毕业设计(论文)-一种智能公交管理系统(ITS)的车载终端的设计21519.doc

论文题目：公交车管理系统车载终端设计 摘 要 本文主要阐述了一种智能公交管理系统(its)的车载终端的设计方法。所谓 智能公交通管理系统,就是在公交网络分配、公交调度、预测算法等关键理论研 究的前提下，利用系统工程的理论和方法，将现代通信、信息、电子、控制、 计算机、网络、定位技术、gis 等新技术集成应用于公共交通系统，通过构建 现代的信息管理系统和控制调度模式，实现公共交通调度、运营、管理的信息 化、现代化和智能化，增强公交企业管理水平和服务水平，提高公交企业的运 营效率和效益；同时为出行者提供更加安全、舒服、便捷的公共交通信息服务。 而车载终端设备作为实现该系统的关键设备，可以实现车辆位置信息的读取， 车辆运行状况记录，自动报站以及车辆与管理站的无线通信等功能。 关键词：定位技术，智能公交管理系统，车载终端 a design about automotive terminal in intelligent transportation management system abstract this paper described a design method about automotive terminal in intelligent transportation management system (its). the so-called intelligent public traffic management system is based on such key theoretical research as the allocation of public transport network, bus scheduling, prediction algorithms and use of systems engineering methods of modern communications, information, electronics, control, computer, networking, positioning technology, gis and other new technologies in the public transport system, then ,build a modern information management systems and control transfer scheduling mode to achieve a informational, modern, intelligent public transports scheduling, operation and management, in order to enhance public enterprise management and service level, to improve public transport enterprises operating efficiency and effectiveness, at the same time provide a more safe, comfortable, convenient public transportation service in information. the car terminal device as a key equipment of the system, mainly have following functions: to read the vehicle positioning information, vehicle operating conditions record, automatic reporting stop station, realizing wireless communication between management station and vehicle. keywords：gps ，its， automotive terminal 目 录 1 引言 1 1.1 智能公交系统的发展 .1 1.2 所涉及的各种技术介绍 .1 1.2.1 gsm 网络 .1 1.2.2 全球定位系统（gps） .2 1.2.3 地理信息系统（gis） .2 2 系统设计方案 3 3 方案论证 3 3.1 通信方案论证 .3 3.2 车辆定位方案论证 .4 3.3 近距离无线通信方案论证 .5 4 硬件设计 5 4.1 控制电路的设计 .5 4.1.1 控制系统的主要功能 5 4.1.2 mcu 的选用 .5 4.1.3 串口扩展的实现 