一种服务于机动车的信息提示系统及其工作方法与流程

本发明涉及一种服务于机动车的信息提示系统及其工作方法,属于机动车信息技术领域。

背景技术：

传统上对于驾驶员的信息提示方法主要包括指示牌、人工指示等，这些方法有着信息更新慢、容易被忽视等缺点；也有一些无线传输的语音提示技术，但是没有能够实现远程调整信息；目前使用较为广泛的电子地图导航，仅仅能够提示路况信息，对于其他诸如收费站、加油站、停车场等场所想要传达给驾驶员的包括收费站进出口安排、加油站注意事项、今日油价、停车场收费标准、车位数量等等信息无法进行提示，而驾驶员非常有必要知道这些信息；此外，对于政府主管部门临时发布的对于某一路段上的警示、请求协助等信息目前也难以很好地传达给驾驶员。因此，我们需要一种功能完善、传达可靠、安装便捷、更新迅速的信息提示系统。本系统可以应用于任何需要提示的场合，可以远程控制提示信息，将信息在车内播放出来，极好地改进了机动车的信息提示方法，具有巨大应用前景。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的在于解决现有的对于驾驶员的信息提示方法主要包括指示牌、人工指示等，这些方法有着信息更新麻烦、容易被忽视等缺点；也有一些无线传输的语音提示技术，但是没有能够实现远程调整信息；目前使用较为广泛的电子地图导航，仅仅能够提示路况信息，对于其他诸如收费站、加油站、停车场等场所想要传达给驾驶员的包括收费站进出口安排、加油站注意事项、今日油价、停车场收费标准、车位数量等等信息无法进行提示，而驾驶员非常有必要知道这些信息；此外，对于政府主管部门临时发布的对于某一路段上的警示、请求协助等信息目前也难以很好地传达给驾驶员的问题。

技术方案：为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种服务于机动车的信息提示系统，包括若干设置于路边的信号发射装置、设置于机动车上的信息接收装置以及控制中心，所有的信号发射装置均连接至控制中心，信号发射装置由单片机1、gsm模块、红外线发射器组成；控制中心具有能够与信号发射装置进行信息交互的gsm模块，信息接收装置由单片机2、红外线接收器、语音芯片和喇叭组成。

进一步地，gsm模块包括gsm芯片、与gsm芯片配对的sim卡和以及连接gsm芯片的天线，单片机1与gsm芯片数据传输接口进行串行连接，红外线发射器与单片机1的数据输出端相连。

进一步地，语音芯片和红外线接收器均连接至单片机2，语音芯片连接到喇叭。

进一步地，不同的信号发射装置其内具备的sim卡不同，以进行区分。

进一步地，所述单片机为stm32f103vet6型单片机。

进一步地，所述gsm芯片为sim900a芯片。

进一步地，所述语音芯片为syn6288型芯片。

一种信息提示系统的工作方法，包括以下步骤：

1)将需要提示的信息预先储存在车上信息接收装置的单片机2中，并对所有信息进行标号并针对每个标号设置语音信息；

2)根据信号发射装置所处的地理位置将提示信息预先存储在信号发射装置的单片机1中，而信号发射装置周边需要实时更新的数值，控制中心联网获取并通过gsm模块传递至信号发射装置的单片机1中；

3)单片机1将获取的信号进行整合，并通过单片机1内置的电光转换器转换为光信号，再通过红外发射器发出；

4)红外接收器接收到红外发射器的信号，通过单片机2内置的光电转换器转化为电信号，并通过与其内部存储的标号进行匹配，匹配完成后播放对应的语音信息。

进一步地，所述步骤3)中，信号发射装置整合后的信号格式为：aaa+bcde+ff，其中aaa是数据的标识码，信号接收装置只有检测到标识码才会对后面的信息进行处理；bcde是信息标号，用以指向具体的某个信息文本；ff是bcde对应信息附加的数值。

