基于GPS公交報站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計摘要公交車智能報站系統(tǒng)是當(dāng)前為滿足人們幸福感，提升人們乘坐公交車的舒適性、便捷性重要研究內(nèi)容，這是促進(jìn)綠色生態(tài)高質(zhì)量發(fā)展，減緩城市日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題的重要措施之一。本設(shè)計采用了以GPS定位模塊為基礎(chǔ)，配以單片機(jī)作為控制核心，拓展了溫度采集電路、LCD數(shù)據(jù)顯示電路、語音靠站播報電路以及時鐘電路等完成了一種性能相對較高的公交車靠站播報系統(tǒng)的設(shè)計?；贕PS公交報站系統(tǒng)介紹了利用GPS采集位置信息，并結(jié)合語音播報技術(shù)，完成公交車所經(jīng)站點的位置播報和其他語音服務(wù)，同時利用DS1302時鐘芯片與溫度傳感器DS18B20完成萬年歷頁面的構(gòu)建已經(jīng)公交車環(huán)境溫度采集，極大提升了居民的幸福感，便利了居民的生活。關(guān)鍵詞：GPS；語音播報；單片機(jī)DesignofBusStopReportingSystemBasedonGPSAbstractTheintelligentbusstationannouncementsystemisanimportantresearchcontentinordertosatisfypeople'ssenseofhappinessandimprovethecomfortandconvenienceofpeopletakingbuses.one.ThisdesignusesaGPSpositioningmoduleasthebasis,withasingle-chipmicrocomputerasthecontrolcore,andexpandsthetemperatureacquisitioncircuit,LCDdatadisplaycircuit,voicestationbroadcastcircuit,andclockcircuittocompletearelativelyhigh-performancebusstop.Designofstationbroadcastsystem.BasedontheGPSbusstationreportingsystem,thispaperintroducestheuseofGPStocollectlocationinformation,combinedwiththevoicebroadcasttechnology,tocompletethelocationbroadcastandothervoiceservicesofthebusstops,andusetheDS1302clockchipandthetemperaturesensorDS18B20tocompletetheconstructionoftheperpetualcalendarpage.Thecollectionofvehicleambienttemperaturegreatlyimprovesthehappinessofresidentsandfacilitatestheirlives.KeyWords：GPS；Voicebroadcast；Single-ChipMicrocomputer

目錄TOC\o"1-3"\h\u1緒論 11.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.2國內(nèi)現(xiàn)狀的問題 21.3設(shè)計任務(wù)與要求 32總體方案設(shè)計 42.1方案比較 42.2方案選擇 53單元電路設(shè)計 63.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計 63.1.1單片機(jī)的簡介 63.1.2時鐘與復(fù)位電路設(shè)計 73.2DS1302時鐘電路設(shè)計 83.2.1DS1302計時原理 83.2.2DS1302電路組成 93.3語音模塊電路設(shè)計 103.3.1WT588D模塊介紹 103.4GPS模塊電路設(shè)計 113.4.1GPS電路介紹 113.5LCD顯示電路設(shè)計 123.6按鍵輸入電路設(shè)計 緒論為了促進(jìn)現(xiàn)代城市綠色生態(tài)的高質(zhì)量發(fā)展，同時滿足現(xiàn)階段市民對出行日益增長的美好生活需要，以及響應(yīng)貫徹以綠色出行、環(huán)保出行成為普遍形態(tài)的新發(fā)展理念。