智能车载语音播报器的设计与开发

摘要

智能交通系统是解决当今城市交通拥堵，优化交通环境的重要举措。智能公交系统是智能交通系统的重要组成部分。智能公交系统的建立可以有效的提高公交运行效率和服务水平，从而为广大市民出行提供更为优质、便利的运输服务。而智能车载语音播报器作为重要的车载终端设备在智能公交系统的发展中占有重要的地位。
　　本文在阅读大量的参考文献和相关技术手册的基础上，运用嵌入式技术、GPS技术、WinCE等，提出了智能车载语音播报器的设计方案，并实现了智能车载语音播报器基本功能。
　　智能车载语音播报器是智能公交系统的重要组成部分，作为系统终端其承担着GPS数据采集、车辆实时定位、智能巡航语音报站以及更新车载LED显示等功能。本文详细介绍了智能车载语音播报器的设计与实现，在总体方案中提出了系统硬件平台和软件平台的选择；硬件设计中对各模块具体芯片选型及电路设计进行了详细介绍；在软件设计中对操作系统的定制移植及应用程序具体设计详细进行了阐述；最后，考虑到随着智能公交系统的快速发展，其对GPS定位精度的要求将会越来越高，本文对GPS高精度动态定位理论进行了研究，分析当今流行的几种高精度动态定位算法可知，整周模糊度的快速、可靠解算是实现GPS高精度动态定位必须要解决的关键问题之一。本文研究附有约束条件的GPS整周模糊度快速解算算法。通过仿真表明，该算法在模糊度解算效率和可靠性中间取得了一定的平衡，理论上适合于动态定位。
　　智能车载语音播报器设计完成后，通过上车实际测试并进行了修改和优化。通过测试，目前本终端系统已经完成了车辆实时定位、智能语音播报、LED更新显示功能。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪 论

1.1 智能交通系统概述

1.2 智能车载语音播报器的必要性

1.3 国内外研究动态

1.3.1 国外研究动态

1.3.2 国内研究动态

1.4 本课题研究背景及意义

1.5 本论文的主要内容

第2章 智能车载语音播报器的总体设计

2.1 智能公交系统的组成

2.2 智能车载语音播报器功能需求及技术指标

2.3 智能车载语音播报器的总体框架

2.4 嵌入式微处理器的选择

2.4.1 嵌入式系统概述

2.4.2 几种嵌入式微处理器的比较

2.5 嵌入式操作系统的选择

2.5.1 嵌入式操作系统概述

2.5.2 WinCE嵌入式操作系统的特点

2.6 主要功能模块介绍

2.7 本章小结

第3章 智能车载语音播报器硬件设计

3.1 主控模块

3.2 电源模块

3.3 语音模块

3.4 GPS模块

3.5 SD卡

3.6 UART和USB

3.7 本章小结

第4章 智能车载语音播报器软件设计

4.1 WinCE内核定制与移植

4.1.1 WinCE操作系统层次结构分析

4.1.2 Platform builder 5.0集成开发环境简介

4.1.3 WinCE嵌入式操作系统定制流程分析

4.1.4 BootLoader开发

4.2 外围驱动程序设计与实现

4.2.1 设备驱动实现方式

4.2.2 SD卡驱动开发与实现

4.2.3 串口驱动开发与实现

4.2.4 其它驱动开发

4.3 应用程序设计与实现

4.3.1 入口函数

4.3.2 窗口过程函数

4.3.3 初始化函数

4.3.4 初始化串口函数

4.3.5 读串口函数

4.3.6 GPS信息处理函数

4.3.7 语音播报算法

4.4 播报器相关测试

4.3.5 GPS数据解析测试

4，3.5 车载LED更新测试

4.5 本章小结

第5章 GPS整周模糊度解算研究

5.1 GPS动态载波相位测量概述

5.2 整周模糊度在线解算方法(OTF)

5.2.1 模糊度函数法(AMF)

5.2.2 最小二乘搜索法(LSAST)

5.2.3 最小二乘去相关平差法(LAMBDA)

5.3 附有约束条件的GPS整周模糊度解算

5.3.1 数学模型的建立

5.3.2 整周模糊度解算

5.3.3 算法仿真分析及结论

5.4 本章小结

总结与展望

参考文献

致 谢

附录A(攻读学位期间发表的学术论文)

附录B(攻读学位期间所参与的科研项目)