语音报站系统的设计【开题报告】

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毕业论文开题报告电气工程及其自动化语音报站系统的设计一、课题研究意义及现状优先发展城市公共交通，不仅可以缓解城市交通拥堵的问题，也是改善城市环境，促进城市可持续发展的必然要求。科技含金量高、环保型、智能型的公交设施已成为一个国家和地区发展水平和国际形象的重要衡量标准。公共交通必须依靠科技进步来满足日益增长的社会需求，这一点已经成为共识。目前，国内公交事业正处于大发展阶段，其中，十分明显的趋势是客车档次在提高、数量在大幅增加，同时无人售票也是必然趋势。乘客除了对公交车有乘车要方便、舒适的基本要求外，最直接的要求就是在乘车过程中能够十分清楚了解站点信息，也就是说报站成为公交服务质量的重要一环。语音自动报站必将在未来的公共运输中发挥强大的作用。公交车语音自动报站系统的语音报站及显示部分，通过录制人的声音实现公交在进站、出站时候自动播报语音提示信息，并在LED显示屏中即时显示站名。然而人工报站直接受售票员个人素质、工作态度、劳动强度等因素影响，往往出现错报、漏报甚至不报站，给乘客带来不便。通过公交车语音自动报站系统可以增加乘客乘车的满意度和舒适度。用于自动播报语音广告，增加广告客户的信任度。用于公交车的运营管理，降低管理成本，提高运营效率。鉴于传统公交车报站系统的不足之处，结合公交车辆的使用特点及实际营运环境，我们准备设计一种结合语音芯片由单片机控制的公交车自动报站器。本课题语音报站系统设计包含了语音报站和汉字显示站名这两部分。其设语音设计内容主要为以单片机为控制核心，通过语音芯片模仿人的声音很好的完成报站任务，实现公交车的语音自动报站，即在进站、出站时候自动播报语音提示信息及服务用语。汉字显示部分采用体积小，成本低，运用灵活的单片机来实现，单片机本身就有存储器，可以很容易的控制单显示型LED的显示。单片机也可以通过扩展存储器实现可编程程序型的LED的显示。现在的公交车基本都有语音的报站系统，但是公交车上人多比较的吵，有时候就有可能听不到报站的内容错过下站的时间。如果报站的同时能够用汉字显示站点，那就很方便的知道自己所在的位置以及下站的站点。二、课题研究的主要内容和预期目标本课题的设计内容主要为公交车语音自动报站系统的语音报站及显示部分，通过录制人的声音实现公交在进站、出站时候自动播报语音提示信息，并在LED显示屏中即时显示站名。基本要求： 1．按键实现语音播报相关站名，用点阵LED显示站名。2．公交车返回时，能实现语音播报的逆转。3．LED显示屏能实现滚动显示。4．具有抗干扰能力。三.课题研究的方法及措施1.语音方面的设计本系统主要为单片机为控制核心，通过ISD语音芯片使录放声音不断的循环播放，以实现公交车的语音自动报站，即在进站、出站时候自动播报语音提示信息及服务用语。方案一：采用语音合成电路。播放的是预先以数字代码形式存储于掩膜ROM中的语音信号，但是一次“写入”后则不能更改。语音合成电路具有成本低，适合小批量生产，有分段，重复放音，脉冲或电平触发方式。但其生产周期长，不可修改的缺点不适合课题的思想。方案二：语音录放电路。语音录放电路主要由语音处理器和数字存贮器两部分构成，工作过程简述如下：录音时，声音由话筒转换成模拟信号，并经模数转换成数字信号存贮在数字存储器中。放音时，由数字信号转换成模拟信号，并通过扬声器使原音恢复。其具有体积小，功耗低，操作方便，声音可以永久保存，录放音长度30秒以上等优点，并且支持随意录放和放音。因此，综合多方面因素采用语音录放电路来实现本课题功能。2.汉字显示方面的设计目前，单片机实现汉字显示主要有三种方法：1.采用标准字库法。即将国标汉字库固人ROM中，将单片机的硬件和软件进行特别扩展后以显示汉字。。这种方法虽然可以方便地使用现成标准字库，但却需占用大量的硬件和软件资源，增加很大一部分成本和设计难度，所以不经常使用。2.字模直接固化法。此法虽为简捷，但只适于显示少量汉字，且字模的制取繁琐，软件的修改维护都很困难。3.即将欲显示文件中的汉字字模，从标准字库中逐一提取固化，制成小型字库，并按其在小字库中的位置制成索引表，显示时从索引表查出其新的字模取码地址，取码显示。由于公交车站点是固定的、站点数量也不会很多，所以可以用带索引小字库法。