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公交车—公交车站一体化语音播报系统

【摘要】针对公交车语音播报系统的局限性以及存在的诸多问题，本文提出

了一种公交车与公交车站为一体的语音播报系统的全新设计。该系统分为两大子

系统，一个是车站语音报站系统，另外一个是车站语音播报系统。两个系统均由

STC12LE5A60S2单片机、NRF905无线通信模块以及ISD4004语音播报模块组

成。该系统具有更好的智能性、稳定性、可扩展性，而且功耗低、成本低，易于

推广。

【关键词】无线通信；公交车；公交车站；一体化；语音播报

1.引言

公交车作为中大城市的主要的交通工具之一，随着智能交通的发展，其报站

方式由原来的人工报站、半自动报站到自动报站已经成为一种趋势。目前我国大

部分城市采用手动报站的方式，其存在诸多缺点，如报站不准确，存在安全隐患

等。另外，对于GPS自动报站系统而言，其高昂的开发成本、维护成本以及受

天气影响较大的特点使得难以大面积的推广，特别是在公交路线还没有完善的中

小城市。

本文将公交车站的语音提示系统和公交车的报站系统结合起来，利用点对点

的通信方式，对接受到的信息进行识别，接收到的信息和目标信息匹配时触发语

音模块调用相应的内存，不仅实现了公交车到站的时候报站，而且实现了公交车

站语音提示公交车即将到达的信息。

2.系统总体性能

2.1公交车与公交车站同步报站

目前公交车的报站系统局限于对公交车上的乘客语音提示，而对于在车站等

车的乘客还没做到语音提示。我们设计的公交车—公交车站一体化语音播报系统

旨在突破这种局限性，利用一定的无线通信协议，在实现公交车内语音提示的基

础上，还实现了公交车站给正在候车的乘客语音提示即将到达的公交车信息。让

乘客在等车的同时可以专注于自己的事情。

2.2通信距离适中

公交车—公交车站一体化语音播报系统设计最大的通信距离为300m，其实

际通信距离可以通过改变无线芯片的发射功率来调节，来满足不同情况下的要

求。

2.3功耗小、稳定性强、成本低且易于维护

该系统采用3.3V电源供电，静态工作电流很小，各个模块之间的数据交换

通过SPI接口进行，不同模块实现自己特有的功能。系统开发成本较低，适合在

中小城市推广。另外系统采用模块化设计，维护起来非常方便。

3.系统硬件的设计

公交车—公交车站一体化语音播报系统利用一定的无线通信协议来实现公

交车与公交车站之间信息的交互。在保证系统性能的基础上，不同类型的芯片将

对整个系统有着不同的影响，包括对系统稳定性以及成本等方面的影响。目前市

场上的无线通信芯片多种多样，在比较通信距离，工作电压以及成本等个方面的

参数之后我们选择NRF905无线通信芯片，在系统的主处理器方面我们选用8051

加强型的低功耗的单片机STC12LE5A60S2，另外对于语音播报模块我们选择了

功能强大的ISD4004芯片。因此，整个系统由STC12LE5A60S2单片机最小系统、

NRF905无线通信模块和ISD4004语音播报模块组成。其系统工作电压为3.3V，

不需要电平转换，增加了系统的简约型和稳定性。

3.1单片机小系统

微控制器是整个系统的核心，本系统采用的是STC公司生产的

STC12LE5A60S2低功耗单片机，工作电压为3.3V，此单片机拥有1280B的RAM，

60KB的ROM，电路采用的11.0592MHZ频率的晶振，以保证串口通信得稳定性。

3.2语音报站模块

本次所用的语音模块是ISD4004语音模块，工作于2.4V-5.5V的工作电压下，

最佳工作电压为3.3V，与单片机小系统的工作电压相适应，非常有利于系统的

稳定性。另外ISD4004语音芯片单片可以有8至16分钟语音录放时间，当需要

更长的时间时可以增加多片。

3.3无线通信模块

本项目的采用的无线通信模块是NRF905通信模块，此通信模块三频段收发

合一，工作频率为国际通用的ISM频段433/868/915MHZGMSK调制，抗干扰

能力强，特别适合工业控制场合采用DSS+PLL频率合成技术，频