专利名称：全球卫星定位自动电脑语音报站器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及语音自动报站器，特别提供了一种通过全球卫星定位系统实现全自动电脑语音报站的仪器。
背景技术：
目前国内现有的正在使用的公交车语音报站器产品大致分为以下几类1、电脑语音报站器它的操作方式是，到站前由司乘人员按动“进站”按钮开始报站，出站时由司乘人员按下“出站”，开始报下站站名。它的缺点是，需司乘人员时刻关注进、出站的状态，这就影响了司乘人员的注意力，存在着驾车安全隐患问题。
2、门控语音报站器它的操作方式是，将开门、关门信号和语音报站器连接，开门和关门时，自动报站。它的缺点是，不能提前报站，报站时容易出现错误，中途由于某种原因开关门会引起报站顺序混乱。
3、无线信标式自动语音报站器它的操作方式是，在公交车站设置发射信标点，公交车临近到站点50米左右会收到信标信号，开始自动报站，出站50米后信号消失，开始预报下一站。它的缺点是，需要组建许多车站信标发射点，有些站点无电源供给；公交车数量较多时，存在频率干扰问题，且较严重；系统维护成本高。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能“即插即用”的名副其实的全自动语音报站器。
具体地，本实用新型提供了一种全球卫星定位自动电脑语音报站器，以微处理器CPU为核心，外部接有存储器，通过语音合成电路接功率放大器，其特征在于所述微处理器CPU外接全球卫星定位接收机GPS。
本实用新型全球卫星定位自动电脑语音报站器中，所述存储器最好为闪存存储器FLASH，并且微处理器CPU外接485串行通讯接口电路。
本实用新型全球卫星定位自动电脑语音报站器中，微处理器CPU可以选用AT89C51RC单片机。此时应采用两片16M位的大容量闪存存储器FLASH。通讯接口电路宜采用通信电平转换芯片SN75176。语音合成电路宜采用语音合成芯片MSM6585。
本实用新型全球卫星定位自动电脑语音报站器中，为了兼具现有电脑语音报站器的一般功能，还可以在所述微处理器CPU外部接LED显示器、车门开关传感器、通过键盘接口电路接键盘、通过计数接口电路接行车里程计数传感器。
本实用新型设计中的微处理器是整个报站器的核心，如图1，其内部装有实现报站器的各种功能的程序，中央处理器通过不同的接口方式与外围电路进行接口，在中央处理器的控制下，通过外围电路的配合可以实现该报站器的所有功能。图中的FLASH存储器在设计中采用两片16M位的大容量存储器，即共32M位，当然随不同的需要可以进行扩展，由于有比较大的存储器，报站器可存储多条线路的报站语音，通过按键即可选择当前的线路；由于FLASH存储器可以进行1万次以上的在线擦除和写入，所以该设计中的所有语音内容都可以通过计算机进行下传，并且可将两台报站器的串行接口相对连，实现报站器之间相互复制功能。GPS全球定位卫星接收机可实时接收卫星下发的定位信息，并通过计算确定当前的经纬度，然后通过串行口传给中央处理器，该数据是实现GPS卫星定位自动语音报站的根本。计数传感器及计数电路用来对车轮转过的圈数进行计数，以便当有立交桥等强遮挡时GPS卫星定位接收机失效时进行辅助自动报站的参考。语音合成电路可以将ADPCM格式的数字语音信息还原成模拟的声音信号，ADPCM格式的数字语音是一种压缩格式的数字语音，该格式语音即节省了存储空间又保证了语音的质量。音量控制及功率放大电路将语音合成电路的声音信号放大到合适的强度，最后再推动扬声器发出声音来，音量控制电路采用了数字电位器，可以通过按键来设定不同的内、外扬声器音量。