苏州经贸学院
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国内外的发展形势 ................................................................................... 2
1.1.1国外的研究现状 ..................................................................................... 2 1.1.2 国内的发展现状 .................................................................................... 2 1.2 课题研究的内容及目标 .................................................................................. 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 3.1.2 JHD162A液晶显示电路 ....................................................................... 8 3.1.3 ISD1700S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 .............................................................................. 12
4.1主程序流程图 .......................................................................................... 12 4.2语音模块子程序 ...................................................................................... 14 4.3 JHD162A液晶显示子程序 .................................................................... 15
第五章 系统校验 ........................................................................................................ 16
5.1系统仿真 ......................................................................................................... 16
5.1.2仿真实现流程 ....................................................................................... 16 5.2系统运行结果截图 ......................................................................................... 17
5.2.1开机界面 ............................................................................................... 17 5.2.2接收信号后 ........................................................................................... 17
第六章 总结与展望 .................................................................................................. 21
6.1总结 ................................................................................................................. 21 6.2展望 ................................................................................................................. 21 致谢 .............................................................................................................................. 22 参考文献 ...................................................................................................................... 23 附录 .............................................................................................................................. 24
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摘要
智能公交系统是智能交通系统的重要研究内容，本论文设计了一种基于GPS定位的公交车自动报站系统，它利用GPS进行数据采集，获得车辆位置信息，并结合语音播放技术，根据公交车所处的位置进行自动报站、温磬提示等语音服务。它可以彻底改变传统公交车语音报站必须由司机操控才能工作的落后方式，完全不需要人工介入，实现公交车报站的完全智能化。该系统是以GPS定位技术为基础来实现自动定位，从而提供自动报站服务。
关键词：GPS；自动报站系统； AT89C51
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前言
从1831英国人沃尔特·汉考克为他的国家制造出了世界上第一辆装有发动机的公共汽车起，到今天，公交车已经历经了将近200年的发展过程。从最初的“闷罐头”到如今配套的空调系统；从专人售票到无人售票；从人工报站到半自动语音报站，公交车向着越来越人性化的方向发展。可是目前存在的一个问题，半自动语音报站系统需要由司机在车子进出站的时候人工操作，由于这两个时间点往往是路面情况最复杂的时刻，因此也给行驶中的车辆带来了安全隐患。论文的目标就是彻底抛弃人工操作，实现公交进出站的全自动语音报站。利用AT89C51单片机、ISD1700系列语音芯片、JHD162A LCD液晶模块来实现所需要的功能。
单片机体积小，重量轻，具有很强的灵活性而且价格便宜，得到越来越广泛的运用，例如工业控制领域、家电产品，智能化仪器仪表，计算机外部设备，特别是机电一体化产品中都有重要的用途。20世纪80年代中期，Intel公司将8051内核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就变成有众多制造厂商支持的，发展出上百个品种的大家族。到目前为止，其它任何一个单片机系列均未发展到如此的规模。正因为51单片的运用是如此广泛，因此学习单片机的运用是非常重要的。学好单片机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离不开单片机种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，再去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其它进阶微处理器的一个台阶。
本次设计的课题是“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芯片实现站台的自动识别，通过单片机对液晶模块及语音模块的综合控制实现全自动语音报站的功能。
本次设计以Keil C51开发环境为编程平台进行代码的编译和运行，并在Proteus上进行仿真。
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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，不论公交车采用的是内建GPS芯片或是用外接GPS模块作为解决方案，将无可避免地提高公交车成本，也影响消费者购买的意愿；最后，目前具有提供整合GPS芯片与无线通信技术的公司仍屈指可数，且公交车制造大厂是否愿意采用现有的解决方案，或是另外自行开发仍是未定之数。
通过近20年的发展，GPS产品已逐渐转变为消费电子产品，且所能应用的范围已扩展到日常生活中的通信、PDA、定位信息等。不过，以现阶段来看，由于 GPS接收机的单芯片化技术、价格以及市场应用服务等仍未臻成熟，因此，在乐观地看待此市场发展时，诸如GPS IC设计的技术是否能达到公交车或PDA所需的最小体积、成本是否能降低以及内建GPS的新公交车系统是否能引起消费者的青睐等问题，仍必须审慎地深入评估。 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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