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1、基于 GPS 的公交自动报站系统设计 摘摘 要要 公共车辆作为广大市民出行的主要工具，是城市肌体的动脉，交通系统虽然日 益发展，但目前的智能交通系统大都用于商业运营车，尚未成功地应用于公交车辆， 传统的公交系统依然占主要市场。本论文研究并设计了一种基于 GPS(Global Positioning System)定位的智能公交服务系统。车辆利用 GPS 技术得到自身的定位 信息来触发车载终端进行自动报站等服务，它取代了传统的人工按键报站的方式， 并将这些定位信息通过 GPRS 传与调度中心并保持实时的联系，完成向调度中心汇报 位置和车辆状况信息，接收和响应中心下发的命令。调度中心再将定位信息分
2、发给 相应的电子站牌，电子站牌接到信息及时更新其显示信息，从而实现完整的自动化 服务，它与广大驾驶员及乘客的生活息息相关。 首先智能公交服务系统是以 GPS 定位技术作基础来实现自动定位，从而实现智 能自动化服务，本文详细介绍了 GPS 的定位原理等基础知识，但由于 GPS 定位受到 一些地理环境等因素的影响，GPS 有时会发生丢失，研究了一些补偿的方法。 然后对车载终端的硬件与软件进行了研究与设计。它以 C51 微处理器为核心进 行设计。介绍了重要模块的硬件功能，阐述了选用器件的原则及本系统选用的重要 器件，对单片机控制系统作了详细的电路设计。软件设计采用 C 语言编程，根据实 际的需要分析
3、了系统的功能，介绍了主程序、重要模块及中断程序的设计，考虑了 当自动报站失效时的传统按键报站方式，而且系统实现了机器自我学习的功能。 最终完成了系统的调试及安装，实现了软件平台，其操作方便。 关键词： GPS 定位/单片机/报站/触发 GPSGPS BASEDBASED BUS-STOPBUS-STOP AUTO-ANNOUNCEAUTO-ANNOUNCE SYSTEMSYSTEM ABSTRACTABSTRACT The transportation system in China is experiencing rapid developmentEven the IntelligentAu
4、tomaticTransportationSystemhasbeenappliedincommercialtranspo rtationBut the public transportation system.which plays a major part in thecitytransportation service，is still running in the traditional wayIn this thesis，an Intelligent Public Transportation Service System based on GPS(Global Positioning
5、 System)Technology is studied and designed, including the in-bus terminal and electronic stop boardIn the system, a bus locates its position through GPS technology and triggers the in-bus terminal to work automatically, for instance， In this way, the system completes its work automaticallyIt close r
6、elates with the life most of drivers and passengers Firstly, GPS technology as the basis of to implement automatic positioning and other intelligent automatic servicesThis part introduces in detail about GPS positioning mechanism，and also proposes some common ways of compensation for the possible lo
7、ss when GPS is affected by geographic circumstance factors. Secondly, the study and design of the hardware and the software of in-bus terminal in IPTSS key module and Interrupt program，which keeps traditional keystroke stop Reporting in case the automatic stop reporting system fails to work, and the
8、 design of the system which bears the capacity of self-learning The final completion of the commissioning and installation of the system to achieve a software platform, its easy to operate. KEYKEY WORDSWORDS： GPS positioning, SCM, news station, trigger. 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明
