摘 要:为了使乘客乘坐公交车时安全舒适,且不坐过站,研制了便携式到站叫醒枕。该装置为充气式设计,便于乘客携带,叫醒部分采用GPS自动定位技术,以80S51微处理器为核心控制部件,是一个智能到站叫醒系统。它可以实现到站叫醒乘客,且具有MP3功能,是上班族和出差人士的得力帮手。
关键词:GPS 叫醒器 充气枕
中图分类号:TB47 文献标识码:A 文章编号:1672-3791201206c-0015-02
随着城市扩建、公交线路的延长,以及票价的提高,人们上下班多采用坐一趟公交车。生理学研究表明,人体脑细胞持续4h～5h的兴奋之后便会转入抑制状态。乘客经过颠簸,很容易疲劳,时间一长极易打瞌睡。目前公交座位舒适度差,睡觉难是每个乘客面临的问题,头颈部悬空,或是失控摇摆打滑,都会造成难受或是难堪。且不敢深度睡眠,怕坐过站,结果是头脑发胀。如果不小心睡着了,那就很容易坐过站,不是上班迟到,就是多走了冤枉路。
如何利用坐车的时间充分休息,并且不坐过站呢？针对这个问题,研制出了“便携式到站叫醒枕”。该叫醒枕采用充气式设计,携带方便,能到站自动叫醒乘客。
1 方案设计
便携式到站叫醒枕由充气枕和叫醒器两部分独立装置构成。使用时,将叫醒器固定在充气枕上,也可分开独立使用。
1.1 充气枕的选用
充气枕选用市面上的马鞍形便携式充气枕,充气枕材质采用PVC环保植绒材料,防止漏气。使用时,捏扁气嘴根部锥面后吹气,几秒钟完成,关上气盖,把气嘴往下按即可。充气后成马鞍形状,将该枕环绕在颈部,贴在肩部上方,即可靠在椅背上休息睡觉,下车时,放掉气体,折叠放入包内,该枕功能完成[1]。
1.2 叫醒器的设计
叫醒器的设计流程如图1所示。乘客第一次使用时,是叫醒器的学习阶段。假设乘客从家到目的地需要倒两次车,那么要经过3个站,每到一站,乘客按下一个按键,GPS模块就将该点的地理坐标信息保存下来,3个按键可保存3个站点信息。
下次乘客使用时,开启叫醒器后,选择线路,GPS模块接收GPS工作卫星的导航信息,解算出公交车目前的经纬度数据[2],根据GPS定位数据计算出公交车的实时坐标,将其与存储的3个坐标相比较,当所测得的距离与任何一个坐标小于200m时,表明已经到了其中的一个站,叫醒器自动叫醒乘客,准备下车。该叫醒器可存储多条线路,并可以输入某站点坐标。
叫醒器同时集成了MP3功能,GPS工作的同时,可开启MP3功能,收听音乐,当快到站点时,中断MP3功能,优先播放叫醒声音,叫醒乘客,以防止乘客收听音乐睡觉坐过站。
1.3 叫醒器硬件电路组成
根据设计思路,硬件组成框图如图2所示。
整个系统主要由AT89S51单片机、LEA-4H的GPS模块、LCD液晶显示模块和MP3WTM-NOR语音模块组成,通过单片机AT89S51获取GPS定位的地理坐标信息,并对获得的数据作处理,自动判别当前行车的站点位置信息,当达到一定范围要求时,通过控制WTM-NOR语音模块进行到站提醒,同时,在LCD显示屏上显示当前站点的信息[3]。
GPSGlobal PositioningSystem芯片采用瑞士u-blox公司最新出品的以u-blox5定位引擎为核心的LEA-5芯片,借助该公司的KickStart技术,其产品可以实现超快速弱信号捕获,即使在微弱信号条件下也可实现高速捕获,在天线受限时能实现较高性能,并能实现天线隐蔽式应用。u-blox的SuperSense室内技术存在于u-blox5引擎和ANTARIS4引擎,可实现高灵敏度跟踪跟踪灵敏度达到-160dBm、高精确度定位。此外精确授时和惯性导航技术还可以实现补偿后达15ns授时精度和不间断导航[4]。该芯片可获得位置、速度、时间、精度、可用卫星数等信息,能快速解算出公交车目前的经纬度数据,并与外围设备进行通信。
1.4 电路图设计
电路图由单片机系统、GPS模块、音频模块、LCD显示器接口、电源、按钮、电源指示电路组成。
其工作过程为:按键通过P1.0-P1.7口与单片机相连,采集某站点当前地理位置坐标,存入单片机内部RAM,同时在液晶屏上显示,P0.0-P0.7口与LCD相连,P3.0与P3.1口与GPS模块相连,进行数据交换。当按下启动叫醒功能时,GPS模块即连续接收GPS卫星的导航信息,解算出公交车目前的经纬度信息,单片机根据GPS定位数据计算出公交车的实时坐标,与存储的目的站点坐标相比较,若测得的距离与目的站距离小于200m时,单片机发出信号,驱动音频模块发声,叫醒乘客,准备下车。
2 结论及发展前景
叫醒器已研发成功,经过测试,误差在20m范围内,满足乘车需求。该装置解决了乘客未到站提前下车或心里担忧怕坐过站而不敢放松休息的问题,同时解决了公交系统中存在的驾驶员不报站、漏报站或错报站而给乘客带来的烦恼。
随着人们出行越来越频繁,便携式到站叫醒枕的方便与实用将得到更多人的青睐。
参考文献
[1] 常规植绒U枕详细描述[EB/OL].[2010-07]..
[2] 周玮.基于GPS的公共汽车智能报站系统[J].计算机与信息技术,2010,1385:66.
[3] 宋茜茜,丁卫撑,庹先国.基于GPS的公交车自动报站系统[J].科技世界,2012,11:59～60.
[4] 王丽秋.基于u-blox高灵敏精确定位系统[J].电子设计,2010,266～2:167.
