基于stm32的无线自动到站提醒系统的设计与实现
2019-07-11张代旗陈浩楠郑琳
张代旗 陈浩楠 郑琳
【摘要】本设计包括两个模拟站台模块一个模拟地铁模块。其中包括红外发射器和红外接收器;处理器使用的是单片机STM32F103C8T6，以及使用BY8001-16P语音模块为报站提供语音提醒等。并通过介绍电路和程序设计完成自动提醒的调试和应用。
【关键词】红外收发模块;语音模块;STM32单片机
一、系统硬件部分设计
本设计是一个基于STM32单片机无线自动报站的系统，通过红外无线通信，完成数据的传输。发送模块控制电路负责信号处理与控制，将信号通过无线发送电路发送给接收模块，并将信号传递至显示电路以显示结果。测得的数据经由控制器处理后，由液晶显示器显示以及通过无线发送电路传出。接收模块，通过无线模块接受站点标记并完成该站点应展示的全部信息，实现其站点数据的接收和显示。
（一）单片机硬件设计
用STM32f103C8T6 M3内核架构的单片机，处理器ARM Cortex-M3内核的32位微控制器，具有高性能，实时性强，低功耗，便于低电压操作等优点。是高性价比的嵌入式应用的主频72MHz的ARM CORTEX-M3内核，方便功能拓展。（见图1）
（二）红外无线接收电路设计
红外接收电路内部电路包括红外监测二极管，放大器，积分电路等。当按键按下时接收电路接收到发射电路发出的经过调制的编码信号，将其通过放大电路进行放大，然后将其输入到解调电路，通过解调电路解调已调制的编码信号。译码电路对编码信号进行译码，最后传到扬声电路进行报站。
（三）BY8001-16P语音模块电路设计
采用BY8001-SSOP24 MP3主控芯片，支持MP3、WAV格式双解码。模块内置TF卡座，可插卡進行更换语音内容;也可外接U盘或USB数据线连接电脑更换TF内容。该模块内置3W功放，可以直接驱动3W的喇叭。
（四）LED12864显示电路设计
LED12864显示器参数是分辨率为 128*64，屏幕尺寸为 0.96 寸。由于其较小的尺寸和比较高的分辨率，该显示器有着很好的显示效果和便携性。
（五）无线发送电路设计
本设计采用无线控制方案，无线遥控是指实现对控制目标的非直接接触远程控制。无线遥控与有线和红外设备相比，极大的提高了设备移动的自由度。
（六）电源电路
LM1117是一个低压差电压调节器系列。LM1117电源芯片是低压差线性稳压器，简称LDO（low dropout regulator），是一种非隔离的电压转换芯片。因此，在使用的时候，尽量让输出电压和输入电压的压差不要太大。接触的最大的压差是15到3.3V。
二、系统软件设计
基于STM32的无线自动到提醒系统的软件开发部分，是基于KEIL C32平台。Keil软件不仅给用户提供了丰富的库函数而且有丰富的开发工具包，汇集了含有宏命令的汇编语言、C语言以及C语言编译器。
（一）发射模块程序设计
发射模块按照红外发射边编码规则进行数据发送，程序发送38khz载波信号，信号中含有要送的特定站台编码，持续发送当前站台的信号，本轮数据发送完毕后结束发送，循环进入下一轮的数据发送模式。不断的进行站台信号数据的发送。当车辆经过的时候，接受到发送的红外信号，对于接受的红外信号进行识别，播放对应的站台名字。（见图2）
（二）接收程序设计
接收模块对各个子模块进行初始化，按照程序设计开始读取接收器的数据，判定后进行数据处理与显示，开始接受站台信号，通过接收端读取红外接受的数据，解析红外编码，然后判断是否接到数据。如果接收不到数据则继续检测，结收到站台信息是对应站台发送的信号，这时候OLED12864显示对应的信息，语音模块显示对应的声音。
（三）OLED12864程序设计
OLED12864主程序设计主要通过I2C读取来进行写入数据。当接受的信息是要的数据，通过I2C程序让OLED12864，进行显示切换，当到达站台后接受到站台信息后，显示对应的站台信息和下站到达的站台名称。
三、结论
本设计为基于单片机的自动报站系统，实现了通过单片机STM32F103C8T6实现无线自动报站系统，具有电路简单、成本低的特点，软件执行效率高稳定性更好。
地铁列车自动语音报站系统，可以满足人们视觉上观看列车的到站显示，也可以让人们在听觉上听见列车的到站提醒，但是整体的造价成本较低，方便安装，站台可以灵活的增减和减少。
参考文献：
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作者简介：张代旗、陈浩楠，男，沈阳工学院;郑琳（通讯作者），女，汉族，辽宁人，沈阳工学院，教师，讲师，硕士学位。
