基于STC89C52的公交智能报站系统设计

涂朴

（四川文理学院，四川达州635000）

基于STC89C52的公交智能报站系统设计

涂朴

（四川文理学院，四川达州635000）

设计一种由STC89C52单片机和nRF24L01无线模块等组成的自动报站系统。该系统主要由发射模块和接收模块两部分组成，接收模块通过接收无线模块发送的信号，再通过CPU发出指令，控制语音模块，从而达到自动识别、自动报站的功能。该系统解决了一对一的单信道信息发送接收模式，实现了一对多的多信道信息发送接收模式，在设计成本上有极大的优越性，提高了站台的利用率，减少空间的占用，实现了城市公交报站的智能化。

单片机；发送模块；接收模块；智能报站

0 引言

随着科学技术的日益发展和进步,无人售票公交车在街头日益增多,公交车语音报站器被大范围应用,不但减轻了乘务员的大部分工作压力,同时对很多不熟悉路况的人有了很大帮助。公交车自动报站器的设计主要是为了改变传统语音报站器必须由司机控制才能工作的落后方式，它可以在进出站时自动播报所在车站的名称[1⁃2]。利用无线传感器网络技术，进行自动识别，自动报站，从而不需要司机来干预，减少了驾驶员的操作，增强了公交车的安全性，降低了安全隐患[3⁃4]。

1 系统硬件设计

本系统由固定发射装置和接收装置两块电路组成。固定发射装置由单片机最小系统、无线数据收发模块组成。系统采用的单片机是STC89C52，用来作CPU，同时经无线发射模块进行发射信息[5⁃6]。

接收装置由单片机最小系统、无线数据收发模块以及语音、功放和喇叭组成。经接收模块接收信号，将信息送至CPU，由CPU发出指令，控制语音模块，从而达到自动识别、自动报站的功能，如图1所示。接收及语音控制系统如图2所示。

图1 系统硬件结构

1.1 接收发射模块

nRF24L01是一款工作在2.4～2.5 GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括:频率发生器、增强型SchockBurstTM模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。输出功率、频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。

图2 接收及语音控制系统

1.2 语音及功放模块

语音模块由MP381组成，选择该模块的并行模式进行语音控制，该模块可控制超过两百段语音，可完全满足公交车的语音需求，并还可以添加其他的语音提示，如天气，温度等。

功放模块采用的是单功放LM386芯片，可以采用其他的双功放芯片（语音模块支持双通道语音功放），语音模块自身也有功放，但音量比较小。

1.3 单片机控制

单片机的作用是将已定义好的数据通过无线接收模块发射和接收,并以此为标准读取相应的地址,送给语音芯片,启动语音芯片送出声音信号进行报站。接收模块接收到发射模块发射的信号时将其解调还原出有效数据,经隔离处理后送入CPU。由于系统采取自动报站方式,需要预录取站名及提醒语句,电路中必须加入语音电路,语音电路采用MP381语音模块。当数据接收模块将接收到的信号送入单片机时,单片机将此信号进行解码,信号经过校验确认正确后,根据信号读取相应的地址给语音芯片,启动语音芯片送出声音信号,完成语音报站。由于语音芯片输出的音频信号功率较小,在报站时要求比较大的声音,这就需要对语音芯片输出的声音信号进行功率放大。

自动报站系统实物模型如图3所示。

2 系统软件设计

在keil μVision软件开发环境下，通过C51语言编程调试，以此来实现该系统的功能。整个系统从软件设计的角度主要编写了语音控制模块与无线数据收发模块的程序。

图3 实物模型

2.1 无线数据收发节点的软件设计

在软件设计中，通过对无线模块的了解，编写数据发送、数据接收功能的程序，实现了数据发送后，经过数据接收到信号，解密信息，传输到单片机控制中心，完成了信息的通信，达到该节点的功能。

2.2 语音控制上的软件设计

在经过数据的收发后，单片机收到解码过的地址信息，通过地址信息，进行精确的控制语音选择性读取，达到控制语音信息的目的，实现语音输出。

2.3 系统实现

完成各模块的软件设计，使之连接在一起，通过调试运行后，载有无线接收模块的小车行驶过基站时，语音系统正常播报语音，达到语音智能报站的功能。

3 结语

本文设计了一种用于城市无线公交车自动报站系统,实现了公交车的智能报站。该系统与其他方式的报站系统进行比较,具有价格低廉,且报站准确率高的优点。该系统还能实现多信道传输信号，可用于公交车网络，在各个公交车交叉点可实现一站多车的报站，与GPS相比，节约了成本。

[1]张雄希.无线传感器网络在城市智能公交系统中的应用[J].重庆交通大学学报，2009（6）：1064⁃1066.

[2]林绿洲，王力超，陆起涌.基于GPS与GPRS的公交智能监控系统[J].仪器仪表学报，2006（z1）：561⁃563.

[3]张雅兰.公交车自动报站系统改进研究[J].广西工学院学报，2010（4）：22⁃25.

[4]王娟，刘国尧.公交自动报站系统的设计[J].自动化技术与应用，2010（8）：74⁃76.

[5]杨欣，莱·诺克斯，王玉凤，等.电子设计从零开始[M].北京：清华大学出版社，2010.

[6]程国刚.案例解说单片机C语言开发[M].北京：电子工业出版社，2012.

Design of intelligent bus⁃stop announcement system based on STC89C52

TU Pu
(Sichuan Academy of Arts and Sciences,Dazhou 635000,China)

An automatically stops system composed of STC89C52 microcontroller,NRF24L01 wireless module,and other components is designed.The system is mainly composed with transmitting module and receiving module.The receiving module receives signals which are sent by the wireless module,then sends instructions by CPU to control voice module,and realizes the function of automatic identification and automatic stop announcing.The proposed system replaces one⁃to⁃one single channel infor⁃mation sending and receiving mode,while realizes one⁃to⁃many multi⁃channel information sending and receiving mode,also has great advantages in design cost,improves the utilization rate of the platform and reduces the occupied space,realizes the intelli⁃gence of city bus stops.

STC89C52；transmitting module；receiving module；intelligent bus⁃stop announcement

TN965⁃34；TP393

A

1004⁃373X（2015）09⁃0104⁃02

涂朴（1984—），女，硕士，讲师。主要研究方向为无线电子技术、智能控制。

2014⁃11⁃19

四川省教育厅自然科学基金（14ZB0314）；四川文理学院项目（2012z010y）