城市便捷公共交通汽車已經(jīng)成為了城鎮(zhèn)居民使用的最多的一種綠色、低碳、環(huán)保的出行方式，同時也越來越得到廣大市民群眾的認(rèn)同及喜愛。伴隨著公共交通事業(yè)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日益革新，自動報站技術(shù)也迎來了新一輪的進(jìn)步，針對現(xiàn)在公交車到站提醒方式大多數(shù)為按鍵提醒，缺乏智能化、自動化技術(shù)的支持，因此在面對現(xiàn)階段公共交通的不足時，需要對公交車報站系統(tǒng)進(jìn)行智能化升級。自動報站技術(shù)的推廣，提升了市民乘客乘坐的體驗感，同時解決了人力報站所帶來的安全隱患，進(jìn)一步保障了市民朋友們的生命安全?，F(xiàn)今市場上已出現(xiàn)了基于GPS全球定位的智能報站系統(tǒng)，但市場上的智能報站系統(tǒng)功能過于單一，且準(zhǔn)確性有待提升，為提高GPS的公交智能報站系統(tǒng)的普及率，需對其進(jìn)行進(jìn)一步的改良和優(yōu)化。本系統(tǒng)設(shè)計主要介紹了一種新型的基于GPS公交報站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，在公共交通汽車原有的人工報站的基礎(chǔ)上進(jìn)行了新技術(shù)的開拓、創(chuàng)新，在報站系統(tǒng)中主要采用了GPS模塊的定位功能，利用單片機(jī)STC89C52作為硬件電路的主要控制核心器件，系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中通過GPS模塊不斷的與衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)獲取當(dāng)前車輛坐在的位置信息，將當(dāng)前獲取到的地理位置信息送入單片機(jī)內(nèi)部與其預(yù)存的位置信息數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，分析當(dāng)前車輛是否處于需要進(jìn)行語音播報的位置，若公交車已到達(dá)指定站點，此時系統(tǒng)將執(zhí)行播報命令，讀取指令，并通過語音模塊完成播報任務(wù)。同時該系統(tǒng)拓展了室內(nèi)溫度測量裝置，時鐘裝置，溫度信息、年月日時分秒等信息會與當(dāng)前站點的位置信息同時在LCD顯示屏中進(jìn)行顯示，本文重點介紹系統(tǒng)的設(shè)計方案要求、設(shè)計思路過程、整體的電路原理設(shè)計與電路驗證探尋。1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在一些發(fā)達(dá)國家，主要是美國、日本和一些歐洲國家，擁有4輛汽車的數(shù)量居民人數(shù)正在迅速增長。為了鼓勵居民乘坐公共交通工具出行，許多國家都積極提高公共交通的運(yùn)營—服務(wù)水平。隨后不斷研究公共交通領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備且用于公共交通智能化研究。在公交智能化研究過程中，日本首先開始研究公共汽車，日本在1970年代開發(fā)了巴士導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)的出現(xiàn)標(biāo)志著日本探索性巴士研究的正式開始。該系統(tǒng)安裝在公交車上——當(dāng)公交車開往始發(fā)站的上一站時，可以通過無線連接將車輛信息傳輸?shù)秸{(diào)度站。后來，在80年代，在日本的一項公共汽車情報研究中獲得了另一項研究的結(jié)果。在公交車上安裝了一種自動乘客計數(shù)器的裝置，該裝置的主要功能是記錄往返公交車的乘客流量，公交管理部門可以使用該設(shè)備實時檢測公交流量情況，通過公交流量分析，可以為公交業(yè)務(wù)決策制定時間表。美國在公共交通情報方面相對薄弱，美國的智能公共交通調(diào)查起源于80年代的美國公共交通部(UTMS)。UTMS現(xiàn)場嘗試試驗得出了智能實時公共交通系統(tǒng)對于城市的交通發(fā)展改善是具有非常大的作用的。在此基礎(chǔ)上，美國開始探索智慧公交系統(tǒng)。