公交车可视化语音自动报站器的设

1、毕业论文（设计）材料题 目： 公交车可视化语音自动报站器的设 计 学生姓名： 王璐森 学生学号： 0908030232 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 届 别： 2013 指导教师： 张 大 雷 填 写 说 明1、本材料包括淮南师范学院本科毕业论文（设计）任务书、开题报告以及毕业论文（设计）评审表三部分内容。2、本材料填写顺序依次为：（1）指导教师下达毕业论文（设计）任务书；（2）学生根据毕业论文（设计）任务书的要求，在文献查阅的基础上撰写开题报告，送交指导教师审阅并签字认可；（3）毕业论文（设计）工作后期，学生填写毕业论文（设计）主要内容，连同毕业论文（设计）全文一并送交

2、指导教师审阅，指导教师根据学生实际完成的论文（设计）质量进行评价；（4）指导教师将此表连同学生毕业论文（设计）全文一并送交评阅教师评阅。3、指导教师、评阅教师对学生毕业论文（设计）的成绩评定均采用百分制。4、毕业论文（设计）答辩记录不包括在此表中。一、毕业论文（设计）任务书要求完成的主要任务及达到的目标由于现在的公交车上大部分都采用投币的购票方式，不再设乘务员。如何方便、准确地指示乘客到站的以成为当务之急。虽然随着单片机的出现，早有设计出的语音自动报站器投入使用，但实践证明，只有语音的报站器并不能满足所有乘客的需要，比如在噪音比较大的场合或者聋哑人乘车时，就有可能因听不见语音报站而导致坐过站，

3、为乘客带来不便。因此，我们研制这个具有汉字显示功能和语音输出功能的报站器单片机系统，以满足这个需要。本系统使用AT89C51单片机作为CPU，由CPU来控制语音合成芯片ISD4004，使其工作在CPU控制模式下。当系统进行语音再生时，由CPU控制语音合成电路中的语音芯片来读取存储器内部的语音信息，并合成语音信号，再通过语音输出电路，进行语音报站和提示。语音是众多信息载体中具有最大信息容量的信号，具有很高的智能水平，人们在提高计算机系统智能化水平时，在人机对话方面就是寻求最好的语音信息交换手段。语音合成芯片的问世，是数字技术发展的结晶。人们只要利用大规模集成电路再配置少部分外围电路，如分力元件，

4、就可以构成语音系统。LR3683语音合成芯片，是Sharp公司推出的比新的语音合成集成电路，它包括波形编码系统，可定时抽取语音数据样本，以供系统作量化和编码之用。LR3683语音合成芯片只是代表了一种语音合成芯片发展的形式。由于语音合成按其使用目的和约束条件等可分为多种合成方式，语音合成的数字方法也因编码方法的多样性而类型结构不一致。因此，语音芯片的种类很多，规格很丰富。世界有许多厂商研制开发语音芯片，我们就有了较多的选择余地。如美国ISD（Information Storage Devices）公司的ISD系列芯片采用直接模拟存储专利技术，把语音信号以原始的模拟形式直接存储在片内EEPROM

5、存储器中，无需进行A/D转换和压缩处理等，从而减少了失真、大大提高了录放音质量，并具有抗断电、音质好、使用方便、可反复录放、无需专用的语音开发工具、能随意列改内容和耗电省等优点，很适合于现场录放音系统。本系统就是采用ISD4004语音合成芯片。在通过语音输出电路，进行语音报站和提示同时，CPU同时通过程序读取汉字信息，送入12864显示电路来进行汉字提示。本显示电路采用由 ST7920 控制驱动 器决定。ST7920 同时作为控制器和驱动器，它可提供 33 路 com 输出和 64 路 seg 输出。在驱动器 ST7921 的配合下，最多可以驱动 25632 点阵液晶。ST7920 系列产品硬