6 4.2 gps 接收器 rcb-4h 的技术介绍 7 4.3 gsm 模块 tc35i 的技术介绍 7 4.4 语音报站系统设计 .8 4.5 其他电路设计 .9 5 系统软件设计 9 5.1 gsm 常用 at 指令 .9 5.2 nmea 0183 语句说明 .10 5.3 各模块软件设计 .11 5.3.1 初始化系统 11 5.3.2 gsm 初始化模块 .12 5.3.3 rcb-4h 接收模块 14 5.3.4 lcd 显示模块 14 5.3.5 语音模块的软件设计 15 5.3.6 定位站点 16 5.3.7 身份授权及验证模块 17 5.4 整个车载终端的程序流程图 .18 5.5 上位机管理中心系统软件设计 .19 6 总结 19 致谢 19 参考文献 20 附录 1.21 1 1 引言 现在汽车已经越来越智能化，公交管理系统是不是也该如此呢？毫无疑问 这是非常必要的。世界各地的城市都急需完善基础设施来满足人民需求，但往 往都是心有余而力不足。就以美国为例，1982 到 2001 年人口增长了约 20%， 而交通流量却暴增了 236%。 铺设更多新的道路和车道也许不太现实，但是将 智能工具运用到道路和汽车中无疑是可以实现的，例如，增设路边传感器、射 频标记和全球定位系统。公交系统的自动报站、gps 定位、行车记录、整车实 时监控、车辆调度等功能的智能化、自动化正在人们日常生活中发挥着越来越 大的作用，其中加装车载终端是实现整个管理系统智能化的必经途径，车载终 端的质量直接影响了整个系统的指标。 1.1 智能公交系统的发展 所谓智能公共交通管理系统(its),就是在公交网络分配、公交调度、预测算 法等关键理论研究的前提下，利用系统工程的理论和方法，将现代通信、信息、 电子、控制、计算机、网络、定位技术、gis 等新技术集成应用于公共交通系 统，通过构建现代的信息管理系统和控制调模式，实现公共交通调度、运营、 管理的信息化、现代化和智能化，增强公交企业管理水平和服务水平，提高公 交企业的运营效率和效益；同时为出行者提供更加安全、舒服、使捷的公共交 通服务信息服务。七十年代国外因为发达的公交网络运转流畅，已经提出应用 各种技术措施来实现公交车定位，车辆运行监控，自动报站等功能，例如增设 路边传感器、射频标记和全球定位系统。八十年代初期部分发达城市已经实现 了这些功能，目前公交管理系统的智能化研究主要集中在一些细节优化方面， 比如更加实时的路况监控设备，最优车辆调度算法，设备的性能以及降低系统 的建设和维护经费上。 我国的公交系统到了21世纪才在部分大城市初具规模，才有部分城市实现 ic缴费，车辆实时定位，电子站牌等基本智能化功能。目前我国所有的城市车 辆监控系统，都在逐渐实现智能化，例如，自动报站、gps定位、行车记录、 整车实时监控、车辆调度等功能的智能化、自动化，部分大城市也已经赶上世 界发达国家的公交智能化水平，智能车载终端的研究和生产也初具规模。 1.2 所涉及的各种技术介绍 1.2.1 gsm网络 gsm(global system for mobile communication，全球移动通讯系统）是基 于时分多址技术的移动通讯系统，是目前发展比较成熟、完善、应用最为广泛 2 的通讯系统。目前已建成的覆盖全国的gsm数字蜂窝移动通讯网（主要包括中 国移动和中国联通两家大型运营商），是我国公众移动通讯网的主要方式，它 主要提供话音、短信息、数据等多种业务。其中基于gsm-sms和gprs 功能可 以开发出传输各种检测、监控数据信号和控制命令的数据通讯系统。由于gsm 网络在全球范围内实现了联网和漫游，不需组建专用通讯网络，就可以完成远 程数据通讯，而且具有较好的实时性，所以gsm网络的应用越来越广泛。 1.2.2 全球定位系统（gps） gps(global positisioning system) 简 单 地 说 ， 这 是 一 个 由 覆 盖 全 球 的 24 颗 卫 星 组 成 的 卫 星 系 统 。 这 个 系 统 可 以 保 证 在 任 意 时 刻 ， 地 球 上 任 意 一 点 都 可 以 同 时 观 测 到 4 颗 卫 星 ， 以 保 证 卫 星 可 以 采 集 到 该 观 测 点 的 经 纬 度 和 高 度 ， 以 便 实 现 导 航 、 定 位 、 授 时 等 功 能 。 这 项 技 术 可 以 用 来 引 导 飞 机 、 船 舶 、 车 辆 以 及 个 人 ， 安 全 、 准 确 地 沿 着 选 定 的 路 线 ， 准 时 到 达 目 的 地 。 全 球 定 位 系 统 (gps)是 20 世 纪 70 年 代 由 美 国 陆 海 空 三 军 联 合 研 制 的 新 一 代 空 间 卫 星 导 航 定 位 系 统 。 