一种基于GPS和NiosII的汽车自动报站器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于GPS和NiosII的汽车自动报站器，电路包括FPGA部分、LED显示部分、键盘电路部分、USB接口部分、FLASH存储器部分、SD卡部分、MP3解码器部分、GPS信号接收模块和语音放大播放电路；本汽车自动报站器具有芯片数量少，结构简单，灵活性大，容易实现升级和维护等特点；采用GPS技术，实现了汽车自动报站功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

—种基于GPS和Niosl I的汽车自动报站器
本技术涉及公共交通
，具体涉及一种基于GPS和NiosII的汽车自动 报站器。
技术介绍
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、全球性的导航服务，可用于情 报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。经过20余年的研究实验，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功能必须具备GPS终端、传输网 络和监控平台三个要素，这三个要素缺一不可，通过这三个要素，可以完成车辆防盗、反劫、 行驶路线监控及呼叫指挥等功能。NiosII是32位RSIC软核嵌入式处理器，也是Altera的第二代FPGA嵌入式处理 器，其性能超过200DMIPS。设计者能够用Altera QuartusII开发软件中的SOPC Builder系 统开发工具创建专用的处理器系统，并能够根据系统的需求添加Nios II处理器核的数量， 自动生成适用于系统硬件的专用C/C++运行环境，并提供许多软件模板，简化项目设置。系 统同时可以利用FPGA上的剩余资源进行外围电路适配电路的生成，其中包括音频解码电 路、USB接口等。在现有公交系统所使用的报站器中，80%是使用按键控制的报站器，这类报站器 在城市公交系统中的使用效果不理想，其主要原因是在使用过程中，需要驾驶员根据进出 站和行驶路段状况进行手动触控，只有在手动控制正确的情况下，才能正常进行报站及提 示信息的播报，很显然，这种播报过程分散了驾驶员的驾驶注意力，给驾驶员增加了额外的 驾驶负担，因此，该类报站器在公共交通上使用的效果不好，多数存在漏报、错报现象，更严 重的是，在驾驶过程中，很多驾驶员不开启报站器，使报站器的功能失效，影响乘客出行。公 共交通是高速发展城市的一个对外窗口，如果车上没有一个可靠、有效的自动报站器，必将 会影响一个城市的公共交通事业的形象和城市的形象。因此，本技术将GPS技术应用于公共交通行业，使用FPGA芯片构建了一个包 含NiosII嵌入式控制器、音频解码器和多种功能电路接口的系统，再结合少量的外围电 路，从而实现了一个全自动的汽车报站器。
技术实现思路
一种基于GPS和NiosII的汽车自动报站器包括GPS数据采集模块的接口电路、 NiosII的MPU控制器、程序数据存储器、MP3音频解码器、SD卡接口电路以及USB接口电路。 在系统运行过程中，通过MPU的控制不断自动读取GPS数据，再根据GPS数据，自动地利用 MP3高品质语音进行站点信息和提示信息的播报，从而真正实现了无人员干预的自动报站， 大大提高了报站性能及使用效率。一种基于GPS和NiosII的汽车自动报站器采用的技术方案是使用GPS模块采集汽车运行的坐标位置，再根据存储器中存储的行车路线坐标来进行站点及提示信息播报点 的识别；语音信息使用了 MP3格式文件存储，系统利用MP3解码模块来进行解码，通过语音 放大电路进行语音还原、放大、播放;MP3格式语音文件、站点和提示信息播报点坐标信息 以及相关文字信息均存储于SD卡中，当公交汽车更换其行车线路时，只需将报站器中的SD 卡更换或重新写入文件即可，非常方便、可靠、适用。系统提供了 USB接口电路，可以根据需要直接对报站器的工作模式、相关文件以 及各种坐标信息进行修改，对于其中的坐标信息还可以分类在线读取。