新聞中心

EEPW首頁 > 汽車電子 > 設(shè)計應(yīng)用 > 基于GPS的嵌入式公交自動報站系統(tǒng)的研究

基于GPS的嵌入式公交自動報站系統(tǒng)的研究

作者:孫弋 汪亞東 李培煊 時間:2008-07-25 來源:電子技術(shù)應(yīng)用 收藏

  目前,國內(nèi)各大城市的無人售票車大都采用半自動報站系統(tǒng),即通過人工干預(yù)語音信箱進行語音報站,和傳統(tǒng)的人工報站相比,其聲音洪亮清晰。但是人工干預(yù)語音信箱存在人為因素,如天氣不好、道路打滑、駕駛員心情不好等原因引發(fā)漏報站、錯報站的現(xiàn)象。特別是旅游城市,外地及國外游客很多,漏報站、錯報站會導(dǎo)致乘客下錯站,從而帶來不必要的麻煩,也會相應(yīng)影響城市形象。目前車上的數(shù)字電視業(yè)務(wù)單一,僅播放廣告,無相應(yīng)站點附近的景點、酒店等信息,乘客無法與系統(tǒng)交互,獲得感興趣的信息。2008年北京奧運會來臨之際,相關(guān)城市的智能化的重要性尤為突出。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/86242.htm

1 公交自動報站系統(tǒng)的原理及特點

  1.1 基于公交自動報站系統(tǒng)的原理概述

  本文提出的新型公交車自動報站系統(tǒng)的基本原理如圖1所示。通過接收機接收工作衛(wèi)星的導(dǎo)航信息,從而解算出車輛目前的經(jīng)、緯度等信息;根據(jù)GPS定位數(shù)據(jù)計算出公交車的實時坐標,將其與站點坐標相比較,當公交車駛?cè)胝军c一定距離范圍內(nèi)時,不用人工干預(yù),系統(tǒng)自動報站。將位置信息與數(shù)據(jù)庫中電子矢量地圖進行匹配,根據(jù)公交車位置的不同,LCD顯示屏上顯示不同的公益信息、廣告信息和景點信息等。在離站、到站和拐彎點閾值范圍內(nèi)語音提示的同時,在顯示屏上顯示同類信息,給乘客一種全方位的提示與服務(wù)。

 

  1.2 GPS的定位原理

  本裝置的定位系統(tǒng)使用GPS接收機進行自主定位,GPS接收模塊接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的定位數(shù)據(jù),將GPS信號的數(shù)據(jù)流提取出來,經(jīng)過簡單的字符串操作就可以分別找出GPS信號中的經(jīng)度、緯度以及相應(yīng)的格林威治時間(該時間加上8小時即為我國標準時)等定位信息。在實際開發(fā)中,GPS接收機根據(jù)從三顆以上衛(wèi)星發(fā)來的數(shù)據(jù)計算出自身所處的位置,完成定位。

  GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù),采用空間距離后方交匯的方法,確定待測點的位置。如圖2所示,假設(shè)t時刻在地面待測點上安置GPS接收機,可以測定GPS信號到達接收機的時間△t,再加上接收機所接收到的衛(wèi)星星歷等其他數(shù)據(jù)可以確定以下四個方程式:

    由以上四個方程即可解算出待測點的坐標x、y、z及鐘差;GPS模塊再由此得到經(jīng)緯度、時間等信息;最后將這些信息通過串口以GPS信息的形式發(fā)送出去。

   1.3 GPS信息格式

  通常GPS模塊支持兩種格式:二進制消息格式和NMEA-0183 ASCII消息格式。前者的通信協(xié)議為 9600b/s、無校驗、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位;后者的通信協(xié)議為4800b/s、無校驗、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位。由于NMEA-0183 ASCII格式直觀、易于識別及應(yīng)用,因此本設(shè)備采用ASCII格式。

  系統(tǒng)接收到的GPS數(shù)據(jù)主要由幀頭、幀尾和幀內(nèi)數(shù)據(jù)組成。根據(jù)數(shù)據(jù)幀的不同,幀頭也不相同,主要有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV以及$GPRMC等。這里選用推薦的$GPRMC。各類數(shù)據(jù)幀分別包含了不同的信息,在此列舉出$GPRMC的各項含義:

  $GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,*hh
   
  <1>當前位置的格林威治時間,格式為hhmmss。
    <2>狀態(tài),A為有效位置,V為非有效接收警告,即當前天線視野上方的衛(wèi)星個數(shù)少于3顆。
    <3>緯度,格式為ddmm.mmmm。
    <4>標明南北半球,N為北半球、S為南半球。
    <5>徑度,格式為dddmm.mmmm。
    <6>標明東西半球,E為東半球、W為西半球。
    <7>地面上的速度,范圍為000.0節(jié)~999.9節(jié)(1節(jié)=1.852km/h)。
    <8>方位角,范圍為000.0度~359.9度。
    <9>日期,格式為ddmmyy。
    <10>地磁變化,從000.0度~180.0度。
    <11>地磁變化方向,為E或W。

  由于幀內(nèi)各數(shù)據(jù)段由逗號分割,因此在處理緩存數(shù)據(jù)時一般通過搜尋ASCII碼“$”來判斷是否是幀頭。在對幀頭的類別進行識別后,再通過對所經(jīng)歷逗號個數(shù)的計數(shù)判斷出當前正在處理的是哪一種定位導(dǎo)航參數(shù),并做出相應(yīng)處理。

2 智能公交系統(tǒng)設(shè)計

  車載設(shè)備安裝于公交車上,其工作環(huán)境比較惡劣,對設(shè)備的結(jié)構(gòu)也有一定的要求,本系統(tǒng)采用工作穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強的系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)固化于存儲器中,其可靠性高、成本低、體積小、功耗低。嵌入式系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,在車輛與交通工程中的應(yīng)用是其中一個重要的方面。將嵌入式設(shè)備作為車載終端應(yīng)用于智能公交系統(tǒng),使車載終端設(shè)備具有更高的智能性、穩(wěn)定性和擴展性,從而建立起全方位、實時準確、高效的智能交通系統(tǒng)。

  本系統(tǒng)采用先進的衛(wèi)星定位技術(shù)與語音合成技術(shù)相結(jié)合的方式,改變了傳統(tǒng)公交車語音報站器必須有司機操控才能工作的落后方式,進站、出站自動播報站名及服務(wù)用語,準確、及時、不需要人工介入,實現(xiàn)了公交車報站器的完全智能化。本裝置主要特點為:

  (1)采用GPS衛(wèi)星定位技術(shù),自動、準確地播報站名、服務(wù)用語、廣告等。

  (2)站名及有關(guān)事項可以在計算機上形成電子文件,通過串口下載到報站器中,方便快捷。

  (3)與顯示屏直接連接,同步顯示報站信息、廣告等。

  (4)可存儲多條線路,方便公交車臨時更換運營線路。

  GPS公交自動報站系統(tǒng)包含硬件和軟件兩部分。硬件以ARM9S3c2410x處理器為核心,配置存儲器、I/O設(shè)備、通信模塊等必要的外設(shè);軟件以嵌入式操作系統(tǒng)為核心,向上提供應(yīng)用編程接口API,向下屏蔽具體硬件特性的板級支持包BSP。嵌入式系統(tǒng)中,軟件和硬件緊密配合,協(xié)調(diào)工作,共同完成系統(tǒng)預(yù)定的功能。

 

linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)

上一頁 1 2 下一頁

關(guān)鍵詞: 嵌入式 GPS 公交 Linux

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