基于单片机的公交车自动报站器的设计

杜春雨 辽宁锦州渤海大学工学院

基于单片机的公交车自动报站器的设计

杜春雨 辽宁锦州渤海大学工学院

本文选择的技术包含了单片机以及无线遥控技术，完成了基于单片机的公交车自动报站器设计。从公交站台中发射出来的微波信号将会被公交车接收，通过单片机对信号进行处理以及编码验证以后，到站信息就会通过语音模块进行自动播放。这个到站信息播放的过程中没有司机的加入，完全是无人报站的状态，这对于公交车驾驶员而言，大大地减少了工作量，同时还保证了公交车到站信息的准确性以及安全性。本文设计与实现的基于单片机的公交车自动报站器对实际应用有着深远的影响。

公交车 自动报站 单片机

目前公交车站报站器在很多方面仍然需要进行改进，传统的公交车站报站器的报站操作是由驾驶员完成的，如果在设计报站器中只能够通过手动开关的方式进行控制报站的话，那么这个报站器的控制操作只可以交给公交车驾驶员完成实现了，这种方式存在着很大的弊端，那就是工作效率比较低，而且对驾驶员的技术要求也比较高，驾驶员在手动操作报站的过程中需要做到同时考虑到开门以及关门等操作。由于驾驶员的这些简单的操作直接影响着乘客的生命安全。作为乘客而言，更希望的是公交车站报站器可以自动地进行报站，对公交车当前所在的位置情况进行及时有效地报告。另外乘客们也希望可以在公交车中看到所谓的到站信息，这个显示的功能就需要借助于液晶显示器来实现，从而最终通过语音报站乘客们可以正确地把握当前公交车的行驶情况。如此一来，能够使得乘客的出行时间得到大大地减少，而且公交车司机的工作任务也大大地减轻了，工作效率得到了很大的提高。除此之外，现今的社会是一个高科技技术的社会，各种微型单片机技术以及电子技术的发展已经取得了重大的成就，如果在报站器控制器中运用单片机技术，那么就能够使得报站器更加地智能化以及高效化，对于改善人们的日常生活起到了很大的促进作用。

到目前为止，关于公交车自动报站的相关课题，人们设计了多种多样的解决方案，其中具体包括了GPS技术，该技术就是所谓的卫星定位系统，根据GPS从而对车站的到站信息进行准确定位。然而这个基于GPS技术的解决方案，实现起来过于繁琐，而且所投入的成本也很大，另外在GPS的推广以及运用使用方面存在很多的难点。面对这些繁琐的难点，许多的研究学者纷纷进行了实地的考研，最终发现通过无线遥控装置同时运用单片机技术是最合理有效的解决方案，并且这个方案是可行的。基于该研究，最终设计与实现基于单片机的公交车自动报站器，同时通过对公交系统的测试发现，该方案是成功的。如果基于应用性分析的话，公交车自动报站器的设计实现也比较容易，并且会使得公交车驾驶员的工作任务大大地减少。

1 设备整体设计方案

设备的整体设计主要涉及到了公交车自动报站器设备，其中公交车自动报站器的组成部件包括了无线遥控发射器、语音存储模块、接收器、键盘显示模块以及主控制电路板等，公交车自动报站器设备总体结构图如图1所示。

公交车报站器的主要功能包括有：调节音量，语音报站，预报站点，通过LED将车站名称显示出来。

将无线遥控发射器安置在公交车站台位置，如果公交车与站台的距离在系统设置的范围以内（其中这个距离范围系统可以设置）就接收来自发射器发出的信号，然后进行编码验证，把验证后的信号发送给主控制电路板。其中主控制电路板是由单片机控制的。控制信号发出的次序是由系统编写的程序决定的，公交车报站的语音信息也是提前录制好的，把语音信号输入到功率放大电路中，语音被放大，接着就通过扬声器将语音发出。此时公交车就会报出准确的到站信息。例如“某某站已到，请乘客准备下车，下一站是某某站”等。整个报站的过程，不需要任何的乘务员的参与，完全是自动的报站。

2 设备各组成部分设计

键盘操作在很多的单片机系统里充当着重要的作用，键盘和单片机的连接是通过接口电路实现的，对键盘的按键操作以及按键的信息掌握后，若进行按键操作，系统就会驱动对应的按键程序。其中关于键盘接口方式有很多，然而这个按键的操作过程形同于软件结构。键盘上的每一个按键都是对应着固定的编号。

2.1 无线遥控收发模块设计

无线遥控收发模块中选择的电路是PT2262与PT2272，而且该模块的工作频率选择的是320MHz，这个工作频率对其他的设备不会产生任何的干扰。遥控接收器电路原理图如图2所示。

图2 遥控接收器电路原理图

图3 控制电路原理图

图4 公交车自动报站器程序设计流程图

2.2 控制电路设计

本文的控制核心单片机的型号选择的是来自凌阳的SPCE061A，而语音存储模块的器件选择的是SPR4096，公交车自动报站器的控制电路原理如图3所示。

当遥控信号被接收器接收以后，单片机就会接收该遥控信号，然后按照系统中你的程序，单片机会将接收的遥控信号和系统中存储的信号进行编码验证，对应报站语音就会被调用出来，该报站语音是保存在语音存储模块中，而且在系统中是提前准备好的。单片机里面的D/A器件将语音转换为模拟的语音。并且接着通过功率放大电路将该模拟语音信号放大，这样扬声器就能够实现发声了，同时运用LED显示模块将公交车的到站信息进行展示出来。如果发现报站信息出现错误的话，公交车驾驶员还可以按下操作键盘的开关，对公交车到站程序强行看更改。

2.3 程序设计流程

系统的设计的第一步是对设置初始化，这个初始化的过程就是要将公交车的起始位置确定下来，如果没有其他的情况的话，公交车的起始位置是为公交车的起始站。当公交车在公路中行驶的时候，需要时刻检测微波遥控信号。当公交车即将达到目的站点的时候，遥控信号就会被检测到，在检测的过程需要完成防干扰处理，其中的防干扰程序的编写需要依据站台编码信号。从而能够有效地防止当公交车快到站的时候由于遥控信号的接收而导致的程序混乱。然后就是需要编码验证遥控信号，比较存储在单片机里面的编码和遥控信号编码，从而对语音模块里面的语音信息的次序进一步确认，进而确保不出现报站错误的现象，还能够有效地避免由于多个公交车同时到站所带来的干扰。如果有其他的特殊或者是意外情现象发生，司机只要将开关按键按下，就能够将报站程序强行修改另外还可以让公交车发送出固定的语音信息，当意外问题得到解决以后，新的站台信号就会被公交车接收，编码验证遥控信号以后，程序又能够再次重新启动。而且这个程序在整个设计里面需要将可能出现的各种各样的情况考虑到，从而最终使得现实中提出的各种需求可以满足。本文的公交车自动报站器程序设计流程图如图4所示。

结语：通过基于单片机的公交车自动报站器增强了公交车行驶过程中报站的准确性以及安全性，所以这对于现实的生活而言，本文设计的公交车自动报站器具有重大的意义。

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