基于GPS的公交车自动报站系统许连华,李学庆(山东大学计算机科学与技术学院,济南250061摘要:介绍了由GPS接收器、工控机和音频输出设备组成的公交车自动报站系统的功能、组成原理和关键技术,阐述了系统主要的硬件和软件设计方法。关键词:GPS;工控机;自动报站GPSBasedBus-stopAuto-announceSystemXULianhua,LIXueqing(DepartmentofComputerScienceTechnology,ShandongUniversity,激nan250061【Abstract】Thethesisanalysesthefunction,theprinciplesofcomposingandthekeytechnologyofGPSbasedbuses’auto-announcesystem,alsothehardwaredesignandthesoftwaredesignarepresented.【Keywords】Globalpositioningsystem(GPS;IndustrialComputer;Bus-stopannouncer计算机工程ComputerEngineering第31卷第23期Vol.31№232005年12月December2005・工程应用技术与实现・:1000—3428(200523—0191—02文献标识码:A:TP2231概述GPS系统是由美国国防部开发的高精度卫星导航系统。用户通过用户设备接收GPS卫星信号,经信号处理而获得用户位置、速度等信息,最终实现利用GPS进行导航和定位的目的。2000年以前,民用GPS接收器的价格、实时定位精度都不能满足汽车导航定位的要求。2000年5月1日,美国政府发布政府文告,正式结束实行了10年之久的人为降低GPS精度的SA(SelectiveAvailability政策,利用C/A码进行单点定位的精度由100m提高到10~20m,这促进了微型民用GPS接收机的迅猛发展。现在民用微型GPS接收器的价格和实时接收精度已经完全满足车辆导航定位的需要,为公交车自动报站系统的设计提供了条件。GPS语音自动报站系统,采用先进的卫星定位技彻底改变了传统公交车语音报站器必须由司机操控才能工作的落后方式,进站、出站自动播报站名及服务用语,准确、及时、完全不需要人工介入,是公交车语音报站器的一项技术革命,它将为公交车的管理人员和乘客带来福音,实现了公交车报站器的完全智能化。目前,国内GPS语音自动报站系统处于试验阶段,仅有广州、青岛等几个城市有几条试验线路采用GPS语音自动报站技术。2系统体系结构和实现的关键技术基于GPS的公交车自动报站系统利用GPS,通过GPS接收单元接收卫星发送的信号确认车辆的动态位置(经度、纬度、时间、状态等信息,与公交线路信息库中存储的车站的位置进行比较,根据预先设定的距离和规则向乘客通报车站和线路的语音信息;并且能把车辆运行的详细情况记录下来,对公共汽车的运营状况进行全程监控并记录。系统的组成模块见图1。按照功能可以划分为3部分,一是主控模块,由一台工业计算机,运行自动报站管理系统,负责整个系统的控制和管理;二是GPS信息接收模块,用微型GPS接收机接收GPS信号获得车辆的位置、速度等即时信息;三是信息输出模块,包括运营信息存储模块用来存储运营信息、音频功放模块用来输出声音信息以及可选的信息显示模块,在必要的情况下进行信息的视频输出。图1系统组成2.1GPS信息的接收与处理GPS选用微型12通道GPS接收器,可以同时接收12颗卫星信号(只要能观测到4颗卫星,就能得到观测点的三维坐标。美国取消SA政策以后,一般微型GPS接收机的即时定位精度在10~20m之间,完全满足自动报站系统的需要。目前市场上的大部分GPS接收模块都是通过RS232串口或者USB端口进行数据传输的。这些数据包括经度、纬度、海拔高度、时间、卫星使用情况等基本信息。依据这些基本数据,进行数据处理来取得当前车辆的坐标。2.1.1GPS通信的NMEA0183协议目前GPS厂商遵循NMEA0183协议提供串行通信接口,串行通信参数为波特律=4800,数据位=8位,停止位=1位,无奇偶校验。GPS与电脑通信时,一般通过串口每秒钟发送1组数据。实际导航应用读取GPS的空间定位数据时,可以根据需要每隔几秒钟更新一次经纬度和时间数据。NMEA0183协议的信息定义比较复杂,编程时不需要了解NMEA0183通信协议的全部信息,仅需要从中挑选出需要的那部分定位数据。其作者简介:许连华(1972—,男,硕士生,主研方向:人机交互与虚拟现实;李学庆,教授、博导收稿日期:2004-12-06E-mail:xulh100@sina余的信息可以忽略掉。如果此时和卫星的通信正常的话,可以接收到的数据格式样如下:$GPRMC,204700,A,3403.868,N,11709.432,W,001....