美國的公共交通系統(tǒng)側(cè)重于定位乘客信息、收集電子支付、管理車隊和管理出行需求。以下幾個方面的研究為主：GIS系統(tǒng)、自動乘客編號計數(shù)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和自動車輛定位系統(tǒng)。歐洲國家則是從20世紀(jì)的80年代開始從事智能公交方面的研究，因為歐洲的各種歷史原因以及環(huán)境的各種因素，歐洲國家將公交發(fā)展的方向放在了建設(shè)公交專用通道和公交信號優(yōu)先上，并已經(jīng)取得了許多研究成果。各級城市的公交車普及化在我國的發(fā)展情況來看，截止到1990年，在我國現(xiàn)役的公交汽車的保有量僅僅只達(dá)到了13萬輛，到2000年才能達(dá)到每千人擁有汽車的情況。至于汽車保有量，可以說國內(nèi)嚴(yán)重短缺。1.2國內(nèi)現(xiàn)狀的問題與發(fā)達(dá)國家相比而言，我國對公交的探索研究起步相對較晚，城市公共交通發(fā)展相對較晚和落后，政府對城市公交的重要作用的重視程度不夠。與發(fā)達(dá)國家相比，我國在政府層面也存在較大差距，但近年來，由于城市交通問題的逐步惡化，交通擁堵和擁堵加劇的情況愈演愈烈，政府加強(qiáng)了對公共交通的管理。在理論研究方面，國內(nèi)很多科學(xué)家也開始對公交時刻表、調(diào)度問題進(jìn)行廣泛的研究。1.3設(shè)計任務(wù)與要求選用GPS模塊作為自動報站電路的核心元件設(shè)計一款基于GPS公交報站系統(tǒng)，具體要求如下：（1）可實現(xiàn)對當(dāng)前位置的定位；（2）能夠?qū)Ξ?dāng)前站點進(jìn)行語音播報；（3）能對當(dāng)前公交車內(nèi)溫度進(jìn)行實時顯示；（4）能完成對當(dāng)前的日期以及時間信息的具體顯示；（5）具有復(fù)位功能；（6）系統(tǒng)具備一定的抗干擾能力；（7）能完成不同站點經(jīng)緯度的修改和錄入。

2總體方案設(shè)計2.1設(shè)計方案與思路基于GPS公交報站系統(tǒng)設(shè)計選取了價格低廉且滿足實際微控制需求的51單片機(jī)作為主控元件，與不同執(zhí)行設(shè)備子單元共同組成。其構(gòu)成方框圖如圖1所示。圖1系統(tǒng)電路框圖該設(shè)計方案主要由GPS定位模塊，按鍵輸入電路、DS1302時鐘電路、溫度測量電路、最小系統(tǒng)電路、語音播放電路及顯示電路等部分組成。單片機(jī)由內(nèi)部編程采用程序設(shè)計進(jìn)行對坐標(biāo)信息進(jìn)行的編寫，程序編程通過后，將GPS模塊采集的信號經(jīng)單片機(jī)IO口送入內(nèi)部芯片中，此時的單片機(jī)則會對目前采集到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息與芯片內(nèi)部預(yù)存坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，對比成功后，單片機(jī)發(fā)送語音模塊啟動指令啟動語音模塊，執(zhí)行語音播報命令。此時LCD12864顯示當(dāng)前坐標(biāo)的位置信息，并通過由時鐘芯片DS1302設(shè)定的日期時間、DS18B20溫度傳感器采集到的溫度信息都會顯示在LCD12864屏幕上，當(dāng)時鐘芯片顯示時間不準(zhǔn)可通過按鍵模塊進(jìn)行修正，溫度上下限范圍值也可通過按鍵模塊進(jìn)行設(shè)定，該方案優(yōu)點是低成本、穩(wěn)定性好，功能多樣，靈活性強(qiáng)功耗小。2.2方案論證基于GPS公交報站系統(tǒng)的核心在于其采用GPS定位與單片機(jī)相結(jié)合，該系統(tǒng)的基本任務(wù)指標(biāo)是以STC89C52作為主控單元控制元件，STC89C52的主要特點是性能高但是功耗低，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，通過GPS模塊讀取位置信息并傳輸信號，由單片機(jī)進(jìn)行處理，通過各部分不同的功能模塊的相互配合實現(xiàn)經(jīng)矩陣按鍵設(shè)置，通過液晶LCD12864進(jìn)行顯示并完成LCD上日期時間與當(dāng)前位置信息的實時監(jiān)測顯示，達(dá)成了基于GPS模塊的公交自動報站系統(tǒng)的設(shè)計與制作。硬件設(shè)計方面在原則遵循各單元設(shè)計采用模塊化，有助于對不同單元電路設(shè)計的分析驗證；軟件設(shè)計方面也采用了不同程序的模塊化，有助于設(shè)計時進(jìn)行軟硬件的調(diào)試分析和電路驗證。實現(xiàn)的功能：（1）可實現(xiàn)對當(dāng)前位置的定位；（2）可以對當(dāng)前站點進(jìn)行語音播報；（3）可以對當(dāng)前公交車內(nèi)溫度進(jìn)行實時顯示；（4）能完成對當(dāng)前的日期以及時間信息的具體顯示；（5）具有復(fù)位功能；（6）系統(tǒng)具備一定的抗干擾能力；（7）可以完成不同站點經(jīng)緯度的修改和錄入。