SRAM存储器是系统的内存，是处理各种数据的缓冲区。显示电路设计为LED数码管显示器，可以显示当前的站号、工作状态及GPS卫星信号是否有效等信息。按键的设计是设置某些参数和进行手动报站用的，如进入GPS卫星定位坐标学习状态，选择当前的线路，设置扬声器的音量，报站器所接的麦克风可为司乘人员播报一些通知提供了方便。车门开关传感器，可用于感知是否到站开关车门，并通过语音提醒乘客注意安全。该设计中的485串行接口是一个复用的接口，可以与有485转换电路的PC机相连接，运行上位机的报站器应用程序，可将电脑上编辑好的语音下发到报站器的FLASH存储器中，一台语音内容完整的报站器与一台待初始化的报站器通过该接口相相连，可将前一台的所有内容原样复制到后一台报站器中。
该设计中的程序的运行过程如图2，在车辆行驶的过程中卫星定位接收机GPS会将实时的位置信息传送给中央处理器，中央处理器接到当前的位置信息后对数据进行处理，同时与FLASH中事学习记忆的报站坐标相比对，如当有车辆在某一报站坐标一定的范围内，中央处理器会启动语音播放功能，将该位置的语音信息从FLASH中读取出来，然后送给语音合成电路再经过放大，最终通过扬声器播放出来，在播放语音的同时，中央处理器通过串行接口向电子显示屏送出与当前播放的语音相对应的标识信息或数据流，这样可实现电子显示屏与语音播放的同步。如果在车辆的运行当中出现GPS天线被遮挡，GPS无法接收到准确的定位信息，这时中央处理器会对计数器所计的车轮的计数值进行处理，同样以存入FLASH中的学习记忆的计数值相比对，如果计数值接近所学某一点的计数值也将自动报出该站的语音。在程序工作的同时中央处理器要不断地对按键进行扫描处理，可以根据按键的动作进行相应的处理，如进入GPS卫星定位坐标学习状态，记录当前GPS卫星定位接收机接收的当前坐标，记录当前车轮计数器的计数值，将这些数据保存于FLASH中，为以后的自动报站提供了数据，通过按键可以进行线路选择及音量调节等参数设置。在工作的同时为能及时响应上位机的下发数据的操作，串通讯是以中断方式进行工作的，在中断中接收上位机下发的报站语音数据，然后存于FLASH存储器中。
总之，本实用新型全自动语音报站器的主要优点是1、报站准确，精度15m，完全满足公交车的报站范围需要；2、全自动报站，完全不用人工参与，彻底解放了司机对报站器的关注；3、更改语音信息方便，通过计算机直接下载，不必开盖更换芯片；同时具备报站器之间拷贝功能，不必将每一台报站器拆下去和计算机接口；4、报站位置学习方便，一条线路跑一圈下来就完成了所有报站位置的学习，不需要其他设备的参与；5、报站位置更改方便，如果需要可随时更改；6、可以存储多条线路报站信息，方便临时更换线路。
图1为GPS全自动电脑语音报站器原理框图；图2为GPS全自动电脑语音报站器工作流程图；图3为HY2900型GPS全自动电脑语音报站器电路原理图；图4为HY2900型GPS全自动电脑语音报站器外部结构示意。
具体实施方式
HY2900型GPS全自动电脑语音报站器外部结构如图4所示，正面设置有数码显示管，及“出站”、“进站”、“重复”、“站号-”、“站号+”、“音量”、“设置”等7个按键。电路原理如图3所示，图中，U7为中央处理CPU，这里选用ATMEL公司的AT89C51RC单片机，其内部有32K个字节的程序存储器，可以存下报站器的所有的程序，并且内部有看门狗，可以保证程序的可靠运行。U11为上电复位电路，该电路可以保证上电时CPU能够可靠地复位。由于51系统单片机中的低八位地址与数据线是复用的，这里的U4为八位锁存器74HC573，可以将总线的低八位地址锁存。