其 主 要 目 的 是 为 陆 、 海 、 空 三 大 领 域 提 供 实 时 、 全 天 候 和 全 球 性 的 导 航 服 务 ， 并 用 于 情 报 收 集 、 核 爆 监 测 和 应 急 通 讯 等 一 些 军 事 目 的 ， 是 美 国 独 霸 全 球 战 略 的 重 要 组 成 。 经 过 20 余 年 的 研 究 实 验 ， 耗 资 300 亿 美 元 ， 到 1994 年 3 月 ， 全 球 覆 盖 率 高 达 98%的 24 颗 gps 卫 星 星 座 己 布 设 完 成 。 gps 全 球 卫 星 定 位 系 统 由 三 部 分 组 成 ： 空 间 部 分 gps 卫 星 ； 地 面 控 制 部 分 地 面 监 控 系 统 ； 用 户 设 备 部 分 gps 信 号 接 收 机 。 gps定 位 技 术 具 有 高 精 度 、 高 效 率 和 低 成 本 的 优 点 ， 使 其 在 各 类 大 地 测 量 控 制 网 的 加 强 改 造 和 建 立 以 及 在 公 路 工 程 测 量 和 大 型 构 造 物 的 变 形 测 量 中 得 到 了 较 为 广 泛 的 应 用 。 1.2.3 地理信息系统（gis） 物质世界中的任何地物都被牢牢地打上了时空的烙印。人们的生产和生活 中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。地理信息系统（ geographic information system, 简称 gis ）作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的 重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。从技术和应用的 角度， gis 是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度， gis 是在 地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具 有独立的学科体系； 从功能上， gis 具有空间数据的获取、存储、显示、编 辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度， gis 具有一定结构和 功能，是一个完整的系统。 3 2 系统设计方案 车载终端硬件整体设计主要由七部分组成：微处理器（mcu），显示屏， gsm通信模块，gps模块，语音报站电路，行车记录接口，键盘接口；终端系 统整体框图如图1所示。 图 1 车载终端系统框图 gps 接收器由 rcb-4h 构成，以每秒一次的速率更新车辆位置信息，车辆 位置信息由 mcu 读取并控制 gsm 收发器，把当前位置信息发送给管理中心， 同时 mcu 根据当前位置控制语音报站实现语音报站功能；另外 rcb-4h 还可 以获得精确的世界时间来校准时间，显示屏可以提供时钟显示和消息报告功能， 行车记录电路可以记录当前行车的速度，乘客数量等等，并存储在片外存储器 中，当出现交通事故时可以提供具体的数据；另外还设置了部分功能键和扩展 接口，状态指示等电路。 3 方案论证 3.1 通信方案论证 目前的远程无线通道的数据传输方案主要分为两种，一种是通过专用网进 行数据传输，如 rf（radio frequency，射频）数传电台和无线局域网 （wlan）；一种是通过公共无线通信网络，如 2g 和 3g 网络的成熟度较高、 覆盖面较广，因而公共无线通信网络被选为该无线通道总体方案的通信基础 4。 其中 3g 网络日趋成熟，信息流量大而且实时性好，但是目前 3g 网络还不完善， 初期业务费用较高，将来可以使用；2g 网络供的数据传输业务最常用种方式， 一种是短消息业务(short messaging service)，第二种是通 用 分 组 无 线 业 务 (general packet radio service)。 sms（ short messaging service） 是 最 早 的 短 消 息 业 务 ， 也 是 现 在 普 及 率 最 高 的 一 种 短 消 息 业 务 。 目 前 ， 这 种 短 消 息 的 长 度 被 限 定 在 140字 节 之 内 ， 这 些 字 节 可 以 是 文 本 的 。 sms以 简 单 方 便 的 使 用 功 能 受 到 大 众 的 欢 迎 ， 却 始 gsm 收发器 微处理器 （mcu） 显示电路 gps 接收器 语音报站电路 键盘接口 行车记录接口 4 终 是 属 于 第 一 代 的 无 线 数 据 服 务 ， 在 内 容 和 应 用 方 面 存 在 技 术 标 准 的 限 制 ， sms 消 息 按 消 息 收 费 ， 因 此 要 比 通 过 基 于 ip 的 网 络 （ 例 如 ， 使 用 gprs） 发 送 的 数 据 昂 贵 得 多 （ 每 字 节 ） 。 