毕业设计（论文）开题报告公交车智能语音播报系统

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告题 目：公交车智能语音播报系统系 （部） 计算机应用技术 专 业 计算机科学与技术 学 生 学 号 1079112212 班 号 指导教师 开题报告日期 2010.10.8 哈工大华德学院说 明一、开题报告应包括下列主要内容：1通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求2进度计划是否切实可行；3是否具备毕业设计所要求的基础条件。4预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；5主要参考文献。二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 一、课题的开发背景与需求分析近年来，随着社会经济的持续发展，城市交通已成为人们外出时最为关注的事情。公交车也成为城市交通中一道亮丽的风景。公交车也为外出的人们提供了方便快捷的服务。但是随着我国各大城市公交公司的人员精减，而且对公交运输也提出更高的要求。各公交公司都在每辆公交车上只配备了一个司机，进行无人售票，为了公交系统的安全考虑，需要对自动化的公交语音报站系进一步完善。因为公交车的报站方式直接影响到服务的质量和整个城市的整体面貌。传统报站方式是由乘务人员进行人工报站，因方言或拥挤等情况，该方式工作强度太大其效果往往也太差。虽然很多城市都使用最简单的智能语音播报系统。但这些公交车报站系统仅停留在语音播报上，这给听力不好的旅客带来不便。而有的公交车报站系统虽然有屏幕显示功能，但其中显示器基本上是采用LED大屏幕点阵列结构完成。LED大屏幕要实现稳定显示需遵循动态扫描规律，存在着扫描驱动电路较为复杂，信号传输线多，抗干扰性能差等缺点。由于液晶显示器具有低压微功耗，平板型结构，显示信息量大，易于彩色化，没有电磁辐射，寿命长等显著优点。为此本次毕业设计开发了基于单片机控制的公交车到站语音播报与液晶显示控制系统。易的自制公交车报站系统大家二、调研分析经过开题期间的文献查阅和实际情况调研，了解到哈尔滨公交车智能报站系统最多还是语音报站，还有很多特殊情况的公交车。现今哈尔滨公交车的种类和报站主要分为以下几种情况：（1） 、有播报系统但人工售票 在哈尔滨的公交车中通往江北去的公交车基本上都是这种情况。例如213、551等，而且这些公交车还处在非一元的票价。这不仅给顾客带来很多的不便，也大大增加了工作人员的劳动力。（2） 、有播报系统但中途检票 在哈尔滨的公交车中还有一部分公交车在初始站时是一元，超过多少站之后票价为二元，这样两元票的顾客在中途时会有工作人员进行检票，例如338等。（3） 、有播报系统无人售票票价一元 在哈尔滨的公交车中最常见的就是这种公交智能播报系统，在公交车上只有一位司机进行所有智能的控制，站点的播报、服务用语的提示等。还在LCD上进行相应的显示，这给听力不好的顾客带来更多的便力，无人售票也给公交车公司减少了更多的开支。本课题主要是完成普遍的公交车报站系统的设计，此课题会以14路公交车为例完成所有的功能设计。3、 关键技术与解决方案1、 键盘控制技术本部分采用常用的彩电遥控器SAA3010T，它是将所按键对应的键值进行编码加上系统码，调制在32 56K范围的红外线载波上，然后经放大通过红外线发射二极管将信号发射出去。SAA3010T 码型的一帧数据可分为：起始码部分(15 位)、控制码部分(1位)、系统码部分(5 位) 和数据码部分(6 位)。在连续按键的时候，重复码波形与前一次波形相同，如果是第二次按键，则控制码反转。等待时间+ 扫描时间=18 个位的时间，重复周期=4*16 个位的时间，0码和1码传送采用双相位编码发送技术。键盘解码部分，采用的是红外一体外接收头SM0038。该芯片结构简单，通过3 脚接收到的信号直接传给单片机，再通过程序控制既可将红外遥控的输入信号解码出来。2、语音播报控制技术通过材料查询了解到winbond公司生产ISD2560（根据情况改动）语音IC引脚功能，操作方法模式以及具体运用方法，给出了用AT89S52及ISD2560构成语音系统硬件构造与软件设计方案方法。ISD一系列语音IC是具有较强功能一种电脑语音录放元件，它能够使用在很多需语音服务场合。AT89S52是Atmel公司生产性能良好，价格便宜单片机。其中用AT89S52与ISD2560构成智能型排队机语音部分，可解决方案语音分段录取与组合回放，同时可通过修改软件解决方案整段或循环播放。ISD2560是ISD一系列单片语音录放芯片IC一种。这是一种永久记忆型语音录放电路，录音时间为60s，可重复录放10万次。如果要播放语音段有20段，那么，把一个数送到DPTR对应地址中去时，必须先等待语音ICEOM脚电平变低，然后再等待EOM脚电平变高，才能继续读其它段内容；否则会出现“啪啪”声。3、液晶显示控制技术本部分采用的是12864液晶显示模块。