基于GPS的智能公交報站系統

近年來，隨著城市公交事業的迅速發展，國內公交車報站的方式已經有了很大改善，由傳統的售票員喊話報站逐漸變為駕駛員使用報站器手動報站。

　　雖然手動報站器使用比較方便，但是因為駕駛員需要在保證安全駕駛的前提下進行報站，所以經常出現報站不及時，甚至錯報、漏報的現象，而且讓駕駛員在駕駛過程中進行報站也存在安全隱患。采用自動報站的方式可以大大減輕駕駛員的工作量，促進公交系統的現代化進程。要實現自動報站，需要實時測出公交車的位置，以確定公交車是否已經到達站點。利用GPS可以確定公交車的地理位置，只需把當前位置同公交站點的位置數據（經、緯度）相比較，就可以知道公交車是否到達站點，使得報站系統具有一定的智能性。這種基于GPS的智能報站系統能夠杜絕駕駛員駕駛過程中因兼顧報站器而帶來的隱患。特別適合因汽車行業高速發展而導致交通問題日益嚴峻的我國國情，還可以在重點線路上加入對城市景點風貌的相關介紹。該系統在GPS導航領域和商業領域都有著非常大的潛力，具有廣闊的發展前景。

　　1 系統方案

　　基于GPS的公交車智能報站系統是移動通訊技術和GPS技術的結合，整個系統由S3C24l0ARM9（進階精簡指令集機器）開發板、SIM548CGPS/GPRS模塊、語音播報模塊、AT89S52單片機以及OCMJ5X10B的LED（發光二極管）背光寬溫黃綠屏等器件組成。GSM/GPS模塊由GPS分模塊與GSM（全球移動通訊系統）分模塊組成。GPS模塊負責GPS數據接收。公交車在行進過程中，GPS模塊的實測信息同已存儲的位置信息進行比較即可進行自動報站，無需人為干預，還可實現在固定位置播放某些特定信息，如乘車提示、廣告信息等。GSM模塊用于公交車與調度室之間的數據通訊，實現公交車的聯合調度，實現調度中心對公交車的調度功能。

　　語音播報模塊負責語音播放，提供進出站以及提示信息等語音的播放。單片機模塊控制按鍵掃描以及LCD顯示。

　　1.1 硬件設計

　　系統硬件部分主要由S3C2410ARM9開發板、GPS/GSM模塊、功放模塊、顯示模塊、語音播放模塊及相應的外圍電路組成。GPRS模塊和GPS模塊均通過RS232（串口）與ARM處理器相連，而LCD（液晶顯示器）模塊則由單片機控制通過串口與ARM通訊，語音播放模塊通過IIS（InterICSound）、SPI（串行外設接口）與ARM通訊。硬件連接方式如圖1所示。

圖1 系統硬件結構

　　GSM/GPS模塊采用SIMCOM公司的GPS/GSM模塊，該模塊是一款四頻GSM/GPRS（通用分組無線服務技術）無線模塊，同時支持SiRFStarIIIAGPS技術。

GSM/GPRS與AGPS技術的整合使得該模塊可以滿足GPS跟蹤、導航、車輛船舶等設備和資產的監控管理以及其他GPS的應用。鍵盤掃描和屏幕顯示由單片機做數據處理。鍵盤顯示板主要實現鍵盤掃描、液晶屏幕的顯示并與ARM處理器模塊進行通訊。硬件系統整體框圖如圖2所示。

圖2 系統組成

　　1.2 軟件總體設計

　　系統的主要功能由ARM控制，采用C語言進行編程，采用多線程處理相關功能模塊。執行相關過程如下：

　　系統初始化完成后，依據GPS定位信息和系統存儲的線路信息計算位置、報站和讀取相關信息，并由ARM控制車內的顯示模塊進行顯示、語音播放以及向數據中心進行數據傳送。

　　2 設計實現

　　2.1 系統初始化

　　在系統運行之前，必須用軟件程序對各部分進行初始化。初始化包括以下幾個部分：

　　ARM以及系統初始化；

　　顯示按鍵模塊初始化；

　　外部器件、接口初始化：主要是GPS、GPRS和語音芯片等設備的初始化；

　　軟件系統的初始化：設置全局變量、指針和數組、數據結構以及公交信息初始化。

　　系統軟件部分主要是在主程序中檢測GPS信息，確定公交車當前的地理位置，然后決定是否播放語音信息。同時還需要實現按鍵所要求的功能，如切換到手動播報等。本系統的軟件部分開發工作是基于Linux開發環境實現的。根據系統要完成的功能和各個模塊的運行情況，主程序部分采用了多線程以及消息隊列的方式，可以及時接收GPS數據。

　　因為只使用GPRMC幀的數據，串行通訊的數據量不大，通訊及數據處理過程比較快，系統能夠及時播放報站及其他語音信息。公交車途經的各站點的經緯度數據需要預先測量好，并存放到系統的數據區，作為對比參考使用。GPRS的信息通過串行口傳遞，采用查詢法，按鍵也使用查詢方式進行接收，以確定按下的是哪個功能鍵。軟件采用C語言編寫，調試成功后燒錄到Flash中，實現脫機運行。