公共汽车语音报站器(文献综述)

公共汽车语音报站器的设计

吴明春

摘要：优先发展城市公共交通，不仅可以缓解城市交通拥堵的问题，也是改善城市环境，促进城市可持续发展的必然要求。公共交通必须依靠科技进步来满足日益增长的社会需求，这一点已经成为共识。因此，公交车报站系统的发展的日趋完善已经成为必然。本文介绍了公交车报站器的发展以及对集中典型的报站器的介绍与分析。关键词：报站器门控单片机 GPS 语音报站

Abstract：Give priority to the development of urban public transport, can not only ease urban traffic congestion problem, but also improve the urban environment, and the inevitable requirement to promote sustainable urban development. Public transport must rely on scientific and technological progress to meet the growing needs of the community, which has become the consensus. Therefore, the maturing of the system of bus stations have become a necessity. This article describes the development of the bus stop, and stop the centralized typical presentation and analysis.

Key word ：The DIAS , gated single-chip, GPS, voice stop

引言

城市公共交通是城市建设和发展的重要组成部分，是影响国民经济和社会发展的具有全局性、先导性的基础产业，加快城市公共交通事业的发展，也是加快城市化进程的一项重要内容。随着城市区域不断扩大、旅游资源的发展、城市人口的增加、道路网络的构筑、人民生活水平的提高，以及政府“公交优先”的政策推行，为城市公共交通事业的发展创造了良好的经营环境。随着国民经济的飞速发展，公交系统也日新月异[4]。不仅公交车的型号不断更新换代，而且为了公司效益目前大半改成无人售票车。报站也由原来的售票员报站给有司机按键报站了。但是由于公交司机又要开车，又要兼顾按键报站，所以常常出现误报、漏报等现象，不能满足公交系统的要求；另一方面，由于司机开车时为报站分散精力，也对公交的安全运行埋下了隐患。因此，对自动报站系统的需求也日益强烈。自动报站可节省员工开支，又可以利用报站器播报标准的普通话站名。

1. 国内外报站器的发展现状

对智能交通系统的研究许多国家都投入了巨大的人力和物力，并成为继航空航天、军事领域之后高新技术应用最集中的领域。目前已形成以美国、日本、欧洲为代表的三大研究中心。

在美国，对智能交通系统(ITS)的研究虽然起步最晚，但由于投入较多，目前已处于该领域的领先水平。美国建立有结合救助服务的辅助导航系统，该系统即为一个监控中心，由较为完善的功能强大的计算机管理系统并配有电子地图及通信连接设备组成，能为装有GPS设备的车辆提供定位跟踪管理、报警服务受理、求助服务受理、紧急救援提供、在线语音导航以及安全防盗服务等。另外，美国为了防止交通堵塞、提高公路运输能力，利用GPS、城市交通地理信息和移动通信，与交通管理中心联络，为司机提供实时的交通信息，指引车辆选择最佳的行车路线，避开交通堵塞路段，还可以为司机及时调整车距，避免撞车提供信息。日本城市公共交通智能化的发展经历了3个阶段：70年代末开始应用公共汽车定位系统——公交汽车接近显示系统；80年代初开始应用公交运行管理系统，其中包括乘客自动统计，运行监视和运行控制；进入90年代，由于机动车数量的增长和严重交通拥挤的影响，要保持正常的行车速度十分困难，由此引起的公共交通的不便性和不可靠性导致乘客数量的急剧减少。

欧洲在ITS的研究方面采取整个欧洲一体化的方针，由政府、企业和个人三方面共同出资进行智能运输系统的研究，著名的项目有PROMETHEUS和DRIVE等，其中DRIVE工程是目前世界上交通运输界规模最大的合作研究计划，共有12个国家的700多个单位参加，经费达5亿欧元。欧洲许多国家同中国一样具有悠久的历史，城市街道一般都比较狭窄。但是，它们通过实施公交优先政策，设立公交专用道，为公交车提供优先通行信号，布设智能公交监控与调度系统等措施，提高公交车辆运行速度和公交服务质量以吸引公众乘坐公交车出行，从而有效地缓解了城市交通压力，解决了城市交通问题，并取得了明显的社会经济效益，这些经验值得中国许多大中城市借鉴。

我国汽车化水平逐年提高，全国民用汽车特别是小汽车的绝大部分均在城市范围内使用。城市交通拥挤和阻塞现象日趋严重，交通事故频发与环境污染越来越引起社会的普遍关注。城市交通问题已严重阻碍了城市居民生活水平的提高和整个城市经济的可持续发展，成为城市发展的瓶颈。最大限度的提高现有交通资源的利用效率是解决问题的根本出路。城市公共交通由于具有运载量大、运送效率高(人均占用面积小)、能源消耗低、相对污染少等优点，能实现对交通资源的高效利用，从而有效地缓解城市交通压力。因此，解决城市交通问题的关键是引导人们在出行时尽量选择公共交通

工具。但是要让市民心甘情愿的选择公共交通工具，就必须提高公共交通的服务质量，让市民真正感觉到公共交通的方便、省钱、可靠和快捷。因此，开发和建设先进的公共交通管理系统以改善公交管理和提高服务的质量，从而改善整个城市交通状况是解决城市交通问题的关键。

从80年代中期开始，大城市的公共汽车交通相继萎缩。90年代初，公共汽车在居民出行交通结构中，多数大城市从原来30%下降到10%以下。其原因是公交企业主要依靠政府补贴，运营效率不和经济挂钩，服务质量下降与企业生存无关，因而普遍处于亏损状态。虽然近年来我国城市公交建设取得了较大的进展，但城市公共交通滞后于经济社会发展的局面没有根本改变。