6、件特性为提供 8 位，4 位并行接口及串行接口可选，自动电源启动复位功能，内部自建振荡源，6416 位字符显示 RAM（DDRAM 最多 16 字符4 行，LCD 显示范围 164行）等特性。12864具有很强的通用性，可以与AT89C51相连，可已通过软件很好的控制显示器内显示的内容，例如：可设置上、下行路线，可以预报站名、报站名，可以重复本次的报站；当汽车将到达某站时和出站，汽车司机通过键盘来控制本系统进行工作，控制行驶方向及站号（如与实际方向不符，司机可通过键盘来调整显示电路、语音电路的站名）。本次毕业设计的硬件系统是在AT89C51的基础上由ISD4004语音芯片、12864液晶显示模

7、块、独立键盘接口等部分组成。利用AT89C51单片机作为CPU来进行总体控制，通过语音芯片ISD4004组成的语音控制电路能够建立多段语音库信息，并且可以对这些段的语音信息进行自由的组合，形成变化多样的语音提示信息，同时使用12864液晶显示电路进行汉字显示，能够实现公交车的语音报站及汉字显示。在CPU控制模式下，选用4*4矩阵按键接入单片机的I/O口，CPU不断扫描I/O口状态，当有按键按下时，通过软件求出键值，再通过软件来实现该键号所对应的功能。因此当汽车到达某站时通过键盘来控制本系统进行工作，通过语音输出电路进行语音报站和提示，CPU同时通过程序读取汉字信息送入LCD液晶显示电路进行汉字

8、提示。工作进度要求2012.12.12012.12.28 撰写开题报告 2012.12.292012.12.31 拟定论文提纲2013.1.12013.2.28 撰写论文初稿2013.3.12013.4.31 论文修改2013.5.12013.5.14 论文定稿指导教师签名： 年 月 日二、毕业论文（设计）开题报告课题研究目的由于现在的公交车上大部分都采用投币的购票方式，不再设乘务员。如何方便、准确地指示乘客到站的以成为当务之急。虽然随着单片机的出现，早有设计出的语音自动报站器投入使用，但实践证明，只有语音的报站器并不能满足所有乘客的需要，比如在噪音比较大的场合或者聋哑人乘车时，就有可能因听不

9、见语音报站而导致坐过站，为乘客带来不便。因此，我们研制这个具有汉字显示功能和语音输出功能的报站器单片机系统，以满足这个需要。目前，在公交车报站方面，由传统的人工报站，逐渐改变为使用微电脑控制的语音文字报站系统。本文设计了实现公共汽车的语音自动报站以及汉字提示的功能的系统。具体将整个系统分为几个大的模块，对每个模块进行详细的设计，系统基本上完成设计要求。最终所用的这些芯片均是常见的并且价格比较便宜的，其制作过程也是不很复杂的，整个系统高科技含量大，并很实用，所以有很好的发展前景。在设计制作过程中利用普通的元件，在短期内便可以开发出来，所以很适合大批量生产公交车辆跟踪和客流跟踪的实时数据是公交调度

10、的基础，实现公交的实时动态调度，不仅需要实现实时的车辆跟踪，更需要快速、准确地获取客流信息，实现实时的客流跟踪。车载设备通过GPS进行精确定位，可以准确、实时地进行车辆跟踪和实现交通管理等功能，但并没有及时准确地获取客流信息，难以实现客流的实时跟踪。目前车载IC卡的使用为广大乘客提供了方便，而且IC卡的客流信息也可以通过无线信道实时发送到调度中心。公交管理实时掌握客流信息，那么实现公交的实时动态调度，建立实时的公交请求、应答及调度一体化系统就成为可能。课题研究计划根据课题的实际需要和研究现状，为更好地高效地保证完成论文，拟如下具体安排：第一阶段：查阅文献、资料第二阶段：撰写论文开题报告第三阶段

11、：实验探索第四阶段：论文定稿与答辩工作进度2013.1.12013.2.28 学习了解AT89C51单片机和各个器件所实现的功能和本次论文相关的原理，与指导老师就所研究的课题进行详细的探讨后再逐条拟定论文提纲。2013.3.12013.3.31 尽力完成论文课题实物并撰写论文初稿。2013.4.12013.4.30初稿完成后，根据指导老师意见就细节和内容进行修改论文。2013.5.12013.5.14多次修改后，最终定稿并上交指导老师。本课题研究现状（需附适量参考文献）随着公交优先战略的确定，公交在缓解城市交通拥堵方面的作用将越来越重要，与这种要求相比，我国大城市公共交通还有很大差距，主要表现

