一种新型机动车限行提示装置

耿玮伦

摘 要：该项目研发一种提示车主尾号限行的装置，使车主落实各个城市的限行政策，从而免去受处罚等麻烦。利用STM32单片机连接GPS模块、液晶屏、音源喇叭、按键等完成模型构建，通过编程实现相应限行提示功能。行车地点发生变化时重新提示以免车主造成损失。利用设计的上位机软件和提供的语音，交通的限行规则变化时车主还可自行连接网络电脑更新。

关键词：尾号限行 GPS定位 软件更新

中图分类号：TH86 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（c）-0133-03

Abstract：The project aims at providing the driver with a reminder that helps him to implement the policy restricting the driving lines based on the last digit of the cars license plate，in which way can help the driver be free from punishments. A STM-32 single-chip computer，connected with a GPS module，a speaker， a LCD and a press button， carries out this function with the guidance of the built-in program. It also functions to notice the driver when the device knows that the driver is in a different city to help him get rid of possible fines. The driver can also update the rules on this policy by connecting the device to the internet when informed by the speaker.

Key Words：Vehicle restriction rule；GPS module；Software update

尾号限行制度是为了缓解城市交通压力而催生的一种交通制度。起源在2007年的北京奥运测试赛期间。近年来随着交通的拥堵越来越多的城市开始实行尾号限行政策，现已增加为13个。将来也会有更多城市开始实行该政策，这是一个必然趋势。然而由于人们生活节奏的加快、工作压力的增大、所在城市车辆限行规则的多样性以及外地车更换行车地点不熟悉等问题，日常化的驾车出行难免出现在限行时间内误闯进限行区域等限行违章行为，造成了车主被罚款和扣驾驶分等问题。

为了克服现有的限行提示器和软件的不足，该文设计了一种机动车限行自动提示装置，基于STM32F103ZET6单片机开发板，语音提示时提供给使用者具体的限行时段内容，加入GPS模块对于行车地点的变化给予使用者及时提醒，让使用者能够实时了解、应对限行情况，并且针对对限行规则的改变，根据需求更新系统，有效提示驾驶员遵循尾号限行规则。

1 系统工作原理及硬件设施

该系统以价格低廉而功能强大的单片机STM32F103ZET6为主控制器，外围模块电路主要包括液晶显示屏、音频喇叭、GPS定位模块、按键等。系统硬件电路设计结构与原理如图1所示。

1.1 主控、显示与按键电路

系统采用的是STM32F103ZET6，这是开发板的核心芯片，该芯片具有64KB SRAM、512KB FLASH、2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定時器、3个SPI、2个IIC、5个串口、1个USB、1个CAN以及112个通用IO口。

液晶显示屏采用ATK-7TFTLCD-V14，该模块的分辨率为800×480，16位真彩显示，模块自带LCD控制器，拥有多达8 MB的显存，能提供8页的显存，并支持任意点颜色读取。显示模块用于提示车主各种信息，显示所在城市等。

ALIENTEK战舰STM32开发板板载总共有4个输入按键，该文用到的KEY0、KEY1和KEY2，用作普通按键输入，分别连接在PE4、PE3和PE2上，按键可以上下调节数字等信息，用于使车主输入尾号。

1.2 GPS模块电路

采用ATK-NEO-6M-V12，该模块采用U-BLOX NEO-6M模组，模块自带高性能无源陶瓷天线并自带可充电后备电池。模块通过串口与外部系统连接，串口波特率支持4 800、9 600、38 400（默认）、57 600等不同速率，兼容 5V/3.3V单片机系统，可以非常方便地与各种产品进行连接。GPS模块用于定位所在城市，以便提供相应城市的限行规则提示。

1.3 语音电路

采用ATK-VS1053 MP3，该模块采用VS1053B作为主芯片，支持MP3音频格式的解码。模块通过SPI接口与外部单片机通信，模块自带稳压芯片，外部仅需提供5V/3.3V电压即可，使用非常方便。由于单片机板子无法外放，采用飞线使喇叭与单片机接在一起。语音模块用于语音播报，音频MP3文件存储在SD卡中。

2 系统编程思路及更新软件

2.1 编程思路

该程序主要采用microsoft visual C++，使用C语言进行编程，再使用keil c51用C语言编译器进行转化。系统电初始化后，首先让车主确定是否需要更新。若需要更新，则将系统从车上卸下，连接电脑进行更新；若不需要更新，直接进入限行提示环节。语音提示请输入爱车尾号，屏幕上显示自动定位的目前所在城市以及当前日期、时间、星期信息，车主通过按键确认自己的尾号（尾号为英文字母的会有相应提示输入数字），然后会语音播报限行信息，播报3遍确认得到提示后停止播报。当行车地点发生变化时，系统则自动重新播报该地的限行规则。软件主程序流程如图2所示。

2.2 更新软件

限行内容更新系统分为两部分，一部分为限行日期规则更新；另一部分为限行具体时段更新。具体时段更新即为语音提醒的更新；限行日期规则更新为程序内部更新，两者更新方法不同。限行日期规则在单片机上有独立存储空间，当需要更新时，即更新存储空间上的内容，将单片机通过线连接至电脑，电脑中已通过光驱安装相应软件，可以自行进行更新行为。更新软件是利用QT通过编程，更改相应的存储位置、自行设计的软件。具体时段更新通过产品自带的SD卡完成。产品方将更新语音内容通过邮箱等发送给用户进行更新提醒，用户需要更新时只需将产品上的SD卡取下，连接至电脑更新SD卡存储内容，重新插回产品即完成更新。

3 结语

随着尾号限行政策的普及和推广以及限行规则变化快、内容繁多，还有不断增加的趋势，有许多工作压力大、经常遗忘或对外地政策不熟悉的车主经常因违反尾号限行受到一定的处罚。现有的限行提示器并不能很好地满足车主的需求。针对这种情况，该系统对以往的限行提示器做了改进，加入GPS定位模块和更新软件，让车主驶入外地以及限行规则有所变化时，还能对限行规则很清楚，提示清晰，让车主的行车过程更为顺利。实际应用表明，该系统结构简单、操作简便，全面地进行提示，有效使车主避开麻烦，更好地遵循尾号限行政策。

参考文献

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