基于單片機的公交車自動報站器的設計

杜春雨 遼寧錦州渤海大學工學院

基于單片機的公交車自動報站器的設計

杜春雨 遼寧錦州渤海大學工學院

本文選擇的技術包含了單片機以及無線遙控技術，完成了基于單片機的公交車自動報站器設計。從公交站臺中發射出來的微波信號將會被公交車接收，通過單片機對信號進行處理以及編碼驗證以后，到站信息就會通過語音模塊進行自動播放。這個到站信息播放的過程中沒有司機的加入，完全是無人報站的狀態，這對于公交車駕駛員而言，大大地減少了工作量，同時還保證了公交車到站信息的準確性以及安全性。本文設計與實現的基于單片機的公交車自動報站器對實際應用有著深遠的影響。

公交車 自動報站 單片機

目前公交車站報站器在很多方面仍然需要進行改進，傳統的公交車站報站器的報站操作是由駕駛員完成的，如果在設計報站器中只能夠通過手動開關的方式進行控制報站的話，那么這個報站器的控制操作只可以交給公交車駕駛員完成實現了，這種方式存在著很大的弊端，那就是工作效率比較低，而且對駕駛員的技術要求也比較高，駕駛員在手動操作報站的過程中需要做到同時考慮到開門以及關門等操作。由于駕駛員的這些簡單的操作直接影響著乘客的生命安全。作為乘客而言，更希望的是公交車站報站器可以自動地進行報站，對公交車當前所在的位置情況進行及時有效地報告。另外乘客們也希望可以在公交車中看到所謂的到站信息，這個顯示的功能就需要借助于液晶顯示器來實現，從而最終通過語音報站乘客們可以正確地把握當前公交車的行駛情況。如此一來，能夠使得乘客的出行時間得到大大地減少，而且公交車司機的工作任務也大大地減輕了，工作效率得到了很大的提高。除此之外，現今的社會是一個高科技技術的社會，各種微型單片機技術以及電子技術的發展已經取得了重大的成就，如果在報站器控制器中運用單片機技術，那么就能夠使得報站器更加地智能化以及高效化，對于改善人們的日常生活起到了很大的促進作用。

到目前為止，關于公交車自動報站的相關課題，人們設計了多種多樣的解決方案，其中具體包括了GPS技術，該技術就是所謂的衛星定位系統，根據GPS從而對車站的到站信息進行準確定位。然而這個基于GPS技術的解決方案，實現起來過于繁瑣，而且所投入的成本也很大，另外在GPS的推廣以及運用使用方面存在很多的難點。面對這些繁瑣的難點，許多的研究學者紛紛進行了實地的考研，最終發現通過無線遙控裝置同時運用單片機技術是最合理有效的解決方案，并且這個方案是可行的。基于該研究，最終設計與實現基于單片機的公交車自動報站器，同時通過對公交系統的測試發現，該方案是成功的。如果基于應用性分析的話，公交車自動報站器的設計實現也比較容易，并且會使得公交車駕駛員的工作任務大大地減少。

1 設備整體設計方案

設備的整體設計主要涉及到了公交車自動報站器設備，其中公交車自動報站器的組成部件包括了無線遙控發射器、語音存儲模塊、接收器、鍵盤顯示模塊以及主控制電路板等，公交車自動報站器設備總體結構圖如圖1所示。

公交車報站器的主要功能包括有：調節音量，語音報站，預報站點，通過LED將車站名稱顯示出來。

將無線遙控發射器安置在公交車站臺位置，如果公交車與站臺的距離在系統設置的范圍以內（其中這個距離范圍系統可以設置）就接收來自發射器發出的信號，然后進行編碼驗證，把驗證后的信號發送給主控制電路板。其中主控制電路板是由單片機控制的。控制信號發出的次序是由系統編寫的程序決定的，公交車報站的語音信息也是提前錄制好的，把語音信號輸入到功率放大電路中，語音被放大，接著就通過揚聲器將語音發出。此時公交車就會報出準確的到站信息。例如“某某站已到，請乘客準備下車，下一站是某某站”等。整個報站的過程，不需要任何的乘務員的參與，完全是自動的報站。

