專利名稱：全球定位自動(dòng)報(bào)站器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種公交車輛報(bào)站器。尤其涉及一種自動(dòng)化的、具有全球定位功能的站名通報(bào)裝置。本實(shí)用新型屬于公共交通自動(dòng)控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
城市公交在城市交通中一直處于舉足輕重的地位，特別是近幾年，公交事業(yè)發(fā)展迅猛，保障行車安全，提高服務(wù)質(zhì)量成了公交行業(yè)當(dāng)務(wù)之急。而站名通報(bào)是公交車輛所必需提供的基本服務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)公交系統(tǒng)的報(bào)站普遍采取兩種方式1、人工報(bào)站。2、半自動(dòng)報(bào)站器報(bào)站。前一種方式的效果取決于司乘人員語音，通常會(huì)給外地乘客造成語言理解上的困難，已漸趨淘汰。后一種方式目前已在無人售票車上得到了普遍的應(yīng)用。該類報(bào)站器工作模式一般為司機(jī)首先選擇行駛方向(上、下行)，而后在到站前按健播放語音，具體站名由數(shù)碼管數(shù)字指示。如申請(qǐng)?zhí)枮椤?0223389.0”名稱為“公共汽車語音報(bào)站器”。上述工作方式的缺陷是顯而易見的，首先，司機(jī)在進(jìn)站、出站時(shí)既要觀察路面避讓行人、自行車，同時(shí)必須及時(shí)去按鍵，勢(shì)必會(huì)分散注意力，不利于安全駕駛。其次，站點(diǎn)信息是根據(jù)司機(jī)按鍵計(jì)數(shù)，在數(shù)碼管上顯示的，即每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)一個(gè)站名。如果多計(jì)或漏計(jì)都會(huì)造成誤報(bào)，除非司機(jī)重新調(diào)整，否則，整個(gè)運(yùn)行區(qū)間站名都將誤報(bào)。最后，一些特殊提示(如“前方路口左轉(zhuǎn)彎請(qǐng)抓好扶手”)都需要司機(jī)手動(dòng)操作。綜上所述，目前使用的報(bào)站器自動(dòng)化程度較低，駕駛員使用它時(shí)存在一定的精神負(fù)擔(dān)，同時(shí)還可能存在漏報(bào)、誤報(bào)等問題。本實(shí)用新型是為了彌補(bǔ)上述不足而設(shè)計(jì)的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)的公交車站名通報(bào)儀器?？梢宰詣?dòng)、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)公交車入站、出站的語音報(bào)站，以及車輛運(yùn)行信息的提示(如前方左轉(zhuǎn)彎、車輛速度、距某站距離等)。有效地減低司機(jī)的工作量，保證行車安全，并提高報(bào)站的準(zhǔn)確性。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器、單片機(jī)、語音電路和非易失性存儲(chǔ)器(電擦除存儲(chǔ)器EEPROM或閃存Flash)。在汽車行駛過程中，GPS接收器不斷接收來自衛(wèi)星的的定位信號(hào)，輸出位置、高度和速度等信息給單片機(jī)。單片機(jī)把當(dāng)前位置與事先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的站點(diǎn)位置坐標(biāo)進(jìn)行比較，在汽車進(jìn)出某站點(diǎn)前，通過語音電路播放語音信息。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有的優(yōu)點(diǎn)在于首先，它利用GPS確定汽車位置，定位準(zhǔn)確及時(shí)，幾乎不受人為干擾。杜絕了人工方式下的遲報(bào)、早報(bào)、漏報(bào)。