3單元電路設(shè)計3.1單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路設(shè)計3.1.1單片機(jī)的簡介單片機(jī)即單片微控制器，是集成電路技術(shù)發(fā)展的重要成果之一，也是電子領(lǐng)域不可或缺的重要學(xué)習(xí)課程之一，到目前為止微處理控制器對世界各個領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)具有了不可動搖重要?dú)v史地位。單片機(jī)的優(yōu)勢除體現(xiàn)在其優(yōu)質(zhì)的外部硬件基礎(chǔ)上，還因為采用的編程語言簡單方便屬于基礎(chǔ)性入門編程語言-C語言。很多人喜歡將單片機(jī)說成是微處理器，這是錯誤的。單片機(jī)屬于微控制器，微處理器與微控制器的區(qū)別在于它不僅僅具有CPU一樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)同時拓展了其它的時鐘電路、復(fù)位電路等外圍電路，也可以將它看做為一臺小型的電腦。單片機(jī)具備一個可同時雙向傳輸數(shù)據(jù)的通信口。圖2單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。微處理控制器件的CPU主要由控制邏輯和運(yùn)算組成，CPU中包含了中斷系統(tǒng)和部分特殊寄存器，RAM是微處理控制器用來存儲放置可以用來讀和寫的數(shù)據(jù)，比如系統(tǒng)需要顯示的數(shù)據(jù)，運(yùn)算后的結(jié)果等。ROM則是存儲和放置已經(jīng)編寫好的程序，結(jié)構(gòu)內(nèi)部有四組八位并行的I/O口，也就是說可以作為輸入，也可以作為輸出，并且微處理控制器中還有五個中斷源控制，兩個定時/計數(shù)器系統(tǒng)。STC89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)硬件電路圖如下圖圖3所示。圖3單片機(jī)最小系統(tǒng)圖STC89C52引腳功能圖如圖4所示。由下圖圖3所示STC89C52I/O端口總的大致可分為五大部分，分別為P0口、P1口、P2口、P3口和特殊功能口。除P0口外其圖4STC89C52單片機(jī)芯片引腳圖它三組可外接I/O口內(nèi)置有上拉電阻，而P0口內(nèi)部是無上拉電阻的，所以在使用P0端口時需注意外接一合適阻值上拉電阻才可使用P0口。P0、P1、P2、P3四組I/O口都可拓展外部電路，其中需注意P3端口中的RXD、TXD為串口通信端口，T0、T1為內(nèi)部定時器計數(shù)端口。此外還需注意單片機(jī)的電源供電端和接地端，STC89C52一般采用5V供電。3.1.2時鐘與復(fù)位電路設(shè)計時鐘電路對于單片機(jī)而言，就像心臟對于人的重要性一樣，單片機(jī)各種微操作的有序進(jìn)行離不開時鐘電路。對于單片機(jī)的內(nèi)部時鐘電路部分選擇了內(nèi)部振蕩的工作方式，該工作方式的實現(xiàn)需要引腳X1、X2處外接一個晶振和兩個30PF的電容C1、C2，電路中所加電容的作用主要是使得該電路能夠更好的穩(wěn)定振蕩頻率和縮短起振時間。除上述這種工作方式外，也可采用外部振蕩的工作方式完成時鐘電路的設(shè)計，外部工作相較于內(nèi)部工作區(qū)別是外部能夠把電路中的時鐘信號直接導(dǎo)進(jìn)入單片機(jī)且這種工作方式應(yīng)用在外部信號與單片機(jī)本身時鐘信號相一致的情況下。單片機(jī)需要復(fù)位之后開始工作，即處于一種確定的初始狀態(tài)。下圖圖4中，可觀測到單片機(jī)STC89C52的引腳9是單片機(jī)的復(fù)位引腳RST，若想實現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位功能，需在此引腳處接一復(fù)位電路。