（开题报告）
课题研究的目的，意义
公交车为出门的朋友们提供了快捷方便的服务，而公交车的报站问题直接关系到公交公司对乘客们的服务质量。乘务员在传统公交系统中一直负责报站的重要任务，但是这种方法事倍功半而且工作强度很大，在很多发达城市已经摒弃不用了。近几年来，世界乃至我国的科学技术飞速发展，在许多领域微机技术已经变成主导。在现今声学的领域里，公交语音报站器已经成为可能，可以使用微机与语音芯片相结合来完成语音合成的技术来实现这个目标，从而使市民有了更加人性化完善的服务。介于以上问题及原因综合实际使用情况，设计了一种由单片机控制的公交车自动报站系统.obd数据
我国相当数量的中小城市的机动车保有量已经达到几乎饱和的程度，大力发展城市公共交通已经成为城市管理者解决城市拥堵的主要措施。给乘坐公交车出行的人们提供舒适便捷已经成为公交系统的主要任务，作为一个城市的公交企业，它既要代表政府体现当地城市的形象，又要尽一切力量减少政府投资，创造良好的社会效益和经济效益。而传统的公交运营系统的装备和管理模式较难达到这两者的完美结合。随着科学技术的发展，公交应用系统带给公交企业的将不仅是形象的提升，也是效益的增长。虽然现在已经有些车上已经采用GPS 定位系统自动报站，但其昂贵的成本，难以实现普及。为了
实现城市公交车的自动报站，设计了一套低廉、高性能的城市公交车自动报站系统系统具有一定的现实意义。
国内外研究现状
近些年来，随着经济的增长，城市人口的逐渐增多，城市的车辆也是逐年递增，使得
原本就拥挤的道路变得更加地拥挤，严重影响了车辆通行的速度。在现代化城市里，公交
车已经成为都市人生活不可替代的交通工具，它的运行状况直接影响到人们的生活。目前
在国内的大多数城市中，公交车普遍采用无人售票的方式。存在了几十年的公交车售票员
在国内各城市的公交车上已经不见了，代之而来的是无人售票及手动报站。目前在国外发
达国家公交系统中，电子信息技术在公交车上已经得到了广泛的应用，如自动报站器、电
子显示屏、IC 卡、GPS 卫星定位系统等，有效地促进了公交车的服务水平和经营效
益的提高。而我国的情况变化不大，仍然采用的是人工按键报站，甚至一些地区还存在售
票员报站。只有北京、上海、深圳、广州、青岛等城市实现自动报站.
公交车报站器在公交事业中占有举足轻重的地位，它直接影响到公交车的服务质量。现今，有三种公交报站的方式，其中有一种功能强大，系统稳定，就是利用GPS 全球卫星定位系统的公交语音报站系统，这种报站系统已经在美国的一些城市投入使用，国内也有此类产品的研制开发，其但投资昂贵，尤其是一些中小城市无法承受。现在我国大部分城市采用的是手动电子报站和人工报站的方式，而它们都离不开司务人员，这样就加大了司乘人员的工作强度。手动电子报站一般由司机或者乘务员控制，经常出现错报、误报的情况，而人工报站容易给外地乘车人员带来不便，这种报站方式应用的越来越少了
公交车为出门的朋友们提供了快捷方便的服务，而公交车的报站问题直接关系到公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，也这种要求相比，我国大城市公共交通还有很大差距。我国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。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，实现了公交奔驰gls450 2021款
系统的全面监控和调度。公交车自动报站系统的研究也达到了无线联络，全自动报站的水平。
最贵的汽车拟采取的研究路线
整个自动报站系统主要由GPS 模块、主控制器及其外围电路两大部分构成。硬件系统以AT89C51SND
1C 单片机作为主控制器，以GPS 模块为数据采集器，以图形点阵液晶显示模块LCD 为信息显示器，从而实现数据采集、自动报站和信息显示等功能。在实现公交车自动报站系统时，MCU 通过串行口处理GPS 模块的通信数据，公交车预使用的语音信息（如报站、广告、温馨提示等）通过USB 接口以MP3 文件格式存放在Nand Flash 芯片中，需要播放时，再从Flash 中读取。键盘接口可以用来实现对系统的手工控制，LCD 显示可以让司机掌握系统的工作状态。该系统的硬件框图如图所示