其次，汽車位置的判斷、語音的播放都由系統(tǒng)自動(dòng)完成，不需要司機(jī)的干預(yù)，避免了人為失誤，同時(shí)有效減輕了司機(jī)的工作量，使之專注于車輛的駕駛，有利于保障交通安全。
第三，GPS不僅可以提供位置信息，還提供準(zhǔn)確的時(shí)鐘以及行駛速度、方位等有用數(shù)據(jù)，利用它們可以實(shí)現(xiàn)除報(bào)站外的其它用途。如在晚上某一時(shí)間后自動(dòng)減小語音音量，以避免擾民?；蛘哳A(yù)報(bào)按目前車速到達(dá)某站還要多少時(shí)間?；蛘甙l(fā)送信息給前方站臺(tái)，預(yù)報(bào)本車到達(dá)時(shí)刻，等等。這些應(yīng)用都有利公共交通系統(tǒng)的信息化建設(shè)。
本實(shí)用新型充分利用了全球定位系統(tǒng)，采用了固態(tài)語音播放、數(shù)字電位器等技術(shù)。使得本實(shí)用新型具有可靠實(shí)用、反應(yīng)迅速的特點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)方框圖。
圖2為本實(shí)用新型電路原理圖。
圖3為本實(shí)用新型程序框圖。
如圖1所示，本實(shí)用新型由GPS接收器1、發(fā)光管(LED)顯示屏2、手持寫入器3、多路開關(guān)4、串行接口5、無線發(fā)射器6、電源7、單片機(jī)8、語音芯片9、數(shù)字電位器10、功放11、看門狗12、按鍵13、存儲(chǔ)器14、喇叭15組成。GPS接收器1輸出與多路開關(guān)4相連。多路開關(guān)4輸入與GPS接收器1、單片機(jī)8相連，輸出與串行接口5相連。串行接口5輸出與無線發(fā)射器6、LED顯示屏2相連，輸入與手持寫入器3相連。單片機(jī)的輸入、輸出分別說電源7、多路開關(guān)4、語音芯片9、數(shù)字電位器10、看門狗12、按鍵13、EEPROM存儲(chǔ)器14相連。語音芯片9輸入與單片機(jī)8相連，輸出與數(shù)字電位器10相連。數(shù)字電位器10的輸入與語音芯片9、單片機(jī)8相連，輸出與功放11相連。功放11輸入與數(shù)字電位器10相連，輸出與喇叭15相連?？撮T狗12、按鍵13、存儲(chǔ)器14的輸入輸出均與單片機(jī)8相連。
如圖2所示，單片機(jī)8包含有單片微處理器(處理器)U2、晶振T1、電容C1、C2。存儲(chǔ)芯片U1內(nèi)部包含了看門狗12與存儲(chǔ)器14(EEPROM)，它的輸入、輸出均與U2相連。按鈕S1-S4組成按鍵13，它們的輸出與U2相連。多路開關(guān)4由開關(guān)芯片U3組成，它的輸入、輸出與GPS接收器1、串行接口5相連。串行接口5由電平轉(zhuǎn)換器U4組成，其輸入、輸出與LED顯示屏2、手持寫入器3、無線發(fā)射器6相連。語音芯片8由固態(tài)語音電路芯片U5組成，其輸入與U2相連，輸出與數(shù)字電位器10相連。數(shù)字電位器10由數(shù)字電位器芯片U6組成，其輸入與U5、輸出與功放11相連。功放11包含有放大器U7、電容C15-C18，它的輸入與數(shù)字電位器10相連，輸入與喇叭15相連。電源7包含有穩(wěn)壓器U8、U9，電容C8-C12、CU1-CU3。它的輸入與汽車電源相連，輸出與各個(gè)電路(芯片)相連。
以下將通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述具體實(shí)施方式
