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设计说明书

合肥特纳斯科技有限公司

摘　要

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2　系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.3 显示模块

3.4 超声波测距模块

3.6语音模块

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 小车部分主程序流程设计

4.3 小车监测函数流程设计

4.4 小车部分显示函数流程设计

4.5 小车部分处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2信息显示

5.3 蓝牙模块连接测试

5.4 避障测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2 信息显示

6.3 蓝牙模块连接测试

6.4 语音报站测试

结  论

参考文献

致  谢

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

一、选题背景

城市公共交通发展需求

随着城市化进程的不断加快，城市人口迅速增长，城市公共交通面临着巨大的压力。公交作为城市公共交通的重要组成部分，其运行效率和服务质量直接关系到市民的出行体验和城市的发展。

高效、准确的公交报站系统是提升公交服务质量的关键因素之一。传统的公交报站方式主要依赖司机手动操作，存在报站不准确、不及时等问题，无法满足现代城市公共交通的需求。

技术进步推动

单片机技术的不断发展和成熟，为公交报站系统的智能化设计提供了技术支持。单片机具有体积小、功耗低、性能稳定等优点，可以实现对公交报站系统的精确控制。

定位技术的发展，如 GPS（全球定位系统）和北斗定位系统，使得公交车的实时位置信息可以准确获取，为自动报站提供了基础。

语音合成技术的进步，使得报站语音更加清晰、自然，提高了报站的可听性和准确性。

用户需求提升

乘客对公交服务的要求越来越高，他们希望能够及时了解公交车的行驶位置和站点信息，以便合理安排出行时间。

对于不熟悉当地环境的游客和外地人来说，准确的公交报站系统可以帮助他们更好地了解城市交通和景点分布，提高出行的便利性。

二、实际意义

提高公交服务质量

基于单片机的公交报站系统可以实现自动报站，避免了司机手动操作带来的报站不准确、不及时等问题，提高了报站的准确性和及时性。

清晰、准确的报站语音可以让乘客更好地了解站点信息，减少坐过站或下错站的情况发生，提高乘客的出行满意度。

提升城市形象

高效、智能的公交报站系统是城市公共交通现代化的重要标志之一。一个良好的公交报站系统可以提升城市的形象和品位，为城市的发展增添活力。

对于游客来说，准确的公交报站系统可以让他们更好地感受城市的文明和友好，提高对城市的印象分。

促进智能交通发展

基于单片机的公交报站系统可以与智能交通系统相结合，实现公交车的实时监控和调度，提高公交运营效率，减少交通拥堵。

通过与其他交通信息系统的互联互通，可以为乘客提供更加全面、准确的交通信息服务，促进智能交通的发展。

降低运营成本

自动报站系统可以减少司机的工作负担，提高工作效率，降低人力成本。

准确的报站可以减少乘客的投诉和纠纷，降低运营管理成本。

综上所述，基于单片机的公交报站系统设计具有重要的选题背景和实际意义。该系统的设计和应用可以提高公交服务质量，提升城市形象，促进智能交通发展，降低运营成本，为城市公共交通的发展做出积极贡献。

1.2 国内外研究现状

一、国外研究现状

技术成熟度高

在国外，基于单片机的公交报站系统的研究起步较早，技术相对成熟。许多发达国家的城市公交系统已经广泛采用了智能化的报站系统，这些系统不仅能够准确地报站，还具备多种功能，如实时显示公交车位置、提供交通信息等。

例如，在欧洲一些国家，公交报站系统采用了先进的卫星定位技术和无线通信技术，能够实现高精度的定位和实时数据传输。公交车上的显示屏可以显示当前位置、下一站信息以及预计到达时间等，为乘客提供了极大的便利。

注重人性化设计

国外的公交报站系统设计注重人性化，充分考虑到不同乘客的需求。例如，一些系统提供多语言报站功能，方便外国游客乘坐公交车。此外，还有一些系统设计了特殊的提示功能，如为视力障碍者提供语音提示、为听力障碍者提供震动提示等。

同时，国外的公交报站系统在外观设计上也更加美观、简洁，与公交车的整体风格相协调，提升了城市公交的形象。

与智能交通系统融合

国外的公交报站系统往往与智能交通系统紧密融合，实现了公交车辆的智能化管理和调度。通过与交通信号控制系统、交通监控系统等的联动，公交报站系统可以根据实时交通状况调整报站信息，为乘客提供更加准确的出行建议。

例如，在一些城市，公交报站系统可以与智能手机应用程序相结合，乘客可以通过手机查询公交车的实时位置、预计到达时间等信息，方便出行规划。

二、国内研究现状

发展迅速

近年来，随着我国城市化进程的加快和公共交通事业的发展，基于单片机的公交报站系统的研究也取得了长足的进步。国内许多高校、科研机构和企业都投入了大量的精力进行公交报站系统的研发，推出了一系列具有自主知识产权的产品。

目前，国内的公交报站系统主要采用 GPS 定位技术和 GPRS 通信技术，能够实现公交车的实时定位和远程监控。一些系统还具备语音合成、液晶显示等功能，为乘客提供了更加丰富的信息服务。

功能不断完善

国内的公交报站系统在功能上不断完善，除了基本的报站功能外，还增加了许多实用的功能。例如，一些系统可以实现自动报站和手动报站的切换，方便司机在特殊情况下进行操作。还有一些系统具备广告播放、天气预报等功能，为公交公司提供了新的盈利渠道。

此外，国内的公交报站系统在安全性方面也有了很大的提高。一些系统采用了加密技术和身份认证技术，确保了数据传输的安全可靠。

应用范围广泛

基于单片机的公交报站系统在国内的应用范围越来越广泛，不仅在大城市得到了广泛应用，而且在中小城市和农村地区也开始逐步推广。随着我国 “村村通公交” 工程的实施，公交报站系统将为更多的农村居民提供便捷的出行服务。

同时，国内的公交报站系统也在不断拓展应用领域，如在旅游景区、工业园区等场所的观光车、班车等车辆上也得到了应用。

综上所述，基于单片机的公交报站系统在国内外都得到了广泛的研究和应用。国外的研究起步较早，技术成熟度高，注重人性化设计和与智能交通系统的融合；国内的研究发展迅速，功能不断完善，应用范围广泛。随着技术的不断进步和人们对出行需求的不断提高，公交报站系统将朝着更加智能化、人性化、多元化的方向发展。

1.3 课题主要内容

本设计是基于STM32的公交报站系统，主要实现以下功能：

1、小车通过循迹模块可以实现在道路上移动，并且超声波检测到障碍物，小车停止运动

2、可以通过循迹模块检测黑线判断是否到达站点，如果到达站点，小车停止移动

3、可以通过蓝牙模块实现控制小车移动和停止

4、可以通过红外接收发射管判断小车到达的站点

5、小车到达站点，通过步进电机打开车门，并进行语音播报

6、采用三个站点进行模拟，每个站点放置一个红外发射模块