基于GPS的智能公交報站系統

近年來(lái)，隨著(zhù)城市公交事業(yè)的迅速發(fā)展，國內公交車(chē)報站的方式已經(jīng)有了很大改善，由傳統的售票員喊話(huà)報站逐漸變?yōu)轳{駛員使用報站器手動(dòng)報站。

　　雖然手動(dòng)報站器使用比較方便，但是因為駕駛員需要在保證安全駕駛的前提下進(jìn)行報站，所以經(jīng)常出現報站不及時(shí)，甚至錯報、漏報的現象，而且讓駕駛員在駕駛過(guò)程中進(jìn)行報站也存在安全隱患。采用自動(dòng)報站的方式可以大大減輕駕駛員的工作量，促進(jìn)公交系統的現代化進(jìn)程。要實(shí)現自動(dòng)報站，需要實(shí)時(shí)測出公交車(chē)的位置，以確定公交車(chē)是否已經(jīng)到達站點(diǎn)。利用GPS可以確定公交車(chē)的地理位置，只需把當前位置同公交站點(diǎn)的位置數據（經(jīng)、緯度）相比較，就可以知道公交車(chē)是否到達站點(diǎn)，使得報站系統具有一定的智能性。這種基于GPS的智能報站系統能夠杜絕駕駛員駕駛過(guò)程中因兼顧報站器而帶來(lái)的隱患。特別適合因汽車(chē)行業(yè)高速發(fā)展而導致交通問(wèn)題日益嚴峻的我國國情，還可以在重點(diǎn)線(xiàn)路上加入對城市景點(diǎn)風(fēng)貌的相關(guān)介紹。該系統在GPS導航領(lǐng)域和商業(yè)領(lǐng)域都有著(zhù)非常大的潛力，具有廣闊的發(fā)展前景。

　　1 系統方案

　　基于GPS的公交車(chē)智能報站系統是移動(dòng)通訊技術(shù)和GPS技術(shù)的結合，整個(gè)系統由S3C24l0ARM9（進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集機器）開(kāi)發(fā)板、SIM548CGPS/GPRS模塊、語(yǔ)音播報模塊、AT89S52單片機以及OCMJ5X10B的LED（發(fā)光二極管）背光寬溫黃綠屏等器件組成。GSM/GPS模塊由GPS分模塊與GSM（全球移動(dòng)通訊系統）分模塊組成。GPS模塊負責GPS數據接收。公交車(chē)在行進(jìn)過(guò)程中，GPS模塊的實(shí)測信息同已存儲的位置信息進(jìn)行比較即可進(jìn)行自動(dòng)報站，無(wú)需人為干預，還可實(shí)現在固定位置播放某些特定信息，如乘車(chē)提示、廣告信息等。GSM模塊用于公交車(chē)與調度室之間的數據通訊，實(shí)現公交車(chē)的聯(lián)合調度，實(shí)現調度中心對公交車(chē)的調度功能。

　　語(yǔ)音播報模塊負責語(yǔ)音播放，提供進(jìn)出站以及提示信息等語(yǔ)音的播放。單片機模塊控制按鍵掃描以及LCD顯示。

　　1.1 硬件設計

　　系統硬件部分主要由S3C2410ARM9開(kāi)發(fā)板、GPS/GSM模塊、功放模塊、顯示模塊、語(yǔ)音播放模塊及相應的外圍電路組成。GPRS模塊和GPS模塊均通過(guò)RS232（串口）與ARM處理器相連，而LCD（液晶顯示器）模塊則由單片機控制通過(guò)串口與ARM通訊，語(yǔ)音播放模塊通過(guò)IIS（InterICSound）、SPI（串行外設接口）與ARM通訊。硬件連接方式如圖1所示。

圖1 系統硬件結構

　　GSM/GPS模塊采用SIMCOM公司的GPS/GSM模塊，該模塊是一款四頻GSM/GPRS（通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù)）無(wú)線(xiàn)模塊，同時(shí)支持SiRFStarIIIAGPS技術(shù)。

GSM/GPRS與AGPS技術(shù)的整合使得該模塊可以滿(mǎn)足GPS跟蹤、導航、車(chē)輛船舶等設備和資產(chǎn)的監控管理以及其他GPS的應用。鍵盤(pán)掃描和屏幕顯示由單片機做數據處理。鍵盤(pán)顯示板主要實(shí)現鍵盤(pán)掃描、液晶屏幕的顯示并與ARM處理器模塊進(jìn)行通訊。硬件系統整體框圖如圖2所示。

圖2 系統組成

　　1.2 軟件總體設計

　　系統的主要功能由ARM控制，采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，采用多線(xiàn)程處理相關(guān)功能模塊。執行相關(guān)過(guò)程如下：

　　系統初始化完成后，依據GPS定位信息和系統存儲的線(xiàn)路信息計算位置、報站和讀取相關(guān)信息，并由ARM控制車(chē)內的顯示模塊進(jìn)行顯示、語(yǔ)音播放以及向數據中心進(jìn)行數據傳送。

　　2 設計實(shí)現

　　2.1 系統初始化

　　在系統運行之前，必須用軟件程序對各部分進(jìn)行初始化。初始化包括以下幾個(gè)部分：

　　ARM以及系統初始化；

　　顯示按鍵模塊初始化；

　　外部器件、接口初始化：主要是GPS、GPRS和語(yǔ)音芯片等設備的初始化；

　　軟件系統的初始化：設置全局變量、指針和數組、數據結構以及公交信息初始化。

　　系統軟件部分主要是在主程序中檢測GPS信息，確定公交車(chē)當前的地理位置，然后決定是否播放語(yǔ)音信息。同時(shí)還需要實(shí)現按鍵所要求的功能，如切換到手動(dòng)播報等。本系統的軟件部分開(kāi)發(fā)工作是基于Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境實(shí)現的。根據系統要完成的功能和各個(gè)模塊的運行情況，主程序部分采用了多線(xiàn)程以及消息隊列的方式，可以及時(shí)接收GPS數據。

　　因為只使用GPRMC幀的數據，串行通訊的數據量不大，通訊及數據處理過(guò)程比較快，系統能夠及時(shí)播放報站及其他語(yǔ)音信息。公交車(chē)途經(jīng)的各站點(diǎn)的經(jīng)緯度數據需要預先測量好，并存放到系統的數據區，作為對比參考使用。GPRS的信息通過(guò)串行口傳遞，采用查詢(xún)法，按鍵也使用查詢(xún)方式進(jìn)行接收，以確定按下的是哪個(gè)功能鍵。軟件采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，調試成功后燒錄到Flash中，實(shí)現脫機運行。