2 設備各組成部分設計

鍵盤操作在很多的單片機系統里充當著重要的作用，鍵盤和單片機的連接是通過接口電路實現的，對鍵盤的按鍵操作以及按鍵的信息掌握后，若進行按鍵操作，系統就會驅動對應的按鍵程序。其中關于鍵盤接口方式有很多，然而這個按鍵的操作過程形同于軟件結構。鍵盤上的每一個按鍵都是對應著固定的編號。

2.1 無線遙控收發模塊設計

無線遙控收發模塊中選擇的電路是PT2262與PT2272，而且該模塊的工作頻率選擇的是320MHz，這個工作頻率對其他的設備不會產生任何的干擾。遙控接收器電路原理圖如圖2所示。

圖2 遙控接收器電路原理圖

圖3 控制電路原理圖

圖4 公交車自動報站器程序設計流程圖

2.2 控制電路設計

本文的控制核心單片機的型號選擇的是來自凌陽的SPCE061A，而語音存儲模塊的器件選擇的是SPR4096，公交車自動報站器的控制電路原理如圖3所示。

當遙控信號被接收器接收以后，單片機就會接收該遙控信號，然后按照系統中你的程序，單片機會將接收的遙控信號和系統中存儲的信號進行編碼驗證，對應報站語音就會被調用出來，該報站語音是保存在語音存儲模塊中，而且在系統中是提前準備好的。單片機里面的D/A器件將語音轉換為模擬的語音。并且接著通過功率放大電路將該模擬語音信號放大，這樣揚聲器就能夠實現發聲了，同時運用LED顯示模塊將公交車的到站信息進行展示出來。如果發現報站信息出現錯誤的話，公交車駕駛員還可以按下操作鍵盤的開關，對公交車到站程序強行看更改。

2.3 程序設計流程

系統的設計的第一步是對設置初始化，這個初始化的過程就是要將公交車的起始位置確定下來，如果沒有其他的情況的話，公交車的起始位置是為公交車的起始站。當公交車在公路中行駛的時候，需要時刻檢測微波遙控信號。當公交車即將達到目的站點的時候，遙控信號就會被檢測到，在檢測的過程需要完成防干擾處理，其中的防干擾程序的編寫需要依據站臺編碼信號。從而能夠有效地防止當公交車快到站的時候由于遙控信號的接收而導致的程序混亂。然后就是需要編碼驗證遙控信號，比較存儲在單片機里面的編碼和遙控信號編碼，從而對語音模塊里面的語音信息的次序進一步確認，進而確保不出現報站錯誤的現象，還能夠有效地避免由于多個公交車同時到站所帶來的干擾。如果有其他的特殊或者是意外情現象發生，司機只要將開關按鍵按下，就能夠將報站程序強行修改另外還可以讓公交車發送出固定的語音信息，當意外問題得到解決以后，新的站臺信號就會被公交車接收，編碼驗證遙控信號以后，程序又能夠再次重新啟動。而且這個程序在整個設計里面需要將可能出現的各種各樣的情況考慮到，從而最終使得現實中提出的各種需求可以滿足。本文的公交車自動報站器程序設計流程圖如圖4所示。

結語：通過基于單片機的公交車自動報站器增強了公交車行駛過程中報站的準確性以及安全性，所以這對于現實的生活而言，本文設計的公交車自動報站器具有重大的意義。

[1]曹云川,周遐,金瑞.公交車自動報站器設計[J].昆明理工大學學報自然科學版,2014,34(3):44-47

[2]史先桂.單片機在公交車智能報站系統中的應用[J].電腦知識與技術:學術交流,2011,07(11X):8297-8298

[3]馮志慧,許利軍,薛鵬濤.一種基于單片機控制ISD4004語音芯片應用電路[J].微計算機信息.2013.7

[4]Kurdthongmee W,Design and Implementation of an FPGA -based Multiple -color LED Display [M].Newyork：Elesevi-. er.B.2004,15（8）：654