工作原理：信号发射装置作用是接收区域控制中心发送来的短信，并将其传输给单片机1。sim卡安插在sim卡槽中，sim卡槽与gsm芯片4线连接，即数据、时钟、复位以及电源4根线。gsm通信完全按照标准at指令执行，其格式为at+xxxx，控制中心只需将需要提示信息的标号与对应数值通过gsm模块以短信形式发送出去，gsm即可接收到包含该信息的at指令。单片机1的串行通信接口与gsm的信号输入输出接口相连，接收其传输来的电信号，并根据gsm通信协议，解析出短信的内容。此条信息将一直记录在发射装置中，不断发射出去，直到控制中心对其进行修改，再次发来短信，则信息将会被更新。单片机1采用5v直流电源供电，外围还应具备晶振、中断等必要电路来支撑其正常工作。红外线发射器的输入输出接口与单片机1的串行通信接口连接，单片机1将需要发送的信息传输给红外线发射器，由其对信息进行调制，并送入内置的电光变换电路，将调制信息以红外光脉冲的形式发射出去。具体地，发射装置发送的信息应是如下格式：aaa+bcde+ff，其中第一部分是数据的标识码，接收装置只有检测到标识码才会对后面的信息进行处理；第二部分是信息标号，用以指向具体的某个信息文本；第三部分是当该信息需要经常变动数值时，则在信息标号后面附带该数值大小，并在接收装置匹配到信息文本时将数值填充。这样做的目的是减小红外传输的信息量，提高系统传输的可靠性；此外还限定了播放内容的范围，避免干扰信息被随意传播。发射装置以较高频率保持这种发射状态，在车速较快的地方可以适当提高发射的频率以及设备功率；此外，在车道较多的公路上，可以适当增加一到两个红外线发射器，以确保所有机动车都能接收到红外信号。

信号接收装置主要由单片机2及其外围电路、红外线接收器、语音芯片和喇叭组成。需要提示的各条信息预先存进单片机2，并将信息进行编号。红外线接收器用来接收发射装置传递过来的红外光脉冲，并将接收到的光脉冲进行光电转换得到电信号；电信号再由内置解调器进行解调，恢复出原信号，并传输给单片机2。单片机2检测到标识符后，则对标识符后面的4位标号进行捕捉，并匹配其指向的具体信息文本；当某信息需要填充数值时，则继续读取代码后面的数值信息进行填充，进行得到一条完整的文本信息。单片机2需将得到的信息严格按照语音芯片通信协议的格式加以编码，即起始位+位数据位+停止位。单片机2采用5v直流电源供电，其外围还应具有晶振和复位等电路。语音芯片与单片机2的的一组串行输入输出口相连，其负责根据协议单片机2传输来的播放命令，得到需要播放的信息，并将信息通过自带的dac接口进行数模转化。喇叭与语音芯片的dac接口bp0和bn0相连，接收其传输的模拟信号并发出语音播报。

信号发射装置应安装在有必要对司机进行信息提醒的地点，包括但不限于主干道的重要地点、路口前方、小区进出口、停车场和酒店出入口等。这片区域的管理者负责其所管理区域所有红外线发射装置的提醒信息。

信号接收装置安装于机动车的位置应合理，不能使红外线受到遮挡。

一个区域内一般有多个发射装置，每一个发射装置的sim卡号码都不相同，由此来区别各个发射装置。为了有统一的标准和广泛的适用性，所有系统的红外线传输采用一致的通信协议，并且统一地将波特率设置为2400bps。这样机动车上的接受装置无需调整即可接收所有发射装置的信息。

有益效果：本发明与现有技术相比：可以在需要提醒司机的地点发送提示信息给机动车，并语音播报出来。本系统突破传统的指示牌、人工提示、车载fm调频等信息提示手段，可以用于一般公路、高速路口、停车场、危险地点等众多场景，使信息传播得更加有针对性和实时性；本系统的使用可以避免驾驶员由于光线、视角等因素没有看到提示牌而漏掉重要信息，同时也大大降低行车过程中的安全隐患；本系统的使用不受地理条件的限制，不需要设立庞大的固定装置，更不需要人员去现场调整每一个装置的提示信息，具有巨大的应用前景。

