基于單片機(jī)的gps公交車報(bào)站系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書-資料下載頁

【導(dǎo)讀】本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論。文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫。的車站下車，如何知道這輛車開向哪里，途中還會(huì)經(jīng)過哪些車站。在一些需要提示乘客。注意的情況，比如車在轉(zhuǎn)彎需要注意，或者需要讓座等等，這時(shí)該怎么辦？準(zhǔn)確公交車報(bào)站器方案。利用凌陽SPCE061A串行口通信接收GPS模塊輸出的經(jīng)緯度信息，通過對(duì)比存。儲(chǔ)經(jīng)、緯度數(shù)據(jù)和相應(yīng)的站點(diǎn)名字。確認(rèn)公交車是否進(jìn)入設(shè)定站臺(tái)范圍內(nèi)，以達(dá)到自動(dòng)。其程序設(shè)計(jì)的方法。本設(shè)計(jì)解決了以住公交車報(bào)站系統(tǒng)人工操作不便、誤報(bào)站多、故障。時(shí)不報(bào)站等問題。

　　

【正文】 hhmmss 格式 2狀態(tài) A=定位 V=導(dǎo)航 3經(jīng)度 格式 4經(jīng)度方向 N 或 S 5緯度 6緯度方向 E 或 W 7速率 8方位敬愛（二維方向指向，相當(dāng)于二維羅盤） 9當(dāng)前 UTC日期 ddmmyy 格式 10太陽方位 11太陽方向 ⑤ 、 VTG 速度相對(duì)正北的方向 $GPVTG、 T、 M、 N、 4K*hhCRLF 1真實(shí)方向 相對(duì)方向 3步長(zhǎng) 4速率 例： $GPVTG,T,M,N,K*5F 字段 0： $GPVTG，語句 ID，表明該語句為 Track Made Good and Ground Speed（ VTG）地面速度信息 字段 1：運(yùn)動(dòng)角度， 000 359，（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） 字段 2： T=真北參照系 字段 3：運(yùn)動(dòng)角度， 000 359，（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） 字段 4： M=磁北參照系 字段 5：水平運(yùn)動(dòng)速度（ ）（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） 字段 6： N=節(jié)， Knots 字段 7：水平運(yùn)動(dòng)速度（ ）（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） 字段 8： K=公里 /時(shí)， km/h 字段 9：校驗(yàn)值 ⑥ 、 $GPGLL 例： $GPGLL,S,E,A*2D 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 19 字段 0： $GPGLL，語句 ID，表明該語句為 Geographic Position（ GLL）地理定位信息 字段 1：緯度 ，度分格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） 字段 2：緯度 N（北緯）或 S（南緯） 字段 3：經(jīng)度 ，度分格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） 字段 4：經(jīng)度 E（東經(jīng)）或 W（西經(jīng)） 字段 5： UTC時(shí)間， 格式 字段 6：狀態(tài)， A=定位， V=未定位 字段 7：校驗(yàn)值 ⑦ 、 ALM（歷書信息）格式 $GPALM、 1 1 11 1 *hhCRLF 如果板上的備用電池耗完，用此語句初始化信息 1在歷書下傳時(shí)能將歷書總數(shù)傳至 GPS 板上，當(dāng)發(fā)送歷書到 GPS 板上此字段可空或任意數(shù)。 