gprs是 通 用 分 组 无 线 业 务 (general packet radio service)的 简 称 ， 它 是 gsm移 动 电 话 用 户 可 用 的 一 种 移 动 数 据 业 务 。 它 经 常 被 描 述 成 “2.5g”， 也 就 是 说 这 项 技 术 位 于 第 二 代 （ 2g） 和 第 三 代 （ 3g） 移 动 通 讯 技 术 之 间 。 它 通 过 利 用 gsm网 络 中 未 使 用 的 tdma信 道 ， 提 供 中 速 的 数 据 传 递 。 gprs突 破 了 gsm网 络 只 能 提 供 电 路 交 换 方 式 ， 只 通 过 增 加 相 应 的 功 能 实 体 和 对 现 有 的 基 站 系 统 进 行 部 分 改 造 来 实 现 分 组 交 换 ， 这 种 改 造 的 投 入 相 对 来 说 并 不 大 ， 但 得 到 的 用 户 数 据 速 率 却 相 当 可 观 。 gprs(general packet radio service)是 一 种 以 全 球 手 机 系 统 （ gsm） 为 基 础 的 数 据 传 输 技 术 ， 可 说 是 gsm的 延 续 。 gprs和 以 往 连 续 在 频 道 传 输 的 方 式 不 同 ， 是 以 封 包 （ packet） 式 来 传 输 ， 因 此 使 用 者 所 负 担 的 费 用 是 以 其 传 输 资 料 单 位 计 算 ， 并 非 使 用 其 整 个 频 道 ， 理 论 上 较 为 便 宜 。 而 且 车 辆 与 管 理 中 心 的 每 次 通 信 所 要 传 输 的 数 据 很 少 （ 几 十 个 字 节 左 右 ） ， 但 是 通 信 次 数 比 较 频 繁 （ 会 达 到 每 秒 一 次 ） ， 每 次 通 信 占 用 一 条 短 信 是 很 昂 贵 的 ， 所 以 采 用 按 流 量 计 费 的 gprs业 务 通 信 是 最 佳 选 着 。 将 来 3g网 络 的 成 熟 将 会 带 来 更 加 高 的 通 信 速 率 ， 更 低 的 通 信 费 用 ， 更 大 的 信 息 流 量 ， 也 会 使 我 们 的 公 交 管 理 系 统 更 加 完 善 。 3.2 车辆定位方案论证 在公交管理系统发展的初期，国外很多城市采用增设路边射频传感器，汽 车加装射频标志来定位汽车的位置的方法来判断汽车所在路段，这种方法成本 价格较低，而且汽车不产生通信费用，在要求不高的年代是很好的实现方法； 但是，当汽车开出市区或者停靠在附近没有射频传感器的地方就发现不了汽车， 显然是不能够满足现代人的需求。 到了20世纪，随着经济和科技的不断发展，gps器件的性能的不断改善， 精度不断提高；而且随着无线网络通信费用的不断降低，为了满足人们的需要， 在汽车上加装性能更加优良的定位系统是非常必要。gps器件的定位误差现在 已经低于5米，而且随着计算机科学的发展，基于地 理 信 息 系 统 （ gis） 技术， 可以实时得到路况信息，可以实时查询到每一量车的具体信息。 随着计算机科学的发展，图像识别技术也有了很高的发展，有人提出在路 边增设电子眼来识别车牌号，进而可以查询到汽车的具体位置，但是电子眼与 路边传感器一样不可以到处都涉及到，大量的电子眼已经产生很高的费用，而 且作为高新技术，图像识别技术还不是十分的成熟，所以采用该方法也不能很 5 好实现车辆定位，但是可以用来监控一些繁忙路段的实时路况，这样加上gps 车载终端可以完善智能公交系统的功能。 3.3 近距离无线通信方案论证 近距离通信可以用来提供车辆与近距离的电子站牌和管理中心的数据传输， 而且不产生通信费用，主要方式有： （1）采用射频识别技术实现无线数据传输； （2）采用红外线技术实现无线数据传输； （3）采用蓝牙技术实现无线数据传输； 其中射频识别设备可以做的很简单，成本价格也比较低，是较好的选择。 4 硬件设计 车载产品由于工作于特殊的环境，必须符合一定公家或者国际标准，gps 器件需要很高的射频性能，特别是 gsm 产品经常会出现意想不到的错误，所 以硬件的设计显得尤其的重要。它主要包括控制电路，通信模块，gps 接收电 路，人机交互电路几部分。 4.1 控制电路的设计 4.1.1 控制系统的主要功能 （1）接收由gps接收器接收到的定位信息，并实现协调世界时 （coordinated universal time ，简写为utc）与我国北京时间的转化，并利用 转化后的时间校准系统时间。 （2）与gsm模块建立通讯，完成对 gsm模块的初始化，完成单片机系统 与gsm 模块之间的数据协议转换，包括将定位信息转换成符合sms/gprs协议 的数据格式并传递给gsm 模块进行发送，以及将gsm模块收到的短信显示在屏 幕上。 （3）根据定位信息确定当前站点，以及下一站点，从而控制语音电路实现 自动语音报站。 （4）当定位信号不好时关闭自动报站功能并转入人工报站。 （5）提供人机接口电路，实现人性化操作。 4.1.2 mcu的选用 at89s52是一种低功耗、高性能cmos8 位微控制器，具有 8k 在系统可编 程flash 存储器。使用atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80c51产品指令和引脚完全兼容。片上flash允许程序存储器在系统可编程，亦 6 适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位cpu 和在系统可编程flash，使 得at89s52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。 at89s52具有以下标准功能： 8k字节flash，256字节ram ，32 位i/o 口 线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级 中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，at89s52 可降至0hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，cpu停止工作，允 许ram、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，ram内容 被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为 止。为了产生高稳定的串行口速率，这里选择11.0592mhz晶振来提供系统时钟。 4.1.3 串口扩展的实现 虽然整个系统设计主要按照3.3v接口进行设计，然而像 rs485电路的输入、 输出需要5v电平，同时gsm 终端需要向用户提供ttl 电平的串口输出。因此需 要进行5v3.3v或者3.3v5v的电平转换。我们选用max232 电平转换电路实 现了电平的相互转换。 rs-232是由美国电子工业协会（eia）正式公布的、在异步串行通讯中应 用最广的标准总线。它包括了按位串行传输率和机械方面的规定。适合短距离 或带调制解调器的通讯场合。它不仅已经被内置于每台pc，而且已被内置于从 微控制器到主机的多种类型的电脑和与它们连接的设备。你也可以将rs-232用 在任何类型得计算机之间的简单连接中，它是一个被广泛使用的接口之一。 1 23u6a 74ls125 4 5 6 u6b74ls125 89 10 u6c74ls125 11 12 13u6d 74ls125 rxd_1 txd_1 txd_2 rxd_2 txd rxd p3.3 p3.4 图 2 串口扩展电路 由于gps接收器rcb-4h和gsm模块tc35i都需要串口实现与mcu通信，而 7 at89s51只有一个串口，所以要考虑到如何实现三者的正常通信。考虑到车载 终端的收发频率，以及gps接收器的定位信息重获频率都比较低；而且rcb-4h 和tc35i的工作不是同时进行的，工作顺序是：首先由 rcb-4h获得定位信息， 然后控制tc35i向管理中心发送定位信息。所以我们可以采用分时顺序利用串口 的方法来实现三方通信。串口扩展电路如图2所示。图中当p3.3为低电平，p3.4 为高电平时选通第一组串口；当p3.4为低电平p3.3为高电平时选通第二组串口， 这样就可以实现串口的扩展，充分利用了有限的硬件资源。不过控制时序要注 意，两个串口不能同时选通，不然会出现rcb-4h和tc35i之间的混乱，进而整 个系统乱成一团。 rcb-4h有两个串口，波特率分别为9600bit/s、57600bit/s，而tc35i的波特 率为300115000bit/s，综合考虑以上因素，这里波特率选用9600bit/s，mcu晶 振选用11.0592mhz。数据格式采用8位数据，一位停止位，没有校验位，另外 tc35采用的是rs232电器标准，所以还需要ttl电器标准与rs232 之间的转换。 整个控制电路原理图如图3所示。 4.2 gps 接收器 rcb-4h 的技术介绍 rcb-4h 型是一种超低功耗的 gps 接收板，并采用了 antaris 4 定位 引擎和 supersense indoor gps 。这是与 rcb-lj 引脚兼容的后继产。