U6为随机存储器，型号为HY62WT081，它是32K个字节的SRAM，作为临时数据存储。U1为FLASH存储器，型号为HY29LV160，存储容量为16M位，存储报站器的全部的语音信息。U8，U9，U10都为八位锁存器74HC574，锁存U1的地址。U13，U14也都为八位锁存器74HC574，其中U13为八位输出端口，起到控制音量，键盘扫描的作用，U14为八位输入端口，起到判断内外扬声器，键盘扫描回馈的作用。U3为语音合成芯片MSM6585，将报站中存储的数字化的语音信息合成为语音模拟量，通过扬声器播出。U5为八位锁存器74HC574，为U3提供一个地址端口。U2为一个GAL，型号为ATF16V8B，它在整个电路中起地址译码的作用。U14为通信电平转换芯片，型号为SN75176，它将TTL电平与RS485电平互相转换，实现RS485通信。P4为键盘接口。P1为GPS接口，实现报站器与GPS通信，实时从GPS获得定位信息。P3为显示接口，控制LED的显示。
具备上述硬件设施的HY2900型GPS全自动电脑语音报站器，通过图2所示流程的软件编程可以实现以下基本功能；1、基本报站功能报站器用两位0.5寸的数码管作显示，同时有两只发光二极管作为上下行指示，在正常报站过程中，数码管显示当前的站号，站号以BCD码格式显示。
当上行指示灯亮时，每过一站，或者按“站号+”键，站号加1，这时按“站号-”键时，站号减1。
当下行指示灯亮时，每过一站，或者按“站号+”键，站号减1，这时按“站号-”键，站号加1。
“清除”键可用来清除当前的状态，回到第一站的上行状态下，如果正在播放时，停止播放。
“音量”键按后，上下行指示灯灭，第一位数码显示“A”，表示车内音量，后面的数值表示音量值，数值越大表示音量越大，这时可按“+”或“-”键来改变音量，再按一下“音量”键，第一位显示“b”，表示设置车外音量。再按一下“音量”键，回到正常报站状态。如果当前正在播放，将不会产生影响，只是对应的音量发生改变，所以设置音量时，最好先进入播放状态，然后再设置音量，这样可以很容易设定到理想的音量值。
“暂停”键可用来暂停当前的播放，如果正在播放，按一下该键可暂停播放，再按一下可继续播放，如果在暂停状态下，按其它键将退出暂停状态。
“出站”键，车起步时按该键，站号先加1，然后报当前显示的前方到站，当学习状态下，按该键也实现同样的播放，并将当前的坐标存入E2，“进站”键，车到站时按该键，站号保持不变，报出当前站的站名。在学习状态下，按该键也实现同样的播放，并将当前的坐标存入E2。
“重复”键，重复上次播放的语音。
“设置”键，进入参数设置状态。
报站器上有一只话筒，话筒上有两只按键，一只键表示车内扬声器，另一只键表示车外扬声器，这两只键的任一只按下可进行讲话，分别通过指定的扬声器进行播出。
2、与信息显示屏的接口功能报站器有一个485接口，是半双工模式工作的，通过该接口，每次播放语音前，向屏发出当前信息的编号，这样信息显示屏可以显示与语音报站内容相同的信息。
3、语音的下载功能报站器的标准485接口，在不向信息显示屏发送报站信息时，可以接收外来的数据，如果这时外接的是PC机，则可通过PC机的上位机程序对语音报站器进行各种参数设置及语音内容的下载。
下发的数据主要有以下几种上行出站语音索引表上行进站语音索引表下行出站语音索引表下行进站语音索引表服务用语语音索引表语音组合索引表语音存储索引表语音文件存储表参数设置表以上上下行进出站及服务用语语音索引表，分别保存的是播放一段完整的语音的编号。通过该编号可以定位语音在语音组合索引表中的位置。