2當(dāng)前歷書數(shù) 20 這個(gè)字段可為空或任意值； 3衛(wèi)星 PRN 數(shù)不清 0 到 32 4GPS 星歷數(shù) 5SV狀態(tài)，每個(gè)歷書的 1724 位 6離心率 7星歷參考時(shí)間 8傾角 9上升速率 10半軸 11近地點(diǎn)的末端 12節(jié)經(jīng)度 13近點(diǎn)離角 14Afo 時(shí)間參數(shù) 15 Af1 時(shí)間參數(shù) hh：語句末端的 hh 為該語句的校檢符，應(yīng)由用戶計(jì)算送給 GPS 25板，計(jì)算規(guī)則為：“ S”后的所有字節(jié)的 8 個(gè)計(jì)，每 4 個(gè)組成一個(gè) BCD 碼（ A、 B、 C 等應(yīng)用大寫）。 GPS 25 輸出，語句后均有校驗(yàn)位，用戶可通過它，驗(yàn)證結(jié)果。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 20 GPS 型號(hào)選擇 本系統(tǒng)采用 GPS 模塊 GS87， GPS 模塊 GS87 是一個(gè)高效能、低耗電的智能型衛(wèi)星接收模塊或稱做衛(wèi)星接收引擎，它采用美 國(guó)瑟孚 SiRF star III 公司所設(shè)計(jì)的第三代衛(wèi)星定位接收芯片，是一個(gè)完整的衛(wèi)星定位接收器具備全方位功能，能滿足專業(yè)定位的嚴(yán)格要求與個(gè)人消費(fèi)需求 。 產(chǎn)品特色 ： 采用 SiRF 第三代高效能芯片高靈敏度、低耗電量芯片 STAR III。具有 6 個(gè)針腳 ， 內(nèi)建 ARM7TDMI CPU 可符合客制需求 ， 具備快速定位及追蹤 20 顆衛(wèi)星的能力 ， 體積超小，僅 25 7公厘 ， 芯片內(nèi)建 200,000 個(gè)衛(wèi)星追蹤運(yùn)算器，大幅提高搜尋及運(yùn)算衛(wèi)星訊號(hào)能力 ， 內(nèi)建 RTCM SC104 DGPS 和 WASS/EGNOS 解調(diào)器 ，低耗電量 ， 具備有省電模式（ TricklePower）功能，以及在設(shè)定的時(shí)間才啟動(dòng)的定時(shí)定位（ Push– to– Fix）功能 。 支持 NMEA0183 版本規(guī)格輸出 GPGGA, GPGSA, GPGSV, GPRMC, GPVTG,GPGLL 可選 。 應(yīng)用范圍：車用導(dǎo)航、航海導(dǎo)航、艦隊(duì)管理、基地服務(wù)、自動(dòng)駕駛、個(gè)人導(dǎo)航、旅游設(shè)備、 軌跡設(shè)備、系統(tǒng)及繪圖應(yīng)用程序 。 適用范圍 海拔高度 : 60,000 英尺 速度 : 1000 海里 定位時(shí)間 最多可同時(shí)接收 20 個(gè)衛(wèi)星 接收碼 : L1， C/A 碼 更新速率 : 1HZ 時(shí)間標(biāo)示： 1 脈波 /秒 , GPS 時(shí)間 +/ 秒誤差 支持通訊協(xié)議： NMEA0183 版本規(guī)格輸出及 SiRF 二位編碼 芯片內(nèi)建 200,000 個(gè)衛(wèi)星追蹤運(yùn)算器 運(yùn)算程序： ARM7/TDMI 處理速度： 50 MHZ 內(nèi)建閃存 1Mb 最低追蹤信號(hào)感度： 159dBW 尺寸： 7公厘 重量： 2g 操作溫度： 10℃ to + 60℃ 存放溫度： 20℃ to + 85℃ 操作濕度： 5% to 95% 無壓縮條件下 工作電壓：輸出公率 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 21 操作電流：低于 80mA (無天線 、外接 mmcx) 位置精準(zhǔn)度 Autonomous: 10 公尺 2D, RMS SBAS: 7 呎 , (二維、 RMS, WAAS 修正范圍 ) 差分修正輸入 (DGPS)： 15 公尺 CEP 定位時(shí)間（平均值） 重新抓取： 秒 熱開機(jī)： 1 秒 暖開機(jī)： 33 秒 冷開機(jī)： 36 秒 GS— 87引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 圖 .4GS— 87 引腳結(jié)構(gòu)圖 1 、 VCC_5V ? 端 2 、 TXA 串行數(shù)據(jù)輸出端口 A（ CMOS 3V Level:Voh≧ Vol≦ Ioh=Iol=2mA） 。 