rcb- 4h 型配备了 mcx / osx 型 rf 连接器和一个 20 针的管脚用来连接电源和数字 i / o 口。它所支持的 a - gps （辅助全球定位系统）功能使首次定位，即使信 号很差的条件下也能快速定位。 即使在室内和其他弱信号环境 antaris 4 gps 引擎也能提供高导航性 能。基于卫星增强系统的 waas ， egnos 系统和 msas 系统的充分支持。 他所具有的高性能和灵活性即履行了低成本就像快速和简单的插件集成系统一 样。它具有最高 4hz 的刷新速率，定位误差：/ 11 每一条消息都是由$开头，每一位都是 ascii 字符，其中校验位是 $与*之间所有 ascii 字符的异或。 常用标准的 nmea 消息有： gga - gps fix data - global positioning system fix datagps 固定数据信 息 gll - geographic position - latitude/longitude 时间和位置信息 11 gsa - gps dop and active satellites. 卫星信息和位置偏差 gsv - gps satellites in view - gnss satellites in view 所用卫星信息 rmc - recommended minimum data 推荐最短数据信息 vtg - course over ground and ground speed.速度信息 zda - time and date 时间日期信息 gbs - gnss satellite fault detection - gnss satellite fault detection dtm - datum reference - datum reference txt - text transmission - ascii text transmissions, such as software version, etc gpq-polls a standard nmea message引出一条标准 nmea 消息 rmc 的消息格式为： $gprmc,hhmmss,status,latitude,n,longitude,e,spd,cog,ddmmyy,mv,mve,mode*cs hhmmsshhmmss.sss utc 时间（前面的 0 也发送） statusa 有效，v 无效 latitudeddmm.mmmm 纬度（度分格式，前面的 0 也发送） n n/s 南北标志 longitude ddmm.mmmm 经度（度分格式，前面的 0 也发送） e e/w 东西标志 spd 速度 cog 方向 ddmmyy 日期格式 mv空 move空 modegps 模式 cs校验位 例如： $gprmc,083559.00,a,4717.11437,n,00833.91522,e,0.004,77.52,091202,a*57 gpq 是用来引出各种信息的，是向 gps 写消息的，他的格式是： $xxgpq,sid*cs xx 是识别标志 ei sid 是所要引出的消息标志 例如：$eigpq,rmc*3a nmea 语句具体格式请查阅 nmea 协议标准。 12 5.3 各模块软件设计 5.3.1 初始化系统 单片机初始化部分要完成的工作有将at89s52串口设置为工作方式 1即8位 数据位和一位停止位，波特率9600bit/s；把定时器0的定时周期设为50ms；初始 化tc35i ，rcb-4h，jcm1602 使它们处于待命状态。 为了完成以上工作，定时器选用定时器1的工作方式2即8位自动重装定时器、 波特率设为9600bit（晶振频率为11.0592mhz），且 tmod=#20h，smod=1， 所以定时器1初值分别为th1=#0fdh ，tl1=#0fdh。定时器0工作于模式1，中 断周期为50ms，th0=#4ch ，tl0=#00h ；这样20 次可以得到一秒的计时。 在smod=0，定时器工作于模式2时，串口方式1的波特率计算公司如下： （1）325612x)(fbaudrteosc 定时器1模式2的初始值x计算方法如下 5： （2）baudrtesfxoc384)1m( ;以下为主程序进行cpu初始化设置。 setb it0 ;设定int0的触发方式为脉冲负边沿触发 mov scon，#50h ;设置成串口1方式 mov tmod，#21h ;波特率发生器 t1工作在模式2上 mov th0，#4ch mov tl0，#00h mov th1，#0fdh ;预置初值(按照波特率 9600bps预置初值) mov tl1，#0fdh ;预置初值(按照波特率 9600bps预置初值) setb tr1 ;启动定时器t1 sttb tr0 mov ip, #10h ;设置串口中断为最高优先级 5.3.2 gsm初始化模块 根据不同的要求，串口数据的发送是可以知道时间的，可以采用查询方式； 而接受是不确定的，所以接收采用中断的方式。