基于GPS的智能公交報站系統

　　由于該GPS模塊設置信息掉電丟失，在每次系統啟動(dòng)時(shí)均要對該GPS模塊進(jìn)行初始化。將模塊設置成每秒鐘輸出一次GPS信息。

　　系統啟動(dòng)后，模塊接收GPS信息，然后解析出GPS信息，根據解析出來(lái)的經(jīng)緯度信息與數據區中存儲的站點(diǎn)信息比較，計算出實(shí)際距離。如果距離到達閥值時(shí)，啟動(dòng)GPS報站中斷。

　　該GPS模塊接收模塊遵循NMEA.0183協(xié)議，可以輸出多種格式的數據幀，均以MYM開(kāi)頭。輸出數據采用的是ASCII碼字符，內容包含了緯度、經(jīng)度、速度、日期、航向及衛星狀況等信息。幀格式達10余種，該系統所使用的僅限于$GPRMC定位數據幀格式。

　　系統啟動(dòng)后，通過(guò)串口對GPS模塊進(jìn)行設置，由于系統對實(shí)時(shí)性要求不高，將GPS設置為每秒鐘輸出一次RMC數據。提取GPRMC語(yǔ)句的思路是設置一個(gè)數據緩沖區，把接收到的GPS數據都放入這個(gè)緩沖區，當緩沖區滿(mǎn)了的時(shí)候就在緩沖區中查找是否接受到GPRMC定位語(yǔ)句，如果沒(méi)有接收到則重新接收GPS數據。如果找到了GPRMC定位語(yǔ)句則還要判斷該語(yǔ)句在緩沖區中的位置離緩沖區的最大字節數是否大于62個(gè)字節（因為本程序中需要的GPRMC定位語(yǔ)句所包含的字節數為62），然后通過(guò)多程序提取相關(guān)經(jīng)緯度、時(shí)間和速度等信息并通過(guò)數據處理線(xiàn)程進(jìn)行相關(guān)處理。系統工作流程如圖3所示。

圖3 系統工作流程

　　2.3 GPRS無(wú)線(xiàn)通訊模塊

　　由于GSM模塊內嵌TCP/IP協(xié)議，可以直接調用AT命令與服務(wù)器通過(guò)TCP、UDP通訊。無(wú)線(xiàn)通訊分為上行數據轉換模塊和通訊模塊2個(gè)模塊。

　　上行數據轉換模塊的主要功能是把接收到的GPS數據或是相關(guān)的狀態(tài)信息轉換成約定好的數據格式以便同主信息中心的通訊。該模塊會(huì )判斷需要轉換的數據是GPS數據信息還是相關(guān)狀態(tài)信息或是二者都有，然后選擇相應的轉換程序。由上面的介紹可以知道接收到的GPS數據都是順序存放在數據緩沖區當中的，需要什么數據就到緩沖區中相應的位置提取就可以了。數據都是以字符形式存放的，所以實(shí)際要用的時(shí)候必須先轉換成整形數據。

　　下行數據轉換模塊的功能與上行數據轉化模塊的功能相反，它將主信息中心發(fā)送的命令進(jìn)行識別后發(fā)送給車(chē)載終端，并通知用戶(hù)界面模塊顯示。

　　通訊模塊的主要任務(wù)是完成車(chē)載終端與監控中心的通訊，它既可以通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )實(shí)現與主信息中心的無(wú)線(xiàn)通訊。如果車(chē)載終端與上位機的距離隔的很遠可以直接通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )與監控中心進(jìn)行連接，而且通過(guò)SIM548C模塊連接GPRS網(wǎng)絡(luò )與監控中心連接也非常方便，只需向GPRS模塊發(fā)送幾條AT命令就可以了，但是監控中心必須有因特網(wǎng)的固定IP。啟動(dòng)車(chē)載終端的同時(shí)SIM548C模塊也會(huì )被啟動(dòng)，這是模塊會(huì )自動(dòng)連接上GPRS網(wǎng)絡(luò )進(jìn)入命令模式。撥號成功以后就連接上了GPRS網(wǎng)絡(luò )了，然后對與SIM548C模塊連接的串口進(jìn)行讀寫(xiě)操作就可以實(shí)現與監控中心的無(wú)線(xiàn)通訊。

　　在測試中發(fā)現，由于無(wú)線(xiàn)信號存在差異，在某些網(wǎng)絡(luò )信號較差的地方容易與主信息中心失去網(wǎng)絡(luò )連接。為解決這一問(wèn)題，在系統中采用多線(xiàn)程監視網(wǎng)絡(luò )連接狀態(tài)，一旦失去網(wǎng)絡(luò )連接，立即與主信息中心重新連接。

　　2.4 語(yǔ)音播放模塊

　　語(yǔ)音播放采用飛利浦SPI接口音頻芯片，驅動(dòng)為L(cháng)inux下的聲卡設備。通過(guò)S3C2410SPI控制音頻芯片，通過(guò)IIS傳送音頻數據，最終將音頻芯片驅動(dòng)成系統下的標準聲卡設備。

　　在語(yǔ)音報站時(shí)，需要為公交車(chē)上的喇叭提供語(yǔ)音信號，功放電路采用MAXIM功放模塊，該功放模塊采用單端輸入的方式，輸入的負端直接接地。

　　該功放模塊為單聲道/立體聲、D類(lèi)音頻功率放大器，能向8立體聲負載提供高達221W功率，或向單聲道4負載提供高達142W功率，效率高達87%。該功放模塊兼具D類(lèi)放大器的效率和AB類(lèi)放大器的性能，無(wú)需大體積散熱器，降低了功耗。該功放模塊采用+10~+18V單電源供電，可驅動(dòng)BTL配置的負載。

　　用于播放報站、廣告和信息等語(yǔ)音的播放器選用基于開(kāi)源的播放器，在源代碼的基礎上進(jìn)行修改，形成適合播放短小音頻的播放線(xiàn)程，為系統體統音頻播放功能。

　　2.5 顯示按鍵模塊

　　鍵盤(pán)掃描和屏幕顯示由51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。

　　顯示按鍵模塊通過(guò)串口與數據處理模塊通訊，將掃描到按鍵發(fā)送給數據處理模塊進(jìn)行處理，同時(shí)接受數據處理模塊的顯示數據命令，在相應的液晶屏幕位置顯示數據，從而實(shí)現車(chē)載報站系統的人機交互功能，實(shí)現公交車(chē)的調度管理功能。

　　基于GPS和GPRS的公交自動(dòng)報站系統，具定位功能，GPRS無(wú)線(xiàn)通訊功能，能實(shí)現自動(dòng)報站、調度、信息收發(fā)和中心通訊，具有USB接口等優(yōu)點(diǎn)。

　　大大降低了公交員工的勞動(dòng)強度，提高了公交管理的科學(xué)性。

　　3 結語(yǔ)

　　公交車(chē)載GPS智能報站系統采用GPS定位技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)，具有體積小、播報準確等特點(diǎn)。

　　能實(shí)現自動(dòng)報站、調度、信息收發(fā)和中心通訊等功能。通過(guò)USB接口可使系統存儲多條線(xiàn)路，方便公交車(chē)臨時(shí)更換運營(yíng)線(xiàn)路；利用按鍵和廣播等作為人機交互界面，方便乘客接收相關(guān)信息；可提供廣告等增值業(yè)務(wù)。系統為建立完整的智能公交調度管理系統提供了關(guān)鍵的公交車(chē)載系統。