RXA 串行數(shù)據(jù)輸入端口 A（ CMOS 3V Level： Vih≧ *VCC Vil≦ *VCC） 。 4 、 RXB 串行數(shù)據(jù)輸入口 B（ CMOS 3V Level： Vih≧ *VCC Vil≦ *VCC） GND 接地電源接地 6 、 TIMEMARK / RESET TIMEMARK： 1PPS 時(shí)間標(biāo)記輸出（ Vil≦ 、 脈沖 寬度為 10ms）。 RESET：復(fù)位輸入（低電平有效） 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 22 GPS 接口電路模塊 由于電源電壓要求為 +177。 5%（即 +~+），因此模塊引腳 接系統(tǒng)的+5V 電源。由于該模塊無需初始化，上電后模塊即可自動(dòng)接收和發(fā)送定位數(shù)據(jù)，故不需要對(duì)其進(jìn)行控制操作，即系統(tǒng)不必向 GPS模塊發(fā)出控制指令。另外， GPS 模塊工作電源是 +5V，而 凌陽 SPCE061A單片機(jī)的 I/O 電壓為 +，所以在 GPS 模塊 與 凌陽 SPCE061A1單片機(jī)之間串接 27K 的保護(hù)電阻。具體硬件接口電路如圖 所示 C810 4C510 0uV S SIOB5IOB6IOB7IOB8IOB9IOB10VDDHV C C1T X A2R X A3R X B4G N D5R E S E T6G S _8 7+ 5VIO B 7IO B 1 027 K27 K 圖 GPS接口電 路 原理圖 按鍵模塊 由于凌陽 SPCE061A 單片機(jī) 具有可編程的 I/O 口，所以只需將要接按鍵的 I/O 口設(shè)置為帶下拉電阻的輸入口，按鍵的另一端接到高電平上即可。電路原理圖如圖 所示。 K2K3K4 K5 K6 K7K8K1V D D HIOB3IOB4IOB5IOB6 IOB8IOB9IOB11IOB12 圖 按鍵電路原理圖 各按鍵的功能定義如下： 1． 在公交車報(bào)站狀態(tài)： K1：逐次播放上行各站提示語，每按一次按順序播放一個(gè)。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 23 K2：逐次播放下行各站提示語，每按一次按順序播放一個(gè)。 K3：播放警告用語 “ 車輛拐彎，請(qǐng)注意安全 ” 。 K4：播放提示語 “ 車上有老弱病殘?jiān)谐丝?，?qǐng)讓座 ” 。 K5：播放娛樂音樂或廣告。 K6：進(jìn)入設(shè)置時(shí)間狀態(tài)。 K7：?jiǎn)⒂?GPS 自動(dòng)報(bào)站控制。 K8： 打開或關(guān)閉 LCD 顯示。 2． 在時(shí)間設(shè)置狀態(tài)： K K K K4：無效。 K5：接收 GPS 上的時(shí)間 K6：設(shè)置切換。 K7：增加。 K8：減小。 在啟用 GPS 自動(dòng)報(bào)站控制時(shí)，按 K1～ K K8 任意鍵，執(zhí)行該鍵的操作，并關(guān)閉串口接收 GPS 數(shù)據(jù)，啟用手動(dòng)報(bào)站方式。在播放語音時(shí)，按任意鍵可以停止播放。 第四章 數(shù)據(jù)壓縮語音處理 24 第四章 數(shù)據(jù)壓縮與語音 處理 由于本系統(tǒng)需要存儲(chǔ)大量站點(diǎn)信息、廣告、提示語和相應(yīng)的語音信息。因此要對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行壓縮處理，以便于降低系統(tǒng)硬件 的成本和提高數(shù)據(jù)處理效率。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與壓縮 在 GPS 自動(dòng)公交車報(bào)站器的系統(tǒng)中，識(shí)別車輛到達(dá)的 位置以及播報(bào)站名和顯示信息時(shí)，需要對(duì)播報(bào)點(diǎn)的語音編碼、文字信息、經(jīng)緯度坐標(biāo)、方向、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)存 儲(chǔ) 。