單片機(jī)工作時，時鐘電路是最先開始運(yùn)行，隨著復(fù)位電路RST端有大于2個周期的高電平，開始工作，但滿足復(fù)位功能正常的方式有兩種，上電和按鈕復(fù)位，按鈕也通常被稱為開關(guān)，所以也叫開關(guān)復(fù)位。所謂上電復(fù)位顧名思義就是當(dāng)系統(tǒng)電源被接通以后能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)bug要求完成自主自動復(fù)位，按鈕復(fù)位就是在系統(tǒng)電源接通的前提下，系統(tǒng)出現(xiàn)bug不能自主回到初始狀態(tài)，需要通過人為干預(yù)的方式按下RST端所接的開關(guān)讓其保持一段時間內(nèi)的高電平，才能使單片機(jī)完成復(fù)位，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。通常選擇復(fù)位電容C=10μF，復(fù)位電阻R=10k。在該設(shè)計中采用了按鈕復(fù)位電路，時鐘及復(fù)位電路設(shè)計圖如圖5所示。圖5時鐘及復(fù)位電路設(shè)計圖3.2DS1302時鐘電路設(shè)計3.2.1DS1302計時原理1）引腳功能及其結(jié)構(gòu)圖DS1302的引腳圖如圖6所示。圖6DS1302的引腳DS1302引腳說明： X1、X2—32.768kHz晶振引腳；GND—地線；RST—復(fù)位端；I/O—數(shù)據(jù)輸入/輸出端口；SCLK—串行時鐘端口；VCC1—備用電源引腳；VCC2—主電源引腳。2）DS1302內(nèi)部寄存器CH表示時鐘停止位，CH為0時，振蕩器才被允許工作；CH=1，振蕩器停止。WP表示寫保護(hù)位，WP為0時，寄存器數(shù)據(jù)才能夠?qū)懭?；WP=1，寄存器數(shù)據(jù)不能寫入。小時寄存器的第7位表示12/24小時標(biāo)志位，bit7為0時，時寄存器的工作模式為24小時模式；bit7=1，為12小時模式。寄存器詳細(xì)說明如表1所示。表1DS1302寄存器說明3.2.2DS1302電路組成DS1302時鐘模塊電路圖如圖7所示。圖7DS1302時鐘模塊電路DS1302必須要先進(jìn)行初始化才能進(jìn)行后續(xù)的讀、寫程序的操作。它與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，依靠RST、I/O、SCLK三根端線就可以完成，使SCLK=0，RST=1，然后給SCLK脈沖，在時鐘脈沖作用下，通過I/O口進(jìn)行讀寫操作。3.3語音模塊電路設(shè)計 3.3.1WT588D模塊介紹語音模塊電路部分選用的是WT588D語音模塊，該模塊共有兩種封裝方式，其內(nèi)置芯片有三種封裝方式，兩種方式的模塊封裝分別為WT-16P與WT-28P，芯片的三種封裝分別是WT-18P，WT-20SS，WT-32L。同時由于其主控語音芯片為一次性燒錄的OTP語音芯片，支持外掛SPI-flash，可將需播放的語音內(nèi)容存放入其中。WT588D支持兩種輸出模式，PWM輸出與DAC輸出，兩種輸出的對應(yīng)接線方式也不同，在語音播放子程序設(shè)計過程中要提前設(shè)置好對應(yīng)的輸出方式，完成相應(yīng)引腳的配置工作。支持獨(dú)立按鍵、3*8矩陣按鍵、并口控制、一線串口和三線串口等多種控制方式。本次設(shè)計中該語音模塊采取的是PWM輸出方式，控制方式采取并口控制。WT588D語音模塊電路設(shè)計圖如下圖圖8所示。圖8WT588D語音模塊電路圖

3.4GPS模塊3.4.1GPS電路介紹本設(shè)計選用的是具有小型的低功耗、高靈敏度的NEO-6MGPS模塊，該模塊定位精度高，且定位速度快，很適合用于該系統(tǒng)設(shè)計，可以在跌倒發(fā)生之后能夠準(zhǔn)確定位。該模塊接口電路如9所示。圖9GPS模塊接口電路圖TXD接口與單片機(jī)的RXD管口相連接，向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，GND接地，VCC接5V電源。3.5LCD顯示電路設(shè)計如圖10所示，在LCD顯示電路中D0~D7與單片機(jī)P0口相連，VCC接高電平，GND接地，VOUT接一個10K電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)亮度大小，RW、EN分別與單片機(jī)的引腳P21、P20連接，RS接高。