gps自动报站系统的设计与实现

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1、GPS自动报站系统的设计与实现摘要：给出了利用GPS卫星定位系统来采集车辆运行时的地理位置的经纬度、方位以及速度等信息的实现方法，利用该系统，可在上述信息经过AVR高速嵌入式单片机处理后，对预存的数据进行方向和距离误差分析，并在车辆行驶到达预定位置时，通过语音处理芯片对预先录制的语音进行播报，从而达到自动报站的目的。关键字：GPS；自动报站；单片机张波哈尔滨工程大学信息通信学院自动报站系统使公交车辆可以方便、及时地告诉乘客车辆运行的信息。另外，该系统还可以为乘客提供多项提示或警示服务，使得乘客能安全乘车，

2、减轻司乘人员的负担。通过GPS卫星定位系统可以比较准确的给出车辆的运行位置、行进的方向及速度等情况。本系统利用RoyalTek公司的21ROEMGPS数据接收板，进行经纬度及行进方向等数据的接收；使用ISD4004-16长时间语音处理芯片进行语音的存储与播放;用ATMEL公司的AVR高速嵌入式单片机AT90S8515做数据存储与控制单元，较好地满足了设计要求。GPS数据接收本系统使用的是RoyalTek公司的21ROEM接收板，接收板使用NMEA-0183V3.0协议，支持GGA、GLL、GSA、GSV、

3、RMC、VTG等6种数据格式。本例使用的是较常用的RMC格式。该格式的数据为："＜格式标识＞，＜协调世界时UTC＞,＜接收状态＞，＜纬度＞，＜北/南纬度指示〉，〈经度＞，＜东/西经度指不〉，＜速度〉，＜方向〉，＜口期＞，〈磁偏角＞，＜检查和＞，＜CR＞＜LF＞”。以上数据均以ASCII码表示。这里我们主要关心＜格式标识＞、＜状态＞、＜纬度＞、＜经度＞、＜速度＞、＜方向＞等数据，其中＜格式标识＞是NMEA-0183协议中RMC数据格式的头标志，具体内容为“$GPRMC”；＜接收状态＞是指接收的该帧数据是否有

4、效，“A"表示有效，“V”表示无效；＜纬度＞数据格式为“ddmm.mmmm”，＜北/南纬度指示＞*“N/S”，纬度与其配合说明是北/南纬度，由于我们地处北纬，所以只需一个纬度值就可以了；＜经度＞的数据格式为“dddmm.mmmm”，＜东/西经度指示＞*“E/W”，用于配合说明东/西经度，由于我们地处东经，所以我们也只需一个经度值就可以了；＜速度＞是行驶的速度，单位是哩/小时，数据给出到小数点后两位;＜方向＞为行驶的方向，数据格式为“ddd.dd”。例如，若接收到的数据为：“$GPRMC，031604.71

5、9,A,3201.3255,N,12054.1669,E,20.15,298.21，250905”就表示是RMC格式，北京时间11时16分4.719秒，数据有效，32°1.3255分（北纬），120°54.1669分（东经），速度20.15哩/小时，方向298.21°，日期为05年9月25曰。数据压缩与预存、PZ判别车辆行驶的位置，需要对播报点的语音编码、经纬度坐标、方向、运行状态进行预存。为了节约存储空间，必须对数据进行预处理与压缩。由于我国陆地地处东经73度到136度之间，所以我们将采集到的经度数据首

6、先减去73度，变换使得经度范围在0〜63度之间。对经纬度值的预存可以使用存储每次的增量值的办法，这样可使数据长度变短，但处理起来要麻烦一些，并且可能产生误差积累；另外一种方法就是存储变换后的绝对经纬度值，这样虽然:据略长一些，但处理起来比较简单。经过权衡，本例使用了后者。GPS提供的经纬度为1/10000分，实际上它的最低位值是不稳定的，所以我们只取到1/1000分。由于地球的半径约为R=6378km,这样每1/1000分所对应的弧长约为：2ttR/（360度><60（分/度））/1000«1.86m所以

7、这里只取小数点后3位。以1/1000分为单位，经度的最大值为63x60x1000=3780000。我国纬度的最高值不超过北纬60度，同样以1/1000分为单位，最大值为60x60x1000=3600000,经纬度以二进制形式存储备用，24位（3个字节）是足够了。经讳度共需要6个字节即可。方向数据，GPS可提供1/100度的精度，实际使用时以2度为单位已经足够了，所以对采集的数据整数部分除以2,范围在0〜180之间，这样只须1个字节就可以了。语音编码由语音芯片的地址确定，使用7位便可以设置128段语音，剩余

8、1位用于存放运行状态。由此，对一帧预存的信息只要8个字节就可以了。而在AT90S8515中内置512—个字节E2PROM，可以存储64组预存信息。结构如图1所示。距离差距的处理与识别由于一般车辆行使的范围都是比较小的，所以可以将经纬度直接看作直角坐标来处理。设预存的经度为x0,预存的纬度为y0，车辆位置实时采集的经度为x，玮度为y。根据距离公式，两点间的距离为：如果将距离控制在40m内进行播报，则40/1.86«21.5,这也