基于GPS的公交車自動語音報站系統研究

摘要：闡述一種報站系統的研制，采用GPS衛星定位技術，通過GPS接收機接收GPS工作衛星的導航信息，從而解算出車輛目前的經、緯度等信息，而后將其與站點信息相比較，利用站點經緯度信息作為觸發條件，自動、準確地播報站名、服務用語，并提供廣告等增值業務。

關鍵詞：GPS 公交車 報站系統 PM66 語音合成

隨著城市的擴建，現在的交通系統也有了很大的發展，人們生活節奏的加快，公共交通問題顯得日益重要智能公交服務系統對減少車輛擁擠、提高運行的安全性和有效性有著重要的意義，同時也是解決公共交通服務問題較為有效的手段。它在人們的出行生活中起著尤為明顯的作用，它的服務主要面對乘客與駕駛員來進行考慮，GPS自動語音報站器正是為此考慮而產生的。

1 系統實施方案

GPS語音自動報站系統結構框圖如圖1所示，通過GPS接收機接收GPS工作衛星的導航信息，從而解算出車輛目前的經、緯度等信息，而后將其與站點信息相比較，利用站點經緯度信息作為觸發條件，自動、準確地播報站名、服務用語，并提供廣告等增值業務。

經過市場調研確定MCU核心模塊使用指令系統與MCS-51完全兼容的STC12C5A60S2單片，該單片機高速、高可靠，強抗靜電、強抗干擾，低功耗、超低價，單機器周期指令系統且程序無法破解。為了減少成本，顯示模塊采用了實驗室常用的共陽LED數碼管，采用動態掃描方式。為了正確指示報站器的工作狀態，在顯示模塊上加了指示LED小燈。按鍵就采用實驗室常用的輕觸點按鍵，采用獨立式按鍵接口，程序掃描方式。

語音模塊采用了性價比較高的PM66，PM66系列是中青世紀科技公司于2009年推出的一款智能語音產品。該系列芯片在使用方式及外部電路上基本可以和PM50系列兼容，但較PM50具有錄音時間更長，放音音質更佳的優勢，是一個整合了錄放音電路，快閃存儲，ADPCM編、解碼器，功率放大器，穩壓器等線路的全功能錄放系統。因為我們已經把它包裝成標準的COB-28管腳，所以使用者可以很方便的將PM66設計整合到需要錄放音的場合上，只需接上電源、喇叭、按鍵，PM66就是一個獨立的聲音播放系統。

GPS接收模塊采用鼎天國際股份有限公司（RoyalTak）生產的REB-3571LP，該GPS模塊是鼎天公司新一代產品，采用最新的SiRF Star III芯片，低功耗，體積小，20通道，與MCU接口簡單，用串口通信，TTL電平輸出，定位精度小于10米。

由于公交車的電源電壓一般為直流12V或24V，系統中功放可以直接使用公交車上的功放，由12V或24V供電；其他的各模塊都得使用5V電壓，所以電源模塊主要解決12V或24V到5V的降壓，并且要提供最夠的電流驅動模塊。LM2567系列的穩壓器是單片集成電路，能提供降壓開關穩壓器的各種功能，能驅動3A的負載，有優異的線性和負載調整能力。這些器件的固定輸出電壓有3.3V，5V，12V，15V及可調整輸出的型號。這些穩壓器內部含有頻率補償器和一個固定頻率振蕩器，將外部的元件的數目減到最少，使用簡便。

2 各個模塊MCU控制編程

系統上電運行后，開始搜索GPS信號，一旦搜索到GPS信號后，LED指示燈指示GPS信號正常，就開始進入正常工作狀態。首先載入上次運行的線路參數，并指示上行還是下行，其次是把GPS時間在數碼管上顯示出來。下面進入待機狀態，等待按鍵或是經、緯度觸發。整個流程圖如圖2所示。

本系統雖然采用的是GPS自動報站技術，但有時會有GPS信號接收不到的情形，所以增加了人工干預報站功能，增加了按鍵。按鍵采用程序掃描方式，把按鍵程序和顯示程序一起作為主程序。

傳統的語音報站器的站點語音都是請專人在錄音棚錄制，而后經過剪輯再下載到報站器里面。這樣就給報站器后期的升級及維護帶來麻煩，如該公交要換線或是改某幾個站名，則得再次請人錄制語音，無疑增加了成本，費時費力。

語音合成技術TTS（Text-To-Speech），可以使計算機象人一樣將提供的文字通過放音設備讀出來，或者轉化為WAV 或其它格式的語音文件存儲起來。

本系統中采用了捷通華聲語音合成技術（簡稱jTTS），捷通華聲語音合成技術具有連續流暢、自然度高、音庫大小可調節、音色可轉換的特點，并且特別支持中英文的混讀，使TTS可以更加廣泛地應用于現代文本的閱讀和電子郵件的閱讀。

對GPS的編程主要是解讀GPS數據，取出時間、速度及經、緯度信息，然后與站點的經、緯度進行比對，以此來判斷是否到站，是否播放語音。整個系統的運行流程圖如圖3所示。

3 結論

本系統徹底改變傳統公交車語音報站器必須由司機操控的落后方式，采用先進的衛星定位技術與大規模語音合成技術的方式，進站、出站自動播報站名及服務用語。它將為公交車的管理人員和乘客帶來福音，是公交車語音報站的一項技術革命，準確、及時、完全不需要人工介入，同時也將為公交企業和社會帶來較大的經濟和社會效益。

參考文獻：

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