需要显示站点时从已经做好的小字库取码显示即可，比较的方便。方案一，采用常用的89S51控制。技术比较熟练，应用广泛，现在的51系列技术硬件发展的也非常得快，也出现了许多功能非常强大的单片机，因此使用单片机可以实现要求的基本功能。但是为了实现多组预存信息,必须外加具有掉电存储功能的EEPROM,这增加了系统的复杂程度。而且在执行动态刷新的时候读取EEPROM的速度慢，刷新频率受到限制。 方案二，应用ARM，ARM是一种功耗很低的高性能处理器，技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。方便、安全、高效。作为嵌入式领域中最为广泛使用的32位处理器结构体系，ARM已经成为多个应用领域的标准CPU。ARM处理器技术正在成为多数嵌入式高端应用开发的首选。ARM2138芯片具有高达32KB的内存作为数据的缓冲区，因此能够实现非常快的读取速度。并具有丰富的I/O资源，而且其外围电路简单,在片内即可实现所有控制。简化了整个系统的复杂程度。由于自己对于51芯片所学的东西比较熟悉所以采用AT89S51做为控制器。语音报站系统总体框图：单片机显示模块语音模块按键控制电源输入模块四、课题研究进度计划毕业时间期限：2010年9月13日-2011年4月15日。2010年9月13日-2010年9月26日：命题，申报和审批。2010年10月8日-2010年11月19日：选题并且落实任务。2010年10月18日-2010年11月19日：毕业设计开题，写文献综述，外文翻译。2010年11月22日-2010年12月22日：硬件电路的设计。2010年12月24日-2011年1月21日：基本完成软件及硬件的设计，完成论文的初稿。2011年1月22日-2011年4月1日：设计作品的修改和完善，论文的修改。2011年4月4日-2011年4月15日：准备答辩和答辩资格的审查。五.参考文献[1]张毅刚等．MCS-51单片机应用设计[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002年7月[2]杨程泽.基于51单片机的公交车报站系统[J].电子制作,2007,(09):36-37.[3]周国雄,许明情.城市公交车自动报站系统设计及其应用[J].装备制造技术,2007，(04):115-117.[4]陈传虎,齐红伟,甘良志.一种具有语音和汉字显示的智能报站系统的设计[J].电子工程师,2002,(02):14-15.[5]周惠潮，孙晓峰.常用电子器件及典型应用[M].北京：电子工业出版社，2007，4.[6]诸昌钤.LED显示屏系统原理及工程技术[M].成都：电子科技大学出版社，2000，12. [7]邓宏贵，彭友斌，李志坚，郭晟伟.基于单片机的LED显示屏控制系统解决方案[J].光电子技术，2007，9月第3期（203～211）.[8]孙学康,石方文.多媒体通信技术[M].北京：北京邮电大学出版社,2006,5.[9]汪晓安,董秀峰.模拟电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005，9.[10]蒋怀伟.ISD1420语音芯片在单片机系中的应用[J].电子世界2002年第12期.[11]黄志名，朱弈丹等.单片机公交车到站语音播报与液晶显示控制系统的研制[J].现代电子技术,2006年第11期:153—157.[12]PASTORE,LOPEZJ,ROYOP.Anembeddedarchitectureformissioncontrolofunmannedaerialvehicles[J].Proceedingsofthe9thEUROMICROConferenceonDigitalSystemDesign,IEEE,2006:554-560.[13]CHAABANK,SHAVKYM,CRUBILEP.Adistributedframeworkforreal-timein-vehicleapplications[J].Proceedingsofthe8thInternationalIEEEConferenceonIntelligentTransportationSystems,Austria;IEEE,2005:925-929.