语音组合索引表用来保存每一段完整的语音的各段语音的组合。也就是保存了各段基本语音的编号。通过它可以定位语音存储索引表。
语音存储索引表，相当于语音文件的目录，保存了语音体的实现存储位置及长度信息，根据它可以定位某一段语音数据的具体位置。
语音文件存储表，是连续保存的ADPCM格式的语音数据内容。也就是最终送给语音合成电路进行回放的语音信息的数据。
4、相互拷贝功能将两台报站器通过458接口对连，通过设置主控报站器进入拷贝状态，这时可将主控报站器内的各种设置参数原样复制到另一台报站器中。也就是说时复制了一台与原报站器一样的报站器。
5、GPS自动语音报站功能如果站器有内置的GPS接收机，并且将GPS自动报站功能打开，这样可以实现自动报站功能。
自动报站的报站点是通过在实际路线上跑车并通过按键的配合自学习进行设置的。
学习报站点的工作过程如下例如现在位置是第2站上行进站时的报站位置，这时将报站器设置到上行第2站的状态，然后按设置键进入站点坐标学习状态，这时报站器会采集当前的坐标，当提示数据稳定后可按“进站”键，这时报站器会将该点的坐标记录下来，通过同样的方法，可将所有的报站点都学习并记录下来。包括上行出站点，上行进站点，下行出站点，下行进站点。
学好所有站点坐标后的报站器，可以将该报站器与其它该线的报站器相连，将该报站器学习的坐标复制到其它报站器中。
当报站器自动报站时就是当从GPS得到的数据在以上设置的报站点的一定的范围内，则进行相应的报站语音的播放。
6、8条线路更换报站功能；可设定八条公交线路，根据不同线路的设定报不同的站名信息和广告信息。
权利要求1.一种全球卫星定位自动电脑语音报站器，以微处理器CPU为核心，外部接有存储器，通过语音合成电路接功率放大器，其特征在于所述微处理器CPU外接全球卫星定位接收机GPS。
2.按照权利要求1所述全球卫星定位自动电脑语音报站器，其特征在于所述存储器为闪存存储器FLASH，并且微处理器CPU外接485串行通讯接口电路。
3.按照权利要求2所述全球卫星定位自动电脑语音报站器，其特征在于所述微处理器CPU选用51系列单片机。
4.按照权利要求3所述全球卫星定位自动电脑语音报站器，其特征在于采用两片16M位或单片32M位的大容量闪存存储器FLASH。
5.按照权利要求4所述全球卫星定位自动电脑语音报站器，其特征在于所述通讯接口电路采用通信电平转换芯片SN75176。
6.按照权利要求5所述全球卫星定位自动电脑语音报站器，其特征在于所述语音合成电路采用语音合成芯片MSM6585。
7.按照权利要求1或2所述全球卫星定位自动电脑语音报站器，其特征在于所述微处理器CPU外部接LED显示器、车门开关传感器、通过键盘接口电路接键盘、通过计数接口电路接行车里程计数传感器。
专利摘要一种全球卫星定位自动电脑语音报站器，以微处理器CPU为核心，外部接有存储器，通过语音合成电路接功率放大器，其特征在于所述微处理器CPU外接全球卫星定位接收机GPS。本实用新型报站准确，精度15m，完全满足公交车的报站范围需要；可以实现全自动报站，完全不用人工参与，彻底解放了司机对报站器的关注；更改语音信息方便，通过计算机直接下载，不必开盖更换芯片；同时具备报站器之间拷贝功能，不必将每一台报站器拆下去和计算机接口；报站位置学习方便，一条线路跑一圈下来就完成了所有报站位置的学习，不需要其他设备的参与；报站位置更改方便，如果需要可随时更改；可以存储多条线路报站信息，方便临时更换线路。
文档编号G06F13/00GK2632775SQ0321428
公开日2004年8月11日 申请日期2003年7月25日 优先权日2003年7月25日
发明者王宝利, 秦绪国 申请人:沈阳市恒远电子有限公司