圖10LCD12864電路圖LCD12864是一個20腳的數(shù)字液晶顯示模塊，在使用該模塊時，我們需要熟知其引腳說明，例如在手冊中介紹到V0代表接地引腳，VDD是與電源端相連的5V電壓引腳，而V0則是可對對比度進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)的控制引腳。除以上這三個我們需要熟知的引腳外，還需要注意RS引腳、RW引腳和EN引腳，RS端被稱為寄存器選擇端，在傳輸過程中的數(shù)據(jù)信息是以高低電平信號的方式進(jìn)行傳送和保存的，高電平與低電平信號都有其特定寄存器和儲存地址，數(shù)據(jù)加載為高電平發(fā)送采用數(shù)據(jù)寄存器，數(shù)據(jù)加載為低電平采用指令寄存器。RW端對應(yīng)的是對該模塊進(jìn)行讀/寫操作功能，設(shè)置“RW=1”代表對所加載的數(shù)據(jù)內(nèi)容接受的開始時序信號為高電平時進(jìn)行讀取信息命令，反而言之當(dāng)“RW=0”代表對所加載的信息讀取時序信號為低電平時進(jìn)行寫數(shù)據(jù)命令。EN是大部分模塊都必須具備的端口，若沒有這個端口，則不能使用該模塊，所以EN被我們稱之為使能端口。根據(jù)手冊我們可了解到當(dāng)EN=1時處于默認(rèn)狀態(tài)，LCD12864模塊未被使能無法工作，EN=0處于使能狀態(tài)，此時LCD12864正常運(yùn)行可執(zhí)行各項操作命令。模塊的D0~D7八個引腳是單向的數(shù)據(jù)輸入口，單片機(jī)經(jīng)處理后的輸入由這八個引腳輸入到LCD模塊中，依此顯示自己所需要的內(nèi)容。A引腳與K引腳端代表的是模塊背光面控制，A引腳與電源正極相連接，K引腳端與電源負(fù)極相連接。設(shè)計采用LCD12864作為顯示模塊在于其具有價格低、功耗較小和體積不大的優(yōu)勢且能夠設(shè)計所需的顯示內(nèi)容要求的需要。同時該顯示屏還能顯示數(shù)字、字母和特殊字符，以及完成漢字的顯示。3.6按鍵輸入電路設(shè)計采用七個獨(dú)立按鍵并將其公共端接地構(gòu)成按鍵輸入電路，七個按鍵分別為萬年歷設(shè)置鍵、萬年歷加“一”鍵、萬年歷減“一”鍵、錄取GPS經(jīng)緯度功能鍵、手自動模式功能切換按鍵、手動上一站語音播報按鍵與手動下一站語音播報按鍵。當(dāng)萬年歷設(shè)置鍵被按下時，可對比現(xiàn)實情況下的準(zhǔn)確信息，利用萬年歷加“一”與減“一”功能鍵對萬年歷的年月日、時分秒等信息進(jìn)行校準(zhǔn)設(shè)定，每次步進(jìn)值為1，其步進(jìn)值的修改需在軟件設(shè)計部分中完成。GPS錄取經(jīng)緯度按鍵被按下后，此時系統(tǒng)讀取當(dāng)前經(jīng)緯度值并與內(nèi)部預(yù)存坐標(biāo)進(jìn)行對比，匹配成功后單片機(jī)發(fā)送語音播報指令，語音模塊開始工作，執(zhí)行播報命令。同時語音播報模式有手動與自動兩種方式，可利用手自動播報設(shè)置鍵完成不同模式的切換。并且為使系統(tǒng)更具人性化，提升乘客的乘坐幸福感，司機(jī)可通過手動播報提醒乘客下一站的目的地或已經(jīng)過的上一站站點。如圖11所示。圖11按鍵輸入電路圖3.7溫度采集電路設(shè)計溫度采集電路選取DS18B20溫度傳感器，該電路是整個系統(tǒng)最為關(guān)鍵的電路部分，溫度采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性影響著整個系統(tǒng)的精確性，也代表著該設(shè)計能否替代原有的傳統(tǒng)測溫設(shè)備進(jìn)入市場，測量的精準(zhǔn)性也會影響著產(chǎn)品的價格定位。此設(shè)計中采用溫度傳感器DS18B20作為測溫元件，DS18B20是一種防水型測溫傳感器，可適應(yīng)多種測溫環(huán)境，性價比高。DS18B20共有三個引腳端，分別是電壓端口、接地端口、以及數(shù)據(jù)口，DS18B20傳輸數(shù)據(jù)時采用單總線接口工作方式，設(shè)計電路時為保證數(shù)據(jù)傳輸過程的穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)口引腳2與電壓口引腳3中需外接一10K定值電阻。