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GPS信息语音播报系统设计教程

17-11-06

GPS信息语音播报系统设计教程。随着全球定位系统GPS(IGlobal Position System)应用技术的日趋完善,GPS在各行业中的应用正在迅速发展和扩大。尤其是在汽车运营系统中,GPS的应用已经十分广泛。用于车载的GPS接收系统可以全天候、高精度给出车辆位置的经纬度信息。结合电子

随着全球定位系统GPS(IGlobal Position System)应用技术的日趋完善,GPS在各行业中的应用正在迅速发展和扩大。尤其是在汽车运营系统中,GPS的应用已经十分广泛。用于车载的GPS接收系统可以全天候、高精度给出车辆位置的经纬度信息。结合电子地图,可以极大地方便驾驶员寻找正确道路。如果应用在出租车中,又可以实现运行监控,既便于公司对车辆的统一调度,又在一定程度上保障了驾驶员的安全。 但是,目前市场上使用的大部分GPS导航系统都是通过液晶屏显示的方式给出导航信息。在一些场合(如车辆驾驶过程)中,路面情况复杂多变,驾驶员的注意力高度集中,单靠眼睛查看GPS信息有所不便。

本文设计的具有语音播报GPS信息功能的电路系统,采用单片机读取GPS接收模块的定位信息,在进行分析处理后自动转换为控制代码,通过语音组合形成定位信息的语音播报。由于驾驶员开车过程中可以直接听到有关导航信息,减轻了靠眼睛观察的负担,从而提高了行车的安全性。

1 系统电路设计
本系统主控芯片采用ATMEL公司的89C2051单片机.该芯片的最大特点是使用方便,价格低廉。GPS模块选用Position公司的GPS-05型GPS接收模块,语音播报则采用北京中青公司推出的PM50语音处理芯片。

1.1 GPS-05型GPS接受模块介绍
Position公司产的GPS-05型GPS模块有体积小(25×25mm2)、精度高、易安装、控制方法简单(串口控制)、功能强大等特点,可以给出经度、纬度、高度、速度、运动方向等多种信息,具体参数如表1所示。

GPS-05的控制、输出格式为NMEA-0183协议标准的232串行数据传输。控制器用232串行接口对GPS-05进行设置,并读取其输出信息。协议简述如下。

通信设置:波特率默认为4800bps,从1200~115 200bps可选
格式:1起始位,8位数据,1停止位,无效验。
命令格式:均采用ASCII码格式。如下所示:

(1)命令头,所有命令均以$PFST开头。


(2)命令名称,有多种格式的命令。
(3)命令参数,可有多个参数。
(4)命令结束标示。

例:GPS-05开始工作命令:发$PFST,START,,其中mode为0~2可选,0为自动,l为冷启动,2为热启动等等。

GPS-05停止工作命令:发$PFST,STOP,,其中参数O表示直接停止工作,1表示停止并存储最后的定位信息。

输出格式:在自动输出模式下,GPS-05每秒钟发送一次信息。信息均以ASCII码格式输出,输出信息可通过命令定制,如:定制输出内容为GPRMC方式(输出GNSS信息),则输出为:

(1)表示时间,hh小时,mm分钟,ss.ss秒。
(2)表示数据是否有效,A为有效,V为无效。
(3)表示纬度数据,dd为度,mm.mmmm分o
(4)为南/北纬,N北纬,S南纬。
(5)为经度,ddd度mm.mmmm分。
(6)为东/西经,E东经,W西经。
(7)为地面速率,单位0.01knot,Iknot=1862m/h。
(8)为运动角度,正北向为O度,顺时针计算,正值。
(9)为日期,dd日mm月yy年。
(10)磁场变化率,单位0.1度。
(11)磁场变化方向,E东,W西。
(12)工作模式:A自动获取,V数据无效。
此外,天气、卫星情况、电源稳定度、电磁干扰等因素会对精度有所影响。

1.2 PMS0型语音芯片介绍
PM50系列语音芯片是北京中青世纪科技发展公司2003推出的新型语音芯片。该系列芯片有采样率高、音质好、控制方便、可重复擦写等特点,非常适合应甩于语音组合播报。芯片的录音时间从几秒到200秒,可分128段,每段语音长度不固定。该芯片的示意图及引脚说明分别如图l及表2所示。

PM50只需用3个引脚作为控制线,用其规定的串行口协议,可方便地控制组合播放多段语音。串行口控制时序如图2所示。

该串行模式下最大可分128段,Kl为数据端,K2为时钟端,01为忙信号端。时钟上升沿时数据端有效。语音段的地址为80H~FFH,第一段的地址是80H,按顺序排列,最多128段语音。外部单片机直接送入要放音的段号数据,播放。该段语音播放结束时,PM50的忙信号拉低,外部单片机再送下一段语音的段号。

1.3 系统电路图
系统电路如图3所示。单片机以UART同GPS-05相连,Pl.7、P1.6和P3.2同PM50的Kl、K2、01相连。P3.4接一个按键,按下时播报GPS信息。PM50事先录好“位置”“速度”“高度”“运动方向”“南”“北”“东”“西”“经”“纬”“0”“1”……“9”“10”“百”“度”“点”“米”等所需的语音。

 
 
 
 
 
 

2 软件框图和部分子程序
单片机对GPS芯片的控制和播报的软件框图如图4所示。

语音芯片播音子程序(参数Num为播报段数):

 

本文所讨论的GPS信息语音播报系统定位精度高、工作稳定、声音悦耳动听,在实际应用中取得了良好的效果。经过改进,配合电子地图,可以按语音方式播报出更多信息,获得更好的效果。

 
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