基于 GPS 的校车自动报站系统设计
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发布者：薛盛可 徐晋鸿 徐晓霞 商宇洲
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时间：2014年6月07日 10:53
基于 GPS 的校车自动报站系统设计
文/薛盛可 徐晋鸿 徐晓霞 商宇洲
自动报站系统，具有 GPS 定位功能、语音播报功能、液晶显
示功能，使校车运行时能够自动播报站点和提示语，将完全取代
人工提醒乘客的方式。并且，系统能根据乘客的不同需求，选择
性地播报需要停靠的站点。这节省了乘客乘车的时间，提高了校
车运行的效率，实现了校车运行的智能化。
【关键词】GPS 自动 校车 播报
1 系统总体设计
本系统将单片机控制，GPS 定位，触摸显示屏，语音播报等功能有机结合。GPS 模块
实时收集校车位置信息，并传输到控制模块。触摸显示屏模块收集上车乘客需要校车停靠的
站点信息，并传输到控制模块。控制模块接收和处理相关数据，并发送指令使语音模块发出
指定的音频。
2 硬件电路设计
2.1 单片机控制模块
系统选用 MSP430F5529 单片机作为控制模块，一方面采集并处理班车路线和站点的信
息以及 GPS 信息，一方面控制语音模块。系统工作时单片机以 1Hz 的频率采集 GPS 的数
据，并计算与目标站点的距离差，当距离到达200m 范围内时，发送指令控制语音模块发声进行报站。
2.2 GPS模块
GPS 模块是集成 RF 射频芯片、基带芯片和核心 CPU，并加上相关外围电路而组成
的一个集成电路。GPS 模块选用 HOLUX GPS模块 M87 M-8729 MTK。此模块体积小巧，
可最多同时接收 20 个卫星，增益高，精度高，有 1Hz 更新频率，采用 NMEA 数据输出
协议，功耗极低，冷启动时间短。电源范围3V-5.5V，通过 UART 与单片机进行通信。
2.3 触摸显示屏模块
系统使用 PS-LCD 触摸屏。此 LCD 液晶屏有 7 寸大的体积，可视化触控界面，方便人
机交互，分辨率设为 800*480，集成图形显示控制卡，显示图片色彩鲜艳逼真，有接口可与
单片机进行通信，易于控制，有上位机软件可进行图形编程，容易开发。
2.4 语音模块
本系统采用 WT588D 模块。此款语音芯片有32M的语音存储容量，200多段语音地址，
可灵活安排顺序，专业上位机软件烧写站点的音频文件，可驱动普通功率的扬声器，多种工
作模式，单片机易于控制，响应速度快，宽电压工作范围，功耗很低等优点。
3 软件设计
3.1 触摸显示模块软件设计LCD 显示屏设计分为主界面和多个从界
面，主界面上显示 1 号，2 号，3 号和 5 号路线的按钮，供不同班次的班车选择路线。进入
某一特定路线的子界面后，将本班次中所有需要停靠的站点以触控按钮的形式呈现，供上车
的乘客触控选中需要停靠的站点，司机则根据以上信息优化行驶路线。每个界面还另外设置
有复位、上行下行路线切换、确认、返回等触控按钮。复位按钮用于初始化显示屏的所有状
态；从朝晖校区或者屏峰校区发车时需要使用上行、下行路线切换按钮；确认按钮功能是在
发车前，司机按下此按钮将路线和需要停靠的站点信息通过 UART 通信方式传输到单片机
主控制器，由单片机接收并存储，同时产生语音“路线设置成功”作为响应；返回按钮则用
于返回主界面切换到其它线路。此外，为了使显示屏界面设计简洁大方、信息清晰可见、人
机交互和谐，界面布局设计和颜色对比度设计需适合乘客的观看。
3.2 语音模块软件设计
为 了 能 够 准 确 播 报 所 有 站 点 语 音，WT588D 的 EEPROM 中存储有 1,2,3,5 号路线
全部的站点名称语音和少量礼貌提示语音总共102 段，根据自制的语音地址与路线及站点对
应表按顺序的烧写到芯片中 [6]。WT588D 采用独有的三线串口工作模式与单片机进行通
信。由于单片机内部预先存储所有路线站点的坐标数据，在到达某一站点时，单片机通过
CS,DATA,CLK 引脚传输此站点的语音地址数据到 WT588D，其通过驱动外接扬声器播报该
站点的语音，包括站点语音和礼貌提示音，播放语音过程中 BUSY 引脚反馈信号到单片机，
RST 复位引脚信号用于重新启用下一次播报语音功能。
4 结语
本研究设计根据校车报站的实际需要，设计并实现了基于GPS的校车自动报站系统。该系统具有如下几个优点：
（1）单片机最小系统实现了校车的自动报站，性能稳定、体积小、功耗低。
（2）先进的全球卫星定位技术，精度较高，站点播报准确，抗干扰能力强，并且所有的站点坐标可以预先全部存储入系统，方便系
统随时更换运行路线，使系统实用性更强。
（3）采用语音播放技术报站，改变了过去由司机喊话报站提醒的方式，不仅给司机减
轻了工作压力，而且给乘客及时地提供更直观、人性化的语音提醒服务。
（4）使用触摸显示屏供路线选择与优化，
既提供了良好的人机交互服务，又减少了校车线路空跑的现象，便于校车班次和路线进行管理，从而达到节省燃油消耗，降低校车运行时
间和成本，节能减排的效果。
参考文献
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作者单位浙江工业大学 信息工程学院 浙江省杭州市310023