2.报站器的简单介绍

（1）一般语音报站器

基于AT89C52而设计的公交车自动报站系统，为了能够方便的报站和硬件设计的简单用两个外部中断来控制站台的”+”和“-“,通过记数来判断所到的站台,并且通过RESET来复位.由于汉字信息的存储量大,而单片机内部RAM比较少，不够用,为了提高可靠性可用串行E2PROM,它是可在线电擦除和电写入的存储器,该存储器具有体积小,接口简单,数据保存可靠,可在线改写和功耗低等特点,在单片机系统中应用十分普遍。在此，此系统选用了AT24C64，它是8K的串行EEPROM，是支持IIC总线数据传送协议的串行通信的片外存储CMOS，EEPROM。而对于公交车要随时修改站台的信息，可以通过一个电平和逻辑关系转换的器件来使得单片机和PC机进行通信，EIA-RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA-RS-232C

与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片[2]。

图1 一般语音报站系统方框图

这样的报站器成本低，结构简单。但是需要司机时刻关注进出站的状态以及每个站点的序号，这就影响了司机的注意力，存在着驾车安全隐患问题。并且同时容易出现错报等现象，报站的准确性依赖于司机手工操作的熟练程度。

（2）无线信标语音报站器

系统采用DF数据发射模块，它的工作频率为315M，采用声表谐振器

SAW稳频，

频率稳定度极高，当环境温度在11－25～＋85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统[7]。

DF数据模块采用ASK方式调制，以降低功耗，当数据信号停止时发射电流降为零，数据信号与DF发射模块输入端可以用电阻或者直接连接而不能用电容耦合，否则DF发射模块将不能正常工作。数据电平应接近DF数据模块的实际工作电压，以获得较高的调制效果。

当公交车离站台一定距离时（距离可根据具体环境进行调整），接收到发射器的信号，经过编码验证后，将信号送入主控制电路板。主控制电路板由单片机来进行控制，通过编写程序，按照顺序发出控制信号给语音存储模块，调用语音模块中录制好的语音信息，再通过功率放大电路放大后，就可驱动扬声器，自动播报语音信息[6]。

图2系统方框图

整个过程完全由单片机控制自动完成，无需公交车驾驶员参与，报站准确解决了

对站点漏报误报的缺点。但是这样需要为每个站点组建无线发射信标，建设复杂费用高，大部分站点无电源供应；公交车数量多市存在频率干扰问题，且较严重；用户修改站点非常不方便；系统维护成本高。因此不能大量投入使用。

（3） GPS自动语音报站器

本设计以单片机技术为核心，选用89c52为主控芯片，ISD4004为语音部分的控制芯片同时加装了24c64芯片储存设定的站台信息，广播部分运用TDA2822对声音信号进行放大[1]。用户可以自主设定站点，自主进行站台信息的录制。该系统通过实时对GPS模块输出数据采集，并根据得到的经纬度信息判断公交车当前是否到达预设的各个站点。当到达既定的站点时通过语音芯片实时播报站点信息，并通过LCD显示站名和当前经纬度[6]。

主控制系统模块采用MCS-52系列单片机为主控芯片。其有外部时钟电路、ROM/EPROM、RAM、定时/计数器、并行接口、串行接口、中断系统等部分构成。这里采用11.0592MHz的晶振。因其需要+5V的电源这里我们用了稳压模块7805。

GPS定位模块选用GB10模块。该模块是专门用于车载导航的GPS接收模块。其接收信号为L1（1575.42MHz）波段，灵敏度为-152dBm，支持NMEA-0183协议，并通过通用UART串行通信口把数据发送出来，该协议使主控器接收和处理GPS定位信息变得非常简单。另外GB10支持从4800bps到115200bps的所有标称波特率，主控器可通过UART发送命令设置通信波特率和接收那些GPS定位语句，从而适应主控器的要求[5]。

在语音放大电路中，功放芯片选用的是TDA2822，该芯片性能好具有高保真的声音输出。在该电路中的speaker为一个标准的音频接口，可以方便声音的输出，在该系统中用了一个外接的8Ω喇叭[5]。

图3 系统方框图

报站精确，不存在误报漏报的缺陷，完全智能化的操作不需要人工操作、也无须

建设任何车外设施。但是成本昂贵，较难实现普及，中小城市难以普及。同样会受到信号、天气因素等干扰信号。

3.总结

公交车已经成为一般工薪族和学生族出门必须的交通工具，因此公交报站器在公交事业中占有举足轻重地位，它直接影响到公交车的服务质量。本文介绍了公交车报站系统的当前国内外现状以及发展趋势，还介绍了现阶段应用最广泛的报站系统的组成以及对它们进行分析和评价。

综合以上各种类型的报站器的分析，目前我们需要一种使用范围广泛的通用报站器，因此一种既廉价又报站准确的语音报站器的设计已经成为必然。

参考文献：

[1] 韦宏利.语音芯片在报站器中的应用[J].现代电子技术.2003，（13）：30-31

[2] 高伟.AT89单片机原理及应用（第一版）[M].北京:国防工业出版社.2008,71-75.

[3] 袁成. 自动报站设备[J]. 城市公用事业. 2003,17(3)：42-43

[4] 付丽辉. 汽车自动报站器的设计[J]. 世界电子元器件. 2003,(3),70-71

[5] 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(增刊).2006,(6):561-563.

[6] 徐爱钧,彭秀华.NRF401无线收发模块应用[M].北京:电子工业出版社.2001.

[7]杨伟平,刘剑飞等.基于nRF905的公交车自动报站系统[J].通信技术.2009,(10):134-136.