在与模块握手连接成功后，通 过字符串发送函数就可将数据缓存区中欲发送的数据发送。发送数据的原理与 建立连接时的基本相同，但数据的接收是通过串口中断接收函数完成的，同时 将接收到的数据必须先放入接收缓存区以便显示。需要指出的是串口中断程序 13 既要接收指令返回值又要接收模块传来的数据，这两种接收信息的处理方式不 同，所以在中断函数中应通过设置两个不同的标志来解决这一问题。但是由于 存在tc35i与rcb-4h之间选择的问题，这里很多时间采用查询的方法来收发 tc35i的指令。下面的前两条指令就是选中tc35i的指令。另外，为了编程方便 又考虑到发送定位信息不需要汉字，所以这里采用txt格式发送短信，所有指令 都以数据表的形式存储在eprom中，需要哪条指令只需找到相应的表头即可。 setb rcb4h ; select module tc35i clr tc35i ; initialize tc35i reatipr: mov dptr,#atipr ;设置通信速率（ 9600）#atipr 是命令头 lcall sendstr ;发送选中的atipr命令 lcall echook ；接收tc35i响应是否ok mov a,assist ；利用assist判断是否响应ok jz reatipr ；如果响应错误重新发送指令 lcall d100ms ；tc35i每条命令都要至少延迟 100ms reate: mov dptr,#ate ；取消tc35i发送echo 信息 lcall sendstr lcall echook mov a, assist jz reate lcall d100ms reicf: mov dptr,#aticf ；设置tc35i串口数据格式为8n1 lcall sendstr lcall echook mov a, assist jz reicf lcall d100ms recmgf: mov dptr,#atcmgf ；选择txt 格式 lcall sendstr lcall echook mov a, assist jz recmgf lcall d100ms recfun: mov dptr,#atcfun1 ；启动tc35i串口 lcall sendstr 14 lcall echook mov a, assist jz recfun lcall d100ms recsgs: mov dptr,#atcsgs ；选择gsm 字符集 lcall sendstr lcall echook mov a, assist jz recsgs lcall d100ms recpms: mov dptr,#atcpms ；选择信息存储位置为sim卡 lcall sengstr lcall rechook mov a, assist jz recpms 5.3.3 rcb-4h接收模块 rcb-4h的串口消息采用nmea 0138标准，在对它初始化时还要用到 u-blox 自己定义的二进制协议ubx协议，这些都需要mcu安格式读取，这也是关键环 节。时间采用世界协调时（coordinated universal time简称utc），它与我国北 京时间晚8个小时，如果要实现时间显示，还要有时间转换程序。 在实现自动报站时需要利用一定的算法来根据当前的地理坐标判断当前和 即将到来的站点，从而控制语音电路实现自动报站。考虑到一条公交线路的站 牌数量有限，这里采用固定数据表的方法把各站点的坐标存储在e 2prom，然 后把接收到的位置信息与其中的每一个进行比较，首先确定方向，然后按顺序 比较，就可以实现自动报站，包括当前站点和即将到来的站点。由于在工作中 并不是所有的nmea语句都是必要的，这里只用到ggl语句，下面是rcb-4h的 初始化程序。 setb tc35i clr rcb4h ;select rcb4h setb es mov dptr,#gpq ;initialize rcb-4h lcall sendstr ;send message gpq and select gll mov dptr,#pubx ;select gll lcall lcall sendstr ;send message pubx 15 5.3.4 lcd显示模块 lcd的作用主要是用来显示时间和管理中心发送的信息，显示时间为每秒 刷新一次，管理中心的信息不是很经常；为了比较容易的编辑软件，定位信息 也采用每秒1次的刷新速率。