【18页】毕业论文：基于51单片机的语音报站系统研究.doc在线文档

所以本系统选择性价比高的大液晶进行信息显示。

系统设计的体系结构公交语音报站系统有两种报站模式手动模式和自动模式。

手动模式手动模式的方框图如图所示。

在公交车即将到站时，由驾虽然这些语音芯片音质失真度较小，但背景噪能资源占用率低等特点。

目前系列单片机的应用非常广泛。

结合语言汇编等程序，单片机可以实现丰富的功能，并且部分设计可以直接在环境上进行仿真实现相应的功能。

语音播报方案采用专门的语音芯片该类芯片有等系列。

常用的如，常用的如，可以录入长达分钟的语音，采样率。

语音播报方案编等程序，单片机可以实现丰富的功能，并且部分设计可以直接在环境上进行仿真实现相应的功能。

部分内容简介方便。

系统方案选择采用单片机作为系统设计的核心系列单片机具有高效能资源占用率低等特点。

目前系列单片机的应用非常广泛。

结合语言汇编等程序，单片机可以实现丰富的功能，并且部分设计可以直接在环境上进行仿真实现相应的功能。

语音播报方案采用专门的语音芯片该类芯片有等系列。

常用的如，可以录入长达分钟的语音，采样率。

虽然这些语音芯片音质失真度较小，但背景噪声很大，还得额外加功放，无额外发挥功能。

方案二采用语音合成模块语音合成模块通过异步串口接收待合成的文本，实现文本到声音的转换。

文本识别智能语音合成效果和智能识别效果非常优越。

还具有体积小硬件接口简单性价比高的优点。

考虑报站需良好音质，而且要求控制方便，所以决定采用方案二。

自动报站实现方案方案采用定位系统，对公交车定位，当公交车的经纬度与车站的经纬度相接近时便报站。

此方案精度高，稳定性好，但价高几百，且必须先对车站的经纬度进行精确勘察，编程难度大数据处理复杂精确度要求很高，其工作量可谓艰巨。

方案二采用现成的无线收发模块，如收发模块，价格只需元左右，虽廉价但稳定性极高，距离几十米到上百米，调节方便，信号传输的距离达到报站的要求最多可有位三态地址端管脚悬空，接高电平，接低电平，任意组合可提供种地址码，对个城市来说已够用，故选用此方案。

人机界面信息的显示采用大液晶进行信息的显示。

可以显示字符汉字图片等大量信息，而且控制简单。

传统的数码管液晶等器件显示的信息有限，并且这些器件只能显示字符和数字，不能显示汉字。

所以本系统选择性价比高的大液晶进行信息显示。

系统设计的体系结构公交语音报站系统有两种报站模式手动模式和自动模式。

手动模式手动模式的方框图如图所示。

在公交车即将到站时，由驾驶员人手操作按键，进行站名的播报。

在公交车站台设置无线遥控发射器，当公交车离站台定距离时距离可根据具体环境进行调整，接收器接收到发射器的信号，经过编码验证后，将信号送入主控制器电路板。

主控制器电路板由单片机控制，通过编写程序，按照顺序发出控制信号给语音合成模块，调用语音模块中的语音信息，自动播报如车站到了，下车的乘客后门请等信息，整个过程完全由单片机控制完成，无需公交车驾驶员参与。

本章小结本章简要讲述了自动报站系统的设计任务，针对课题的要求提出了相关的方案并分别进行了详细的说明比较。

通过比较，选择出最佳的方案作为最后的设计方案。

第章系统硬件设计根据第章介绍的系统设计要求和设计思路，确定该系统的硬件设计结构如图所示。

硬件电路主要由微处理控制单元液晶显示模块语音芯片按键控制实时时钟电路晶振电路串口部分等模块化电路组成。

语音合成模块原理图本系统接收模块数据位有六位，数据口接到单片机口，遥控接收器接收到站台发来的无线信号后，将信号送入单片机，单片机根据程序对输入的信号进行编码验证，从语音合成模块中调用对应的报站语音，驱动功率放大器播报站台信息。

当出现异常情况时，司机可通过键盘上的按键强制对播报信息进行调整，意外情况解除后，公交车接收到新的站台信号，通过编码验证后，程序就可以恢复自动运行，保障公交报站顺利进行。

按键部分原理图按键电路连接图如图所示。

第章程序设计模块介绍本系统软件设计分为以下几个模块主程序模块主程序主要完成初始化设置中断向量检查有无按键按下以及调用显示等等。

主程序的流程图如所示。

无线接收程序当接收模块接收到站台无线发射模块发射过来的位二进制代码时，单片机马上进入中断，然后检测和判断接收到的代码，最后根据判断出的代码进行相应的语音播报及信息显示等操作。

时钟子程序按键子程序按键采用模式，单片机循环检测按键的状态，旦检测按键被按下，则执行相应的处理，其中包括时钟日期时间的设置中断按键的处理等等。

液晶显示子程序语音报站子程序程序流程图主程序流程图主程序流程图如图所示。

主程序先对液晶串行口中断时钟等进行初始化设置，然后程序直循环检测时钟调整按键是否被按下即是判断标志位是否等于，如果此按键被按下，则执行时钟调整功能，否则执行时间显示语音报站报站信息显示等功能。