（1）MCU为主控制器（2）GPS 模块为数据采集器（3）LCD为信息显示器（4）Nand Flash 存储器用来读取数据（5）键盘实现对系统的手动控制
进度安排
1、根据论文研究内容，查阅、收集文献资料，完成开题报告、文献综述及外文翻译第1-2周
2、确定系统总体方案第3-4周
3、系统硬件设计，包括元器件的选择和单元电路设计第5-8周
4、绘制硬件电路图，包括单元电路图和整体电路图第 9周
5、编写系统软件程序，并调试第10-11周
6、应用仿真软件对设计系统进行仿真第 12 周
7、撰写毕业设计论文第13-15周
8、准备毕业答辩第16周
文献综述
课题研究的目的和意义
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
国内外研究现状
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
研究主要成果
王建军，《严宝杰.交通调查与分析[M].》北京：人民交通出版社，2014. 公共汽车是目前世界各国使用最广泛的公共交通工具。它起始于1905 年的美国纽约，当时用公共汽车代替原有的公共马车，20 世纪30 年代得到了迅速的发展。公共汽车之所以被广泛采用，是由于它的机动灵活，只要有相宜的道路，就可以通行，并且公共汽车组织运行所需的附属设施的
投资，较之其它现代化公共交通工具也最少。我国的公共汽车车辆类型甚多，按载客量分，有小型（载客60~90 人）、中型（载客90~130 人）和大型（载客
130~180 人）。大型公共汽车对解决上下班客运高峰时间的乘车拥挤情况起了很大的作
用.大型公交的乘客管理有一定的麻烦，所以智能公交系统的研究有很大的作用。智能公交系统是智能交通系统的重要研究内容，近年来开始出现了许多针对公交车辆智
能化的研究与尝试，这其中就包括自动报站系统。
吴亮，王建新《基于单片机的智能公交系统设计》北方民族大学电气信息工程学院
为了提高公交系统运行的智能化、信息化水平，在分析智能公交系统应具有功能的基础上,
设计了采用无线跳频通信的公交系统，主要包括公交系统和站台系统，并提出了硬件和软件实现系统。研究结果表明：该系统采用无线通信技术传输站台信息，能完成自动化公交车语音报站和公交车站台预报车号，并对公交车实行智能调度；该系统实现了准确掌握车辆实时运行情况，乘客能及时了解车辆到站情况，提高了公交管理、调度的智能化和信息化水平
杨程泽《单片机公交语音报站器的设计》华中师大电子信息技术专业硕士生论文2009. 以51单片机为核心设计一个公交车语音报站系统此公交车报站系统主要可分为四个部分：单
片机控制部分、语音播报部分、液晶显示部分和键盘输入部分，采用51单片机作为主控制芯片，利用I
SO142OP实现语音报站，显示采用FM12864F液晶显示模块，键盘采用通用家用彩电遥控器(SAA301O)T，简单易行且控制方便。
王东张海辉《基于GPS定位的公交车语音报站系统设计》西北林业大学电子工程学院本研究根据公交车报站的实际需要，设计并实现了基于GPS 的
公交车自动报站系统。该系统利用嵌入式实验设备实现了公交车的自动报站，具有性能高、能耗低、体积小、播报准确的特点，便于在实际运行的公交车上使用；采用先进的卫星定位技术与语音播放技术相结合的方式，彻底改变了传统公交车语音报站器由司机手控的方式，进站、出站自动播报站名及服
务用语，准确、及时，完全不需要人工介入
颜世强李树广《公交车自动报站系统设计》上海交通大学自动化系
目前，在公交车报站方面，也由传统的人工报站，逐渐改变为使用微电脑控制的语音文字报站系统。笔者采用(89C51) 单片机、ISD004语音芯片、点阵型.LED 显示屏以及-DS18B20 数字式温度传感器设计了一种既经济又高效的公交报站系统octavia明锐
刘基余.GPS 《卫星导航定位原理与方法(第二版)[M].》北京：科学出版社，2008.全球定位系统是美国
从20 世纪70 年代开始研制，历时20 年，耗资200 亿美元，具有最便宜的车
在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。它可以提供全球范围内的导航定位数据，用户实时接收卫星发出的星历，可以推算出用户当前的位置、速度和时间等定位信息。GPS 具有全天候、全球性、全能性（陆地、海洋、航空与航天）、自动化、高精度的导航、定位、定时测速等显著特点，并成功的应用于大地测量、工程测量、航空及智能交通等多种学科[9]。它是由21