本實(shí)施例工作過程描述如下(1)報(bào)站過程——位置信息的提取。如圖3所示汽車電源經(jīng)過穩(wěn)壓器U8、U9穩(wěn)壓，向電路的其它部分供電。處理器U2上電后，首先進(jìn)行初始化操作，包括清空內(nèi)存、確定內(nèi)部定時(shí)器工作周期、確定通訊協(xié)議(波特率)等。完成初始化后，U2讀取U1中的各個(gè)站點(diǎn)的坐標(biāo)信息，并把其中的一部分存儲(chǔ)到U2內(nèi)部存儲(chǔ)器內(nèi)，以加快處理速度。而GPS接收器內(nèi)部的處理器上電后自動(dòng)完成初始化，并進(jìn)入尋星過程，接收到多顆衛(wèi)星信號(hào)后(通常大于3顆)，把衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解碼、計(jì)算。然后，按照一定的協(xié)議以串行形式輸出經(jīng)度、緯度、高度、速度、方向角數(shù)據(jù)。U2收到上述信號(hào)后，與站點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較，如果當(dāng)前坐標(biāo)落入某一站點(diǎn)的坐標(biāo)范圍內(nèi)。U2發(fā)送指令給語音芯片U5，通知其發(fā)送該站點(diǎn)的報(bào)站語音。
(2)語音播放。語音芯片1U5提取固態(tài)存儲(chǔ)的語音數(shù)據(jù)，經(jīng)過變換送出語音信號(hào)經(jīng)U6音量調(diào)節(jié)后，輸出到U7進(jìn)行功率放大，推動(dòng)喇叭發(fā)出聲音通知乘客。
(3)音量自動(dòng)調(diào)整。GPS收到的信號(hào)中包含有十分準(zhǔn)確的時(shí)鐘與位置信息，U2利用該信息，可以在晚上某一時(shí)間后，車輛通過居民區(qū)時(shí)，發(fā)送指令給數(shù)字電位器芯片U6減少語音信號(hào)強(qiáng)度，從而降低報(bào)站語音音量，甚至關(guān)閉報(bào)站語音，以避免擾民。白天正常運(yùn)行時(shí)，U2通過U6自動(dòng)把語音調(diào)整到正常水平。
(4)站點(diǎn)坐標(biāo)信息及語音內(nèi)容的輸入。首次投入使用或變換線路時(shí)，需要用手持寫入器進(jìn)行坐標(biāo)與語音的寫入。手持寫入器可以選用便攜機(jī)、掌上電腦、手持終端等。在由處理器U2串口輸入站點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)(事先用手持機(jī)采集確定)的同時(shí)，U2控制U5經(jīng)過插頭J3接收語音內(nèi)容。U2收到的坐標(biāo)信息(可以同時(shí)輸入多條線路)存儲(chǔ)在U1中，語音內(nèi)容經(jīng)壓縮后保存在U5的存儲(chǔ)器內(nèi)。完成上述過程后，手持機(jī)發(fā)送結(jié)束寫入指令給U2，U2即可進(jìn)入正常的工作循環(huán)。
(5)信息及語音內(nèi)容的丟電保存。由于存儲(chǔ)器U1是非易失性存儲(chǔ)器，語音芯片U5以固態(tài)形式存儲(chǔ)語音內(nèi)容，所以，即使丟電，仍能保存數(shù)據(jù)。
(6)串行信號(hào)多路切換。處理器U2只有1個(gè)串口，但需要與GPS接收器、發(fā)光管顯示屏、手持寫入器、無線發(fā)射器進(jìn)行通訊。多路開關(guān)4以分時(shí)復(fù)用的方式解決了上述矛盾。根據(jù)不同需要U2輸出選擇信號(hào)，令多路開關(guān)切換到不同電路，讓U2與不同的設(shè)備串行通訊。
(7)手動(dòng)觸發(fā)語音。在某些特殊情況下，如發(fā)現(xiàn)有人在車廂內(nèi)抽煙，需要播放勸告語音。司機(jī)可以通過鍵盤上的按鍵S1-S4手動(dòng)觸發(fā)播放一定內(nèi)容的語音。
(8)多條線路選擇。如果某部車輛一段內(nèi)需要在多條線路上運(yùn)營(yíng)，因?yàn)閁1、U5上可以同時(shí)存儲(chǔ)多條線路的坐標(biāo)、語音信息，所以無須多次用手持機(jī)寫入，僅僅需要用按鍵選擇當(dāng)前運(yùn)行線路即可，非常方便。