12、为：为社会提供服务信息的水平低，只能是以经验为主的被动、滞后的实施服务，仍以人工作业为主。上述问题显然不利于公交对乘客的吸引，也是导致公交运营组织模式落后、调度方式原始陈旧、企业管理效率不高的重要原因。因此，如何提高公交系统的服务质量，是现代公交行业亟待解决的问题。我国发展智能运输的基础较差，因此理论研究虽在进行，但相应技术却得不到推广。在实际生活中得不到应用，达不到广泛服务社会的目的。所以发展一种自动报站系统，提高公交服务质量就成为民用科技研究的一个项目。目前在国际上已经实现了DPS定位车载智能系统，在国内的几个大城市也都有使用，实现了公交系统的全面监控、调度。公交车自动报站系统的研究也达到

13、了无线联络，全自动报站的水平。但其一般其经济投入较高。结合我国现有的公交系统现状，半自动化报站系统还有很大的应用空间。适应用于一些中小城市。单片机具有体积小、功能强、可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和生活的各个角落，有力的推动了各行业的技术改造和产品的更新换代。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅 速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC 机外围以及网络通讯等广大领域。单片机有两种基本结构形式:一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程 序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿结构

14、。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器，目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。然而在某些比较特殊的应用系统中。我们不仅希望单片机系统能够完成数据的采集处理，而且同时还想知道产生这些数据的时刻，以便于更详细地了解和掌握现场情况，因此为单片机系统增加数字时钟将是不可回避的一项新型的工程技术。参考文献1刘斌儒,戴勇.基于AVR单片机Mega16的电子时钟设计J.国外电子元器件,20082汪川,樊泽明.基于单片机的日历时钟模块设计J.电子设计工程,20103张乐芳,庞新法,黄天录等.MCS-51单片机中软时钟设计的优化方法J.现代电子

15、技术,20104刘凤格.MCS-51单片机的时钟电路J.菏泽师范专科学校学报,20035李伟.基于PIC单片机的电能表时钟误差分析仪的研究J.国外电子测量技术,20076董立军,周杰.基于PIC单片机的电波数码显示时钟的设计J.微计算机信息,20067郭晓琳.基于单片机的电子时钟设计J.中国科技博览,20108樊清海,刘培培,耿娟平等.基于单片机的数字时钟C语言设计J.北华航天工业学院学报,20109彭小军.用单片机实现电子时钟J.新余高专学报,200410赵琳,王璐,闵莉等.基于单片机的时钟校时系统设计J.科技广场,200911基于AT89C51单片机数字时钟的研究J.机电产品开发与创新,2

16、00912盖立丰,万茸.基于AT89S51单片机的智能时钟控制系统J.中国科技成果,200913马静波,刘健.单片机I2C接口的时钟日历应用系统J.信息技术,2005 14顾曙敏,朱幼莲.单片机与串行时钟DS1307的接口设计J.现代电子技术,200315王令,王宏华.基于80C196KC单片机的高精度智能时钟设计J.计量与测试技术,200516蒋敏.用闪速单片机制作的大时钟设计研究J.宁波职业技术学院学报,200217谭翚,元红妍,李纲民等.一种嵌入式单片机系统-GPS网络时钟J.烟台大学学报(自然科学与工程版),200218马庆勇,吴中明.基于单片机的多功能时钟控制电路J.电子科技,200919于建勇.浅谈时钟电路在单片机中的作用J.硅谷,2011 20杨莉,舒军,焦启民等.单片机总线上多时钟域下数据传递的可靠性研究J.湖北大学学报（自然科学版）,200921魏立峰、王宝兴单片机原理与应用技术M.北京大学出版社，200622潘永