附图说明

图1是系统整体示意图；

图2是系统电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步地说明。

一种服务于机动车的信息提示系统，包括若干设置于路边的信号发射装置、设置于机动车上的信息接收装置和控制中心，所有的信号发射装置均连接至控制中心，信号发射装置由单片机1、gsm模块、红外线发射器组成；信息接收装置由单片机2、红外线接收器、语音芯片和喇叭组成。

gsm模块包括gsm芯片、与gsm芯片配对的sim卡和以及连接gsm芯片的天线，单片机1与gsm芯片数据传输接口进行串行连接，红外线发射器与单片机1的数据输出端相连。

语音芯片和红外线接收器均连接至单片机2，语音芯片连接到喇叭。

gsm模块还包括能够给gsm模块供电的4v直流电源。

天线的两个接口之一与gsm芯片的专用天线接口rf相连。

红外线接收器和红外线发射器适配。

不同的信号发射装置其内具备的sim卡不同，以进行区分。

一种信息提示系统的工作方法，包括以下步骤：

1)将需要提示的信息预先储存在车上信息接收装置的单片机2中，并对所有信息进行标号并针对每个标号设置语音信息；

2)根据信号发射装置所处的地理位置将提示信息预先存储在信号发射装置的单片机1中，而信号发射装置周边需要实时更新的数值，控制中心联网获取并通过gsm模块传递至信号发射装置的单片机1中；

3)单片机1将获取的信号进行整合，并通过单片机1内置的电光转换器转换为光信号，再通过红外发射器发出；

信号发射装置整合后的信号格式为：aaa+bcde+ff，其中aaa是数据的标识码，信号接收装置只有检测到标识码才会对后面的信息进行处理；bcde是信息标号，用以指向具体的某个信息文本；ff是bcde对应信息附加的数值。

4)红外接收器接收到红外发射器的信号，通过单片机2内置的光电转换器转化为电信号，并通过与其内部存储的标号进行匹配，匹配完成后播放对应的语音信息。

信号发射装置作用是接收区域控制中心发送来的短信，并将其传输给单片机1。sim卡安插在sim卡槽中，sim卡槽与gsm芯片4线连接，即数据、时钟、复位以及电源4根线。gsm通信完全按照标准at指令执行，其格式为at+xxxx，控制中心只需将需要提示信息的标号与对应数值(若该信息需要数值)通过gsm模块以短信形式发送出去，gsm即可接收到包含该信息的at指令。单片机1的串行通信接口与gsm的信号输入输出接口相连，接收其传输来的电信号，并根据gsm通信协议，解析出短信的内容。此条信息将一直记录在发射装置中，不断发射出去，直到控制中心对其进行修改，再次发来短信，则信息将会被更新。单片机1采用5v直流电源供电，外围还应具备晶振、中断等必要电路来支撑其正常工作。红外线发射器的输入输出接口与单片机1的串行通信接口连接，单片机1将需要发送的信息传输给红外线发射器，由其对信息进行调制，并送入内置的电光变换电路，将调制信息以红外光脉冲的形式发射出去。具体地，发射装置发送的信息应是如下格式：aaa+bcde+ff，其中第一部分是数据的标识码，接收装置只有检测到标识码才会对后面的信息进行处理；第二部分是信息标号，用以指向具体的某个信息文本；第三部分是当该信息需要经常变动数值时，则在信息标号后面附带该数值大小，并在接收装置匹配到信息文本时将数值填充。这样做的目的是减小红外传输的信息量，提高系统传输的可靠性；此外还限定了播放内容的范围，避免干扰信息被随意传播。发射装置以较高频率保持这种发射状态，在车速较快的地方可以适当提高发射的频率以及设备功率；此外，在车道较多的公路上，可以适当增加一到两个红外线发射器，以确保所有机动车都能接收到红外信号。

信号接收装置主要由单片机2及其外围电路、红外线接收器、语音芯片和喇叭组成。需要提示的各条信息预先存进单片机2，并将信息进行编号。红外线接收器用来接收发射装置传递过来的红外光脉冲，并将接收到的光脉冲进行光电转换得到电信号；电信号再由内置解调器进行解调，恢复出原信号，并传输给单片机2。单片机2检测到标识符后，则对标识符后面的4位标号进行捕捉，并匹配其指向的具体信息文本；当某信息需要填充数值时，则继续读取代码后面的数值信息进行填充，进行得到一条完整的文本信息。单片机2需将得到的信息严格按照语音芯片通信协议的格式加以编码，即起始位+位数据位+停止位。单片机2采用5v直流电源供电，其外围还应具有晶振和复位等电路。语音芯片与单片机2的的一组串行输入输出口相连，其负责根据协议单片机2传输来的播放命令，得到需要播放的信息，并将信息通过自带的dac接口进行数模转化。喇叭与语音芯片的dac接口bp0和bn0相连，接收其传输的模拟信号并发出语音播报。