12864是一种具有4位/8位并行,2 线或3 线串行多种接口方式，内部含有国际一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块，其分辨率为128*64，内置128个16*8 点ASCII 字符集，利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示汉字，也可以完成图形显示。在每次上电后都需要对LCD 进行初始化设置，把需要显示的汉字放在数组里，编译器会自动将汉字转换为机器码，通过相应的驱动程序送给LCD，就会显示相应的汉字。在单片机初始化完成之后，进入系统默认的报站模式，开始显示开机画面，每一屏之间的息信都是通过键盘来实的，一旦有键按下，通过软件解码读出键值，根据软件所设定的功能去执行。四、系统完成的功能该系统能够控制公交车站点的播报、服务用语的友情提示，并在显示屏上进行相应的显示。使用单片机与专用的语音处理芯片相结合实现语音存储与回放，即实现语音的分段录取与组合回放。语音播报和LCD控制通过单片机来实现，用普通彩电遥控器实现不同信息的播报和显示。其中按键功能分别为：K1、 K2 分别为起始站、 终点站报站键，分别进行起点站欢迎词和终点站欢送词介绍；K3、 K4 为上一站、 下一站报站键，进行相应站台的提示信息；K5 为服务用语键，比如 “车辆起步，请乘客拉好扶手，请为老弱病残让座,社会倡导，哈工大华德学院宣语” 等服务用语；K6 为重复键，按下此键重复前一按键的播报内容；K7 为扩展功能录音键，为语音芯片录音时使用。本控制系统的难点在于：键盘技术的控制，语音播报和液晶显示的调试。五、系统模块设计1、系统硬件设计框图与元器件选择公交车智能语音播报系统的硬件选用MCS51系列AT89S52作为主控中心。为实现对系统的处理，通过键盘的控制，选择不同的按键就会产生不同的播报信息，并在LCD上进行相应的显示。硬件框图见图1所示：AT89S52ISD2560功放电路键盘输入液晶显示图1 公交车智能语音播报系统硬件框图在考虑性能/价格比的前提下,在本次设计中我选择最容易实现产品的指标的几种仿真器件如下：（1）、主机：一台奔腾4 PC机，伟福仿真器；（2）、主控芯片：MCS-51系列中的AT89S52芯片；（3）、键盘控制：选用SAA3010T彩电遥控器实现按键的控制；（4）、液晶显示：用12864实现LCD显示；（5）、语音播报模块：用语音播报模块ISD2560（根据情况改动）实现语音存 储与回放；（6）、红外遥控的接收头：SM0038。2、系统软件功能模块设计图利用层次图来表示系统中各模块之间的关系。层次方框图是用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘数据的层次结构。树形结构的顶层是一个单独的矩形框，它代表完整的数据结构，下面的各层矩形框代表各个数据的子集，最底层的各个矩形框代表组成这个数据的实际数据元素（不能再分割的元素）。随着结构的精细化，层次方框图对数据结构也描绘得越来越详细，这种模式非常适合于需求分析阶段的需要。从对顶层信息的分类开始，沿着图中每条路径反复细化，直到确定了数据结构的全部细节为止。本系统一共分为键盘控制、语音播报、液晶显示、红外遥控四大模块，每个模块之间虽然在表面上是相互独立的，但是在对数据库的访问上是紧密相连的。每个模块的功能都是按照在调研中搜集的资料进行编排制作。图2是系统的功能模块图。 公交车智能语音播报系统键盘控制模块红外遥控模块语音播报模块液晶显示模块图2 系统功能模块图六、进度安排本课题的进度安排如表1所示。表1 进度安排表序号名称周数起止时间备注1需求分析1周2010.10.112010.10.172方案论证1周2010.10.182010.10.243硬件设计3周2010.10.252010.11.144软件编码与调试3周2010.11.152010.12.055总体联调2周2010.12.062010.12.196撰写论文2周2010.12.202010.12.31注：前5项共10周，根据课题不同自行安排7、 设备保障已经具备下列设备保障毕业设计的顺利开展：软件条件：Keil2编程软件；伟福6000；Protel99SE电路图设计软件；Proteus仿真软件；硬件条件：电脑一台；面包板；伟福仿真器；万用表；焊接工具等。参考文献1 何立民单片机应用文集M北京航空航天大学出版社，19942 周国雄，许明情.城市公交车自动报站系统设计及其应用J.装备制造技术2007， 4：109-1113 周波，冯顽童，胡建龙，等.公交车自动报站系统的设计J.四川理工学院学报 2008,6:79-81 4 韦丽华，李文举，刘丽娟.ISD2500系列语音芯片及其在微机系统中的应用J. 辽宁师范大学学报，2001,3:33-355 唐颖，姚锋，赵茂娟.基于ISD2560的公交车报站系统的模拟设计J.电脑知识与 技术，2008,4:1723-17246 李吉志，邓发明，张本文.基于Proteus的公交车液晶显示报站系统的设计，2009, 24:874-8787 肖海荣，王凤瑛，杨金清等. 基于AT89C2051和ISD2560的录放音系统设计J. 微计算机信息，2004,20:63-648 杨延宁，刘立军，张志等.基于Proteus的单片机汉字点阵显示电路设计J.液晶 与显示，2009,29:88-1029 杨帮文.应用电路百例丛书M.电子工业出版社,2006