為了節(jié)約存儲(chǔ)空間， 必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 處理與壓縮。 語音壓縮與處理 SPCE061A 單片機(jī)的性能適合數(shù)字語音處理，內(nèi)置 10 位 ADC 和 10位 DAC、內(nèi)置 MIC放大器和自動(dòng)增益功能 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 CPU 時(shí)鐘最高達(dá) 49MHz， 16 位乘法器和內(nèi)積運(yùn)算，有能力執(zhí)行復(fù)雜壓縮算法，備運(yùn)算速度高的優(yōu)勢(shì)等。這些無疑 為語音播放提供了條件。 凌陽常用的音頻形式和壓縮算法： 1． 波形編碼： subband 即 SACM_A2020。 特點(diǎn)：高質(zhì)量、高碼率，適于高保真語音 和 音樂。本方案采用該編碼方式。 2． 參數(shù)編碼：聲碼器（ vocoder）模型表達(dá)，抽取參數(shù)與激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行編碼。如：SACM_S240。 特點(diǎn)：壓縮比大，計(jì)算量大，音質(zhì)不高，廉價(jià)。 3． 混合編碼： CELP 即 SACM_S480。 特點(diǎn)：綜合參數(shù)和波形編碼之優(yōu)點(diǎn)。 除此之外 ,還具有 FM 音樂合成方式即 SACM_MS01。 在此系統(tǒng)中，可由使用計(jì)算機(jī)預(yù)先將要播報(bào)的報(bào)站、廣 告、音樂、提示語等音頻信息錄制屬性為 ， 16 位，單聲道， 15KB/秒的 wav 格式語音文件，然后使用凌陽音頻壓縮工具將該音頻文件壓縮成 A2020 的凌陽音頻格式。最后利用凌陽 ResWriter工具將其燒錄到 SPR4096 存儲(chǔ)單元中。 第四章 數(shù)據(jù)壓縮語音處理 25 站點(diǎn)信息、廣告顯示與壓縮 LCD128 X64是一款自帶 中文字幕顯示 ，因此只需要在通過軟件把相應(yīng)的漢字轉(zhuǎn)換為液晶顯示模組的代碼 。本系統(tǒng)采用的是 DM（ Dot Matrix） Tool工具。該工具是 BMP圖像和字符編輯、字模數(shù)據(jù)生成工具； DM Tool擁有友好 的用戶界面，用戶可以方便地使用下拉菜單和快捷操作，完成對(duì) BMP圖像、字符的導(dǎo)入、編輯，以及數(shù)據(jù)生成操作。 DM Tool工具的主要功能如下： 1， 字符（漢字、 ASCII碼）導(dǎo)入； 2， 字符（漢字、 ASCII碼）編輯； 3， 單色 BMP圖像（小于或等于 240X240點(diǎn)）導(dǎo)入； 4， 單色 BMP圖像編輯； 5， 圖像、字符的字模數(shù)據(jù)生成； 6， 字模數(shù)據(jù)文件導(dǎo)出。 在 輸 入窗 口 （ Input Window ）當(dāng) 中輸 入 要轉(zhuǎn) 換 的字 符， 輸 入完 成 后 按“Ctrl”+“Enter” 將輸入的字符列入轉(zhuǎn)換列表當(dāng)中， 完成字符的字模數(shù)據(jù)導(dǎo)入。如圖 所示 圖 Edit Window 進(jìn)行轉(zhuǎn)換的字模輸入完畢后，需要生成字模數(shù)據(jù)的文件，這是在字模數(shù)據(jù)生成窗口（ Edit and Export 第四章 數(shù)據(jù)壓縮語音處理 26 Cchart file）完成的。如圖 ，選擇菜單項(xiàng) [File]—[Export CChar File...]選項(xiàng)，或者用工具欄中的導(dǎo)出字模數(shù)據(jù)工具（ Export），即可打開字模數(shù)據(jù)生成窗口，如圖 所示： 圖 字模數(shù)據(jù)生成窗口 導(dǎo)出的字模數(shù)據(jù)以 Word（字型）數(shù)據(jù)為基本單元， 并以數(shù)組的形式保存。字模數(shù)據(jù)導(dǎo)出時(shí)，可以導(dǎo)出一個(gè) .C 文件和一個(gè) .h 的頭文件，用戶可以直接把這兩個(gè)文件加載到用戶的工程中，供漢字顯示、位圖顯示使用。 GPS 信息壓縮與處理 由于我國(guó)陸地地處東經(jīng) 73 度到 136 度之間，所以在該系統(tǒng)設(shè)