无线自动报站模式采用外中断，也就是检测单片机管脚是否为被拉为低电平手动报站模式采用查询模式，也就是检测单片机管脚是否被拉为低电平。

语音报站子程序流程图语音报站子程序流程图如图所示。

首先检测上下行路线控制按键是否按下，如果没按下，等待如果按下，进行始发站信息的播报并显示。

同时开启无线信号的接收识别站台自动播报或者进行手动播报。

无线接收子程序流程图无线部分程序设计流程图如图所示。

首先对系统进行初始化设置，在公交车运行过程中，不断对站台发出的无线信号进行检测，当检测到信号时，单片机进入中断，在中断系统中首先进行防干扰处理，防干扰程序按照相同的站台编码信号只触发程序工作次的思路来编写，这样避免了公交车在靠站台过程中因反复接收到无线信号而引起重复报站或者程序混乱。

部分程序设计及编程说明发声部分子程序串口发送数据语音报站子程序流程图语音报站子程序流程图如图所示。

首先检测上下行路线控制按键是否按下，如果没按下，等待如果按下，进行始发站信息的播报并显示。

同时开启无线信号的接收识别站台自动播报或者进行手动播报。

无线接收子程序流程图无线部分程序设计流程图如图所示。

首先对系统进行初始化设置，在公交车运行过程中，不断对站台发出的无线信号进行检测，当检测到信号时，单片机进入中断，在中断系统中首先进行防干扰处理，防干扰程序按照相同的站台编码信号只触发程序工作次的思路来编写，这样避免了公交车在靠站台过程中因反复接收到无线信号而引起重复报站或者程序混乱。

部分程序设计及编程说明发声部分子程序串口发送数据发送数据循环计数变量校验码初始化计算正文长度命令字命令参数文字长度校验位发送数据包头字节长度字节命令字字节命令参数发送文字内容发送校验位语音部分程序通过异步串口通讯方式，接收待合成的文本数据，实现文本到语音或语音的转换。

外中断无线接收信号扫描子程序口设置为输入状态赋值给临时存贮变量和相与屏蔽低四位，读取无线遥控码号站号站号站号站注意用户可以在此添加站数始发终点站双向线路始发终点站始发终点站无线信号处理无线信号处理采用中断的方式，当单片机检测到站台发出的无线信号时，单片机马上进入中断系统，在中断系统中，比较实际站台信号编码与程序站台预置编码的异同，符合条件，则调用站台语音信息并进行播报。

主程序说明主程序完成液晶中断串口通信等初始化设置，主要执行循环检测按键是否被按下无线信号接收显示等命令。

调试测试影响接收距离的因素测试的过程中发现在给发射模块加的电压下，不加天线虽然也能够发送和接收，但是距离相当短，最多米远，当收发模块加上厘米的天线后，测得解码距离明显增大，可达米左右当给发射模块加的电压时，同样给收发模块加上厘米的天线，测得解码距离可得米以上。

由此得出影响收发距离的因素有两个是发射模块的工作电压二是收发模块的天线匹配。

电源电路的调试前面的各道工序做好后，接通电源接口，观察电源指示灯是否正常点亮，如果正常点亮，则说明电源部分电路正常否则检测电源电路故障，直到电源指示灯正常点亮。

实践过程中发现电源电路正常工作，没有出现异常。

液晶显示器电路语音合成模块的调试接通电源开关，把写好的程序烧入单片机中，根据系统的控制要求对各部份进行检测。

检测要求包括工作是否正常显示是否正常时间的显示是否正常语音合成模块是否能正常合成语音以及正常播放按键的控制是否符合系统的控制要求等。

结论针对当前公交车上人工报站的弊端，设计了种基于无线数据收发原理的公交报站系统，实现了公交车的智能报站功能。

通过系统测试以及与其它方式的报站对比，本系统具有价格低廉报站准确率高，而且具有很好的推广性，不失为公交车上的种智能装置。

系统根据无线数据收发原理，对每个车站进行编码，然后通过无线数据发射模块在定空间范围内发射该编码数据，当公交车进入接收范围时车载系统收到数据，并对数据解码，最后根据解码后的数据确定车辆所到的站点，启动语音报站系统报出相应的站名和显示相应的站台信息，实现了公交车的智能报站功能。

经过多次测试和改进，产品实现了如下的预期功能在米内能准确识别并自动报站报站的同时能显示该站站名和下站的站名以及时间日期同时具备自动报站和手动调整报站功能，司机能根据实际的情况随时切换产品的成本控制在元以内产品的硬件和软件都不复杂，修改简单，适合不同的公交线路，日后升级系统也比较方便。

附录Ⅲ部分程序代码主要要求能自动识别站台，并且通过语音模块播放站台信息额外添加手动功能，防止出现信号受到干扰时接收不到信号的情况类似问题通过大液晶显示相关的站台信息和日期时间等等成本要控制在元内。