颗工作卫星和3 颗在轨备用卫星组成的实用系统。这些星分布在互成60 度的 6 个轨道平面上，每个轨道平面平均分布3 颗卫星。这样，对于地球任何位置，均能同
时观测到4 颗卫星。目前，全球定位系统己成为迄今最好的导航定位系统，随着GPS 的不断改进，硬、软件的不断完善，其应用领域正在不断地开拓。
眭相林基于《GPS定位的公交车自动报站系统研究》江西理工大学硕士学位论文2008.12该系统是以GPS 定位技术为基础来实现自动定位，从而提供自动报站服务，本文首先详细介绍了GPS的定位原理等基础知识，但由于GPS定位受到一些地理环境等因素的影响，GPS 信号有时会发生丢失，研究了采用GPS/DR 组合定位，以GPS 定位为主，DR 定位为
辅的方法。然后提出了以AT89C51SND1C 单片机作为主控制器的硬件总体设计方案，着重分析设计了各部分电路，包括电源电路、系统时钟电路、复位电路、USB 接口电路和Nand Flash存储器电路等，并给出了实际应用电路图和PCB 板的元件布局图，完成了整个系统硬件电路的功能设计。最后在软件设计部分，介绍了系统所采用的软件开发环境及其主程序设计，着重分析设计了U 盘功能模块、MP3 语音播放模块、GPS 信息接收与处
理模块和LCD 显示模块的实现流程，特别是对U 盘功能模块中USB 设备枚举、Bulk- Only 传输协议以及FAT16 文件系统的实现做了较详细的说明，并给出了大部分的源代码。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
摘要
五十年代末，原苏联发射了人类的第一颗人造地球卫星，美国科学家在对其的
跟踪研究中，发现了多普勒频移现象，并利用该原理促成了多普勒卫星定位导航系
统的建成，在军事和民用方面取得了巨大的成功，是导航定位史上的一次飞跃，我
国也曾引进了多台多普勒接收机，应用与海岛联测、地球勘探等领域。但由于多普报价网站
勒卫星轨道高度低、信号载波频率低，轨道精度难以提高，使得定位精度较低，以
满足大量测量或工程测量的要求，更不能用于天文地球动力学研究。为了提高卫星
定位的精度，美国从1973 年开始筹建全球定位系统GPS创(Global Positioning System)。在进行了方案论证、系统试验阶段后，于1989 年开始发射正式工作卫星，
并于1994 年全部建成，投入使用。GPS系统的空间部分由21颗卫星组成，均分布在
6个轨道上，地面高度为20000余公里，轨道倾角为55度，扁心率约为0，周期约为 12 小时，卫星向地面发射两个波段的载波信号，载波信号频率分别为1575.442兆赫兹
(L1波段)和1227.6兆赫兹(L2波段)，卫星上安装了精度很高的原子钟，以确保频率
的稳定性，在载波上调制有表示卫星位置的广播星历，用于测距的C/A 码和P码，
以及其它系统信息，能在全球范围内，向任意多用户提供高精度的、全天候的、连
续的、实时的三维测速、三维定位和授时。
GPS 系统的控制部分有设在美国本上的5个监控站组成，这些站间不断地GPS
卫星进行观测，并将计算和预报的信息由注入站对卫星信息更新。
GPS系统的用户是非常隐蔽的，它是一种单程系统，用户只接收而不必发射信
号，因此用户的数量也是不受限制的。虽然GPS系统一开始是为军事目的而建立的，
但很快在民用方面得到了极大的发展，各类GPS 接收机和处理软件纷纷涌现出来。
能对两个频率进行观测的接收机称为双频接收机，只能对一个频率进行观测的接收
机称为单频接收机，他们在精度和价格上均有较大区别。对于测绘界的用户而言，
11
GPS己在测绘领域引起了革命性的变化，目前，范围上数公里至几千公里的控制网
或变形监测网，精度上从几百至毫米级的定位，一般都将GPS作为首选手段，随着
RTK 技术的日趋成熟，GPS一开始向分米乃至厘米级的放样、高精度动态定位等领
域渗透。
国际GPS大地测量和地球动力学服务IGS自1992 年起，己在全球建立了多个数
据存储及处理中心，和百余个常年观测的台站，我国也设立了上海余山、武汉、西
发布评论