9、原创性声明 本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文） ，是我个人在指导教师的 指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注 和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也 不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材 料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了 明确的说明并表示了意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文） 的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本； 学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目
10、录检索与 阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。 作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要 贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文使用授权书学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同
11、 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的 全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等 复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 目 录 摘 要 .I ABSTRACT .II 1. 引言 .1 1.1 课题研究的背景及形成 .1 1.2 报站器的动态发展趋势 .2 1.3 设计的主要目标 .2 2 整体方案介绍.3 2.1 基于 GPS 定位的公交车自动报站系统的原理概述 .3 2.2 GPS 系统的定位原理与基础 .5
12、2.2.1 GPS 概述.5 2.2.2 GPS 组成.6 2.3 全球卫星定位的基本原理 .7 2.3.1 GPS 定位的基本概念.7 2.4 GPS 卫星定位的主要误差来源.9 3 硬件电路的组成及设计 .11 3.1 总系统硬件组成 .11 3.2 模块基本概述 .11 3.3 关于语音芯片 .17 3.3.1.语音芯片 ISD4004.17 3.3.2 ISD4004 的工作原理.18 4、 软件设计 .19 4.1 软件设备概述 .19 4.2 程序总体流程设计.19 4.3 数据处理 .21 4.3.1 GPS 数据处理.21 4.3.2 GPRS 消息处理.23 4.4 到站出站
13、流程图 .25 4.5 中断响应 .25 4.5.1 中断响应概述 .25 4.5.2 GPS 与 GPRS 中断处理流程图.26 结束语 .29 致 .30 参考文献 .31 附录 系统源程序 .32 1. 引言 1.1 课题研究的背景及形成 公共汽车为外出的人们提供了方便快捷的服务，而公共汽车的报站直接影响服 务的质量。近些年随着公交系统的发展，公交报站系统成为公交车辆不可或缺的组 成部分，但是传统的手动报站系统却有着诸多的弊病。如：按键会加重驾驶员的负 担，分散驾驶员的注意力，为安全驾驶留下隐患；公交司机会存在误报，漏报甚至 是不报的情况，给乘客尤其是外地游客带来不便，于是一种基于 GP
14、S 的公交自动报 站系统应运而生。 现代化公交企业需要现代化管理，近年来，国公交企业积极引进和导入现代科 学管理方法和手段。并重点以信息化建设为切入点，加大投资力度，智能化公共交 通管理体系正在积极构建和试运行。建设公交车自动报站系统的运行显示系统、多 媒体综合查询系统、乘客服务信息系统，使广大乘客能够方便了解公交车信息，充 分运用信息技术，建立电脑营运管理系统和连接各站点的智能终端信息网络，加强 对运营车辆的指挥调度，提高运营效率。智能的公交车报站系统与人民群众的生产 生活息息相关。优先发展城市公共交通是提高交通资源利用效率，缓解交通拥堵的 重要手段，优先发展城市公共交通的前提是要拥有良好的
15、公交车报站系统，为大家 的出行有良好的保障。而“公交优先”离不开全社会，尤其是公交企业信息化管理 的推进，是推动中国城市公交事业的进一步发展的关键。利用 GPS 全球定位系统实 现公交车自动报站是近几年的一个热门话题。目前国只有几个前沿城市实现了利用 GPS 自动报站系统，许多中小城市的公交车仍然是传统的人工自动报站，由于现有 的 GPS 自动报站成本较高，难以在短时间在我国中小城市中得到应用和推广。 因此，在中小城市中，公交车对地成本的 GPS 自动报站系统有强烈的需求。针 对我国中小城市的需求，我们设计了一种基于 GPS 定位的公交车报站系统，该系统 具有准确，体积小，功耗低和成本低等特点
16、同时还具有 U 盘功能，如果公交车林好 似改变云影路线或者更换一些语音广告信息，公交车管理人员可以通过 USB 接口， 方便，快捷地下载更新语音信息。 1.2 报站器的动态发展趋势 公共汽车行驶在现代文明程度高的市区，它是一道流动的风景线，因而对整车 外形乃至色彩都有更高的要求。作为公共汽车还要求有醒目和减少乘务人员劳动强 度的电子报站器，电子显示路牌，无人售票装置，前后电视监视系统等新技术的采 用也将越来越普及，公交车报站器在公交事业中占有举足轻重的地位，它直接影响 到公交车的服务质量。 目前公交车报站方式的一种是利用 GPS 全球卫星定位系统的公交车报站系统。 在司机操作台上，安装了一台 15 英寸的液晶电视和 GPS 信号接收器，安装了这套 设备后，公交车在语音报站的同时，通过液晶电视还可以显示到站站名的字幕，这 样如果没听清报站的话，通过显示屏，乘客也可以一目了然。当出现紧急情况时， 调度中心将会给公交车发出相应的信息，以短信的形式传送到显示屏上，同时车载 台会发出相应的提示音；驾驶员也可以通过相应的工具进行回复 。目前在美国部分 城市 GPS 卫星定位系统已经投入使用，国也有
