間、速度等即時信息，由 CPU將其與站臺觸發點位置進行比較，吻合時發出觸發信號進行報站，通過語音和顯示向車內乘客報站。而且這些觸發點被做上標記，賦予更高的優先級，駕駛員在操控機器學習或修改觸發點時，不允許對這類觸發點進行修改。它由多個模塊組成方可實現報站的功能。 檢查上傳當前位置信息是否收到，收到時則依據當前有效的 GPS定位信息，生成一條上報位置信息，并設置發送標記。在這些格式中，能表示速度的有 GPGSA和 GPRMC兩種格式，能表達時間、經緯度、方向的有 RMC, GGA, GLL。 應答消息 :車載終端和控制中心收到對方發來的需要應答的消息時，都要盡快發送應答消息，應答消息不使用重發機制。 （ 4）線路配置消息 :更新其線路配置消息，比如判斷進出站的最小距離之類，放于配置文件中 ，生成一條回應信息。并且在判斷到達站臺或離開站臺的情況時，向控制中心發送到站或出站消息。以單片機 CPU為核心，針對本系統所選用的器件，研究并設計了一套電路，并對系統設計中的關鍵問題進行了研究，包括車載終端主要控制電路的連接，完成了系統車載終端硬件的設計。 ，消除自動服務的差錯，如