lcd显示模块需要大概25ms来初始化，如果有高 稳定度的电源在1ms左右上升到稳定值，可以取消这一步，如果电源达不到要 求必须按一下程序初始化，不然屏幕可能无法正常工作。 上电等待 15ms； 写38h等待5ms； 写38h 等待0.1ms； 5*7显示 开显示； 5.3.5 语音模块的软件设计 isd4004 工作于 spi 串行接口。spi 协议是一个同步串行数据传输协议,协 议假定微控制器的 spi 移位寄存器在 sclk 的下降沿动作,因此对 isd4004 而言, 在时钟止升沿锁存 mosi 引脚的数据,在下降沿将数据送至 miso 引脚。协议的 具体内容为： 1. 所有串行数据传输开始于 ss 下降沿。 2. ss 在传输期间必须保持为低电平 ,在两条指令之间则保持为高电平。 3. 数据在时钟上升沿移入,在下降沿移出。 4. ss 变低,输入指令和地址后 ,isd 才能开始录放操作。 5. 指令格式是(8 位控制码)加(16 位地址码) 。 6. isd 的任何操作 (含快进) 如果遇到 eom 或 ovf,则产生一个中断,该 中断状态在下一个 spi 周期开始时被清除。 7. 使用 “读“指令使中断状态位移出 isd 的 miso 引脚时,控制及地址数 据也应同步从 mosi 端移入。因此要注意移入的数据是否与器件当前进行 的操作兼容。当然,也允许在一个 spi 周期里,同时执行读状态和开始新的操 作(即新移入的数据与器件当前的操作可以不兼容)。 8. 所有操作在运行位(run)置 1 时开始,置 0 时结束。 9. 所有指令都在 ss 端上升沿开始执行。 10. mosi 指令从 lsb 开始送入 isd4004（即最后发送 c4），miso 信号从 lsb 开始送出 isd4004。 isd4004 在上电时需要一下程序来启动内部电路： 10 录音模式： send powerup wait tpud send powerup wait 2tpud send setrec command with address or send rec command (recording from current location)send stop command to stop recording 16 wait tstop 回放模式： send powerup command wait tpud send play command with address or send play command (play from current location) send stop command to halt the current operation or wait for playback operation to stop automatically, when an eom or ovf is reached. wait tstop isd4004 的指令格式如下： 表 4 isd4004 的指令格式表 名称 16 地址 8 位指令 xxxc0, c1,c2,c3,c4 功能描述 上电 powerup xxxxxx xxx00100 系统上电，当接通电 tpud 后器件将准备工 作。 放音设置 a0-a15 xxx00111 初始化播放地址 放音 xxxxxx xxx01111 从当前地址开始播放，直到遇见 eom 或者ovf 录音设置 a0a15 xxx00101 初始化录音地址 录音 xxxxxx xxx01101 从当前地址开始录音直到遇见 ovf 或者停止命令。 setmc a0a15 xxx10111 初始化信息标志 mc xxxxxx xxx11111 performs a message cue. proceeds to the end of the currentmessage (eom) or enters ovf condition if no more messages are present. stop xxxxxx xxx011x0 停止当前工作 stoppwrdn xxxxxx xxxx10x0 停止当前工作并进入待机状态。 rint xxxxxx xxx011x0 读中断标志位（ovf ，eom） 从此可以看出，如果提前把语音信号分段存储在 isd4004 里面，把站牌与 语音的段首地址对应起来，当到达某站点时找到相应入口的地址，从此开始播 放即可实现语音报站。gps 器件信号良好可以根据定位信息判断语音入口地址， 如果出现 gps 器件信号不好或者 gps 器件出错，可以采用键盘控制关闭 gps，人工发送相应的播放地址播放录音。 5.3.6 定位站点 新乡市的主要范围：东西:113.825 o (113o49.501)e113.925o(113o55.501) e，距离