本技术的一种基于GPS和NiosII的汽车自动报站器，其中，电路包括FPGA部 分、LED显示部分、键盘电路部分、USB接口部分、FLASH存储器部分、SD卡部分、MP3解码器 部分、GPS信号接收模块和语音放大播放电路；FPGA部分、LED显示部分、键盘电路部分、USB 接口部分、FLASH存储器部分、SD卡部分、MP3解码器部分、GPS信号接收模块和语音放大播 放电路相互连接构成基于GPS和NiosII的汽车自动报站器；FPGA部分实现主控制器，在该 芯片中，利用IP核方式生成NiosII微处理器来作为系统控制中心，另外，使用软核及VHDL 语言设计其外围电路的适配电路及部分数据处理电路；LED显示部分用来显示站名信息； 键盘电路部分实现指令的人工操作；USB接口部分实现USB接口传输；FLASH存储器部分用 来实现控制程序的存储；SD卡用于报站信息的存储；报站信息可以通过USB接口配合键盘 来进行在线修改，也可以将SD卡拔出进行离线文件处理，从而完成相应信息的修改；MP3解 码器部分实现MP3格式音频的解码；GPS信号接收模块实现经度与纬度数据的输出；语音放 大播放电路实现MP3语音信号的放大与播放；其中，具体电路连接如下LED显示部分与FPGA部分连接；键盘电路部分与FPGA部分连接；USB接口部分与FPGA部分连接；FLASH存储器部分与FPGA部分连接；SD卡部分与FPGA部分连接；MP3解码器部分与FPGA部分连接；GPS信号接收模块与FPGA部分连接；语音放大播放电路与MP3解码器连接。系统在工作过程中，不断地从GPS模块中读取实时经纬坐标与SD卡中存储的运行线路坐标，再进行对比，当达到播报距离范围时，即从SD卡中读取播报点的语音和文字信 息，并分别送MP3解码电路及LED显示屏进行信息输出；司机可以临时通过触控键盘发出指 令，播报存储于SD卡中的友好提示信息。本技术具有以下优点1.站点信息及提示信息的播报不是用人工触控方式 来实现的，而是根据当前汽车运行到的地球经纬度数值来自动触发的。在使用过程中，只要 开启电源系统即可以实现自动播报，从而能够避免漏报或不报现象，并减轻了驾驶员的工 作负担，提高了汽车行驶的安全性；2.使用SD卡外存方式实现运行信息的存储，即将播报 用语音信息、站点及提示信息播报点信息，也可以包括广告信息等存储于SD卡中，如果需 要同时使用文字提示，SD卡中还可存有相应的文字信息；只需要更换相应SD卡或使用计算 机修改SD卡中的文件信息即可用于汽车更换线路及修改线路，方便实用；3.使用FPGA芯 片实现主控电路，使用软核方式实现NiosII嵌入式处理器、各种功能电路以及接口适配电路；系统中的芯片数量少，结构简单，灵活性大，容易实现升级和维护。附图说明图1为本技术的电路结构框图。具体实施方式以下结合附图进一步说明本技术的技术解决方案。如图1所示，一种基于GPS和NiosII的汽车自动报站器电路包括FPGA部分、LED 显示部分、键盘电路部分、USB接口部分、FLASH存储器部分、MP3解码器部分、GPS信号接收 模块和语音放大播放电路，具体电路连接如下LED显示部分与FPGA部分连接；键盘电路部分与FPGA部分连接；功能电路结构关系如图1所示，一种基于GPS和NiosII的汽车自动报站器，其中， 电路包括FPGA部分、LED显示部分、键盘电路部分、USB接口部分、FLASH存储器部分、SD卡 部分、MP3解码器部分、GPS信号接收模块和语音放大播放电路；FPGA部分、LED显示部分、 键盘电路部分、USB接口部分、FLASH存储器部分、SD卡部分、MP3解码器部分、GPS信号接收 模块和语音放大播放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于GPS和NiosII的汽车自动报站器，其中，电路包括FPGA部分、LED显示部分、键盘电路部分、USB接口部分、FLASH存储器部分、SD卡部分、MP3解码器部分、GPS信号接收模块和语音放大播放电路；FPGA部分、LED显示部分、键盘电路部分、USB接口部分、FLASH存储器部分、SD卡部分、MP3解码器部分、GPS信号接收模块和语音放大播放电路相互连接构成基于GPS和NiosII的汽车自动报站器；FPGA部分实现主控制器，在该芯片中，利用IP核方式生成NiosII微处理器来作为系统控制中心，另外，使用软核及VHDL语言设计其外围电路的适配电路及部分数据处理电路；LED显示部分用来显示站名信息；键盘电路部分实现指令的人工操作；USB接口部分实现USB接口传输；FLASH存储器部分用来实现控制程序的存储；SD卡用于报站信息的存储；报站信息可以通过USB接口配合键盘来进行在线修改，也可以将SD卡拔出进行离线文件处理，从而完成相应信息的修改；MP3解码器部分实现MP3格式音频的解码；GPS信号接收模块实现经度与纬度数据的输出；语音放大播放电路实现MP3语音信号的放大与播放；其中，具体电路连接如下：LED显示部分与FPGA部分连接；键盘电路部分与FPGA部分连接；USB接口部分与FPGA部分连接；FLASH存储器部分与FPGA部分连接；SD卡部分与FPGA部分连接；MP3解码器部分与FPGA部分连接；GPS信号接收模块与FPGA部分连接；语音放大播放电路与MP3解码器连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴峻峰，付丽辉，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：实用新型
国别省市：