由于DS18B20僅有三個引腳，在實物連接時十分方便、高效和快捷。與單片機(jī)連接時，只需連接一條端口線即可實現(xiàn)與單片機(jī)的雙向通信。其測溫范圍在-55℃~+125℃之間，可滿足本次設(shè)計的測溫需求。同時在對其進(jìn)行編程時，由于其內(nèi)部只讀存儲器只需讀取DS18B20的序列號，這一特性使得該器件可同時并聯(lián)在同一條串行總線上，可實現(xiàn)多點測溫功能需求。除此之外，DS18B20還可在沒有外部電源進(jìn)行供電時進(jìn)行工作，內(nèi)部存儲的信息不會因為突然斷電而被擦除。DS18B20的可編程，防掉電、測溫范圍大、測溫精度高以及可直接輸出數(shù)字信號而不用通過A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行處理，降低了成本使得該器件在溫度控制領(lǐng)域受到大眾喜愛。溫度物理量經(jīng)由采集電路后可直接輸出數(shù)字量到單片機(jī)中，單片機(jī)進(jìn)行處理后，送入LCD進(jìn)行顯示。同時由時間需要在水下進(jìn)行溫度測量，因此首先必須考慮器件的防水性、穩(wěn)定性，所以智能恒溫水壺系統(tǒng)選用DS18B20防水型測溫傳感器讓整個設(shè)計更加的高效。溫度采集電路設(shè)計如圖12所示。圖12溫度采集電路4系統(tǒng)整體電路原理與仿真4.1系統(tǒng)整體電路原理分析如圖13所示。系統(tǒng)整體電路按單元電路模塊可分為單片機(jī)最小系統(tǒng)，LCD1602顯示電路、GPS模塊電路、按鍵輸入電路、DS1302時鐘電路、語音播放電路、溫度采集電路和電源電路。單片機(jī)通過內(nèi)部程序的設(shè)計完成溫度采集、GPS獲取經(jīng)緯度、LCD顯示、萬年歷和語音播放電路?；贒S1302時鐘芯片構(gòu)成的萬年歷系統(tǒng)顯示在LCD液晶屏上且可通過系統(tǒng)的按鍵輸入電路對當(dāng)前萬年歷的年月日、時分秒進(jìn)行設(shè)定。語音模塊需在使用前將需使用的語音片段預(yù)存在內(nèi)部程序中，分類存檔，需使用時內(nèi)部程序進(jìn)行直接調(diào)檔，然后通過語音模塊進(jìn)行識別完成播放。圖13整機(jī)電路原理圖4.2系統(tǒng)整體電路實踐驗證系統(tǒng)整體電路原理分析與實踐電路結(jié)果表明：當(dāng)電源被接通后，電源指示燈亮起，LCD12864屏幕亮起，此時溫度模塊、時鐘芯片DS1302等開始工作。當(dāng)前LCD12864顯示當(dāng)前萬年歷信息，此時溫度采集顯示為11℃。對萬年歷信息進(jìn)行調(diào)節(jié)可在LCD12864液晶顯示屏上進(jìn)行觀測，LCD12864第一行顯示的數(shù)據(jù)為當(dāng)前日期和時間，第二行顯示的是當(dāng)前年月日和SD，SD表示調(diào)用語音芯片中錄入的語音信息。第三行顯示的是此時到達(dá)站點以及當(dāng)前環(huán)境溫度?；贕PS公交報站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計電路實物完成圖如圖14所示。圖14系統(tǒng)整體電路實物圖在本系統(tǒng)中最重要的是實現(xiàn)GPS的精準(zhǔn)定位，因此需要準(zhǔn)確錄取不同站點的經(jīng)緯度信息，同時要對錯誤的經(jīng)緯度完成修正。為滿足該條件，系統(tǒng)設(shè)計了經(jīng)緯度設(shè)置功能鍵，當(dāng)經(jīng)緯度設(shè)置鍵被按下時，即進(jìn)入不同站點的經(jīng)緯度設(shè)置界面，然后利用按鍵輸入模塊完成對不同站點經(jīng)緯度信息的修改和重新錄入。經(jīng)度緯度設(shè)置界面在實物中如圖15所示。圖15經(jīng)度和緯度設(shè)置界面圖4.3系統(tǒng)電路元器件清單本系統(tǒng)設(shè)計電路中使用的元件清單如表1所示。表1系統(tǒng)電路元器件清單序號元件名稱型號(參數(shù))數(shù)量1萬用板9*1512單片機(jī)STC89C5213語音模塊WT588D14電阻10kΩ25電阻200Ω16電阻1kΩ17排阻10kΩ18揚(yáng)聲器5W19時鐘芯片DS1302110電解電容10μF111瓷片電容30pF212溫度傳感器DS18B20113電位器10kΩ114晶振11.0592MHZ115LEDRed116液晶顯示屏LCD