(9)異常(死機(jī))處理。由于車上的工作環(huán)境存在著于擾，如高壓點(diǎn)火干擾、啟動(dòng)機(jī)電磁干擾，有可能讓U2運(yùn)行失常，影響報(bào)站器正常工作。為解決上述問題，報(bào)站器內(nèi)設(shè)有看門狗電路U1，正常運(yùn)行時(shí)，U2定時(shí)向U1發(fā)送信號(hào)(喂狗)。一旦發(fā)生程序跑飛等異常情況，U1收不到喂狗信號(hào)，自動(dòng)送出復(fù)位信號(hào)給U2，讓U2復(fù)位，重新開始正常運(yùn)行，以保證報(bào)站器工作的可靠性。
(10)其它導(dǎo)航信息顯示與發(fā)送。如圖3所示，如果當(dāng)前坐標(biāo)不在某個(gè)站點(diǎn)的范圍內(nèi)，則不進(jìn)行報(bào)站操作。但是，U2可以利用收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行其它導(dǎo)航數(shù)據(jù)的顯示，如顯示當(dāng)前的行車速度、方向，介紹當(dāng)前路過道路兩側(cè)的人文、商業(yè)信息，或者預(yù)報(bào)以現(xiàn)在速度行駛，到達(dá)下一站的時(shí)間等。同時(shí)還可以向外(如調(diào)度總站)發(fā)送本車位置信息，用于統(tǒng)一調(diào)度。
本實(shí)用新型除了用于公共交通報(bào)站外，還可以用于游船沿途景點(diǎn)介紹等需要根據(jù)位置報(bào)告相應(yīng)信息的移動(dòng)場(chǎng)合。
權(quán)利要求1.一種全球定位自動(dòng)報(bào)站器，其特征在于它是由全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)接收器、發(fā)光管(LED)顯示屏、手持寫入器、多路開關(guān)、串行接口、無線發(fā)射器、電源、單片機(jī)、語音芯片、數(shù)字電位器、功放、看門狗、按鍵、非易失性存儲(chǔ)器、喇叭組成，單片機(jī)的串行接口通過多路開關(guān)與GPS接收器、發(fā)光管顯示屏、手持寫入器、無線發(fā)射器相連，語音芯片的輸入連到單片機(jī)，輸出通過數(shù)字電位器接到功放，功放的輸出與喇叭相連，看門狗、按鍵、非易失性存儲(chǔ)器都直接與單片機(jī)相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種全球定位自動(dòng)報(bào)站器，屬于公共交通自動(dòng)控制技術(shù)。它是由全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器、單片機(jī)、語音電路和電擦除存儲(chǔ)器(EEPROM)組成。在車輛行駛過程中，GPS接收器接收來自衛(wèi)星的定位信號(hào)，輸出位置、高度和速度等信息給單片機(jī)。單片機(jī)把當(dāng)前位置與存儲(chǔ)器中的站點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行比較，在車輛進(jìn)出某站點(diǎn)前，通過語音電路播放語音信息。本實(shí)用新型報(bào)站及時(shí)準(zhǔn)確，有效減輕了司機(jī)的工作量，使之專注于車輛的駕駛，有利于保障交通安全。它還可提供速度、方位等其它信息，可用于公共交通系統(tǒng)的信息化建設(shè)。同時(shí)還適用于需要根據(jù)位置報(bào)告相應(yīng)信息的移動(dòng)場(chǎng)合(如游船的沿途景點(diǎn)介紹)。
文檔編號(hào)G08B3/10GK2636343SQ0325149
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2003年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月6日
發(fā)明者宋立昌, 聶勤 申請(qǐng)人:宋立昌, 聶勤