信号发射装置应安装在有必要对司机进行信息提醒的地点，包括但不限于主干道的重要地点、路口前方、小区进出口、停车场和酒店出入口等。这片区域的管理者负责其所管理区域所有红外线发射装置的提醒信息。

信号接收装置安装于机动车的位置应合理，不能使红外线受到遮挡。

一个区域内一般有多个发射装置，每一个发射装置的sim卡号码都不相同，由此来区别各个发射装置。为了有统一的标准和广泛的适用性，所有系统的红外线传输采用一致的通信协议，并且统一地将波特率设置为2400bps。这样机动车上的接受装置无需调整即可接收所有发射装置的信息。

实施例

单片机1和单片机2均采用stm32f103vet6型单片机，该微处理器的工频高达72mhz，flash存储器容量为512kb，拥有64kb的sram，且i/o接口多达100个，其中包括5个usart接口，功能十分丰富，足以胜任本系统的需要。发射装置中的gsm模块采用希姆通公司生产的sim900a芯片为核心，该芯片可以在双频段900/1800mhz下工作，传输速率达85.6kbps，支持pap、tcp/ip协议，满足本系统需要。本实例所选场景为一大型酒店的门口，用于提示司机停车场的位置。需要播放的命令是“停车场进门左拐”，该信息的代码是0831。系统的标识符是999，无数值信息。

sim卡安插在gsm模块的sim卡槽中，sim卡槽与gsm芯片的连接可以参考图2，连接方式采用四线连接，即卡槽的sim_vcc、sim_rst、sim_clk、sim_data分别与sim900a芯片的对应引脚相连，其中sim_vcc还需通过一个滤波电容接地。sim900a芯片采用4v直流电压供电，其rf接口还需外接天线的1脚，天线的2脚需接地。芯片的数据输入输出接口gsm_rxd、gsm_txd与单片机1的对应输出输入接口相连。单片机1采用5v直流电源供电；晶振电路与单片机1的专用时钟接口osc32_in、osc32_out连接，为系统提供时钟参考；复位电路与单片机1的复位接口nret相连，在需要时使系统复位。红外线发射器由555定时器和红外发光二级管组成，其输入输出接口hw_rxd1、hw_rxd1分别与单片机1的输出输入接口相连，负责接收单片机1传输来的信息，并将数字信息进行调制、电光转换，以红外光脉冲的形式发射出去。本实例中，单片机发送的命令应该是数字信号9990831。接收装置的红外线接收器采用vishay公司生产的专用红外接收模块tsop1738，其输入输出接口与单片机2的输出输入接口相连，将接收的红外光信号进行光电转换、解调，得到所需要的电信号并传输给单片机2。单片机2检测到999的标识符，即捕捉后面的4位标号0831，并在信息库里面进行检索，得到信息“停车场进门左拐”。单片机2负责将完整的信息文本进行编码处理后传输给语音芯片。单片机2的电源、复位、晶振电路连接与单片机1相同。语音芯片采用目前使用较为广泛的syn6288型芯片，该芯片自带数模转换接口，可以直接驱动喇叭进行语音播报。语音芯片与单片机2串行连接，接收到其传输的数据，通过数模转化接口bp0、by0将电信号转化为模拟信号，并传递给与这两个接口连接的喇叭，驱动喇叭发音。

上述信号发射装置被安装在路边距离地面3米处，且红外线发射的方向倾斜着朝向驶来的汽车；信号接收装置安装于汽车前挡风玻璃左侧，保证其能顺利接收到红外信号。

上述不同区域内的系统采用统一的红外通信协议，波特率设置为2400bps。当有汽车到达酒店门口的红外线范围时，即接收到红外线信息，喇叭发出语音播报：“停车场进门左拐”。