语音“拼车”系统

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摘 要： 语音“拼车”系统是一种安装在内视镜上的交通运输提示附加装置，主要由显示器和语音控制装置两部分组成。显示装置的内侧显示屏和外侧显示屏可同时显示目的地。显示器的外侧显示屏可让想要合乘出租车的乘客在远处就可以知道该出租车所去的方向是否与自己所去的地点相同，或是否经过自己所要去的地点，可以提前决定是否乘坐该出租车，同时节省乘客和司机询问的时间，从而大大提高交通效率。当出租车改变行进方向时，显示器的内侧显示屏会提醒司机及时更改显示屏上的内容，以方便顾客选乘。语音控制装置设置的开关可在达到时及时控制。

关键词：合乘出租车；语音“拼车”系统；显示器；语音控制装置

1 作品介绍

智能语音“合乘出租车”提示器实际上是一个集成了微型传感器系统、单片机和显示屏设计的语音提示系统。系统首先通过麦克风获得声音信号，并将声音信号传递给语音合成芯片。ld3320语音合成芯片分析并与预设地点比对，输出相似度最高的地点编号，通过无线数传模块发送到位于后视镜的接收装置。接收装置的主芯片通过编程识别地点编号，调出字库中相应的汉字的点阵信息，在12864oled屏上输出，同时通过另一个独立的单片机控制点阵屏的扫描和输出。点阵屏和12864oled屏幕分别从后视镜的后方和前方输出相应的地点，让车内外的人都能清晰地看到车辆的行车方向。

语音“拼车”系统由显示器和语音控制装置两部分组成。图1所示是其实物展示图。

图1 作品展示图

图2和图3所示的显示装置的外侧显示屏和内侧显示屏可同时显示目的地。显示器的外侧显示屏可让想要合乘出租车的乘客在远处就可以知道该出租车所去的方向是否与自己所去的地点相同，或是否经过自己所要去的地点，可以提前决定是否乘坐该出租车，同时节省乘客和司机询问的时间，从而大大提高交通效率。当出租车改变行进方向时，显示器的内侧显示屏会提醒司机及时更改显示屏上的内容，以方便顾客选乘。语音控制装置设置的开关可在达到时及时控制。

图2 显示器外侧显示屏 图3 显示器的内侧显示屏

2 硬件系统原理

本产品由硬件系统和软件系统两部分组成。其中硬件系统包括单片机、语音合成芯片、无线数传模块、点阵屏、显示屏和麦克风。系统首先通过麦克风获得声音信号，并将声音信号传递给语音合成芯片。ld3320语音合成芯片分析并与预设地点比对，输出相似度最高的地点编号，通过无线数传模块发送到位于后视镜的接收装置。接收装置的主芯片通过编程识别地点编号，调出字库中相应的汉字的点阵信息，在12864oled屏上输出，同时通过另一个独立的单片机控制点阵屏的扫描和输出。点阵屏和12864oled屏幕分别从后视镜的后方和前方输出相应的地点，让车内外的人都能清晰地看到车辆的行车方向。图4所示是该装置的硬件系统原理图。

图4 智能语音“拼车”系统硬件系统原理图

2.1 89c58单片机

本方案涉及大量的编程，数据量也比较大，所有编程均需在MCU 中完成，对内部存储器（程序和数据）的容量要求很高。

STC89C51RC/RD+系列单片机是STC推出的新一代高速、低功耗、超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟、机器周期和6时钟、机器周期可以任意选择，HD版本和90C版本内部集成MAX810专用复位电路。原有程序直接使用，硬件无需改动。该单片机有EEPROM功能， 可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。这对产品将来的应用和推广有很大的意义。

低功耗是采用电池供电的便携式设备的一个重要考虑，所以单片机芯片也要尽量选择功耗低或者具有省电模式。

综合以上考虑，本方案采用STC公司生产的STC89C58型单片机。该单片机为低功耗8 位44脚小型封装单片机，是目前在工业/民用领域使用最广泛的STC89C51RC/RD+系列兼容单片机之一。该芯片基本参数如下：

（1）工作电压：5.5～3.3 V（5 V单片机）/3.8～2.0V（3V单片机）；

（2）片上集成1 280 B或512 B RAM；

（3）外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。

（4）通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。

2.2 语音识别模块

本系统的非特定人语音识别不需要用户事先训练和录音，识别准确率 95%。 系统的工作供电为3.3 V，如果用于便携式系统，使用3节AA电池就可以满足供电需要。图5所示是语音识别模块的引脚图。

图5 语音识别模块引脚图

2.3 无线数传模块

该装置所选的JZ863模块要有J1接口座，共有5个引脚，详细定义如表1所列。

JZ863 无线模块与客户设备的连接方式如图6所示。

图6 JZ863 无线模块与客户设备的连接方式

3 系统软件详述

3.1 总体流程图

本系统的软件总系统流程图如图7所示。

图7 软件总系统总体流程图

3.2 系统初始化

图8所示是本系统的系统初始化流程图。

图8 系统初始化流程图

3.3 语音识别及无线传输流程

图9所示是系统的语音识别及无线传输流程图。

图9 语音识别及无线数传流程图

3.4 软件系统流程

本系统的软件系统流程图如图10所示。

图10 软件系统流程图

4 作品创新点和应用市场前景

4.1 作品创新点

本作品的主要创新点如下：

（1）非特定人语音识别；

（2）语音智能控制；

（3）高亮度、高清晰度显示；

（4）超薄设计，便于安装；

（5）实用性强，成本低。

4.2 作品研发优势

本作品的主要研发优势为：

（1）减少车主、顾客双方的个人支出，车主在减轻燃油、养车压力的同时，也使拼车乘客享受到了便捷交通带来的满足；

（2）有助于缓解交通压力，可以节约能源和交通成本，减少尾气排放的污染，大大有效地利用了空闲的社会资源；

（3）解决了在客运高峰时段或路段，乘客打车难的问题，提升了交通效率，方便顾客，方便车主，福利社会。

4.3 应用前景

本项目如能成功实施，可减少车主、顾客双方的个人支出，车主在减轻燃油、养车压力的同时，也使拼车乘客享受到了便捷交通带来的满足；有助于缓解交通压力，可以节约能源和交通成本，减少尾气排放的污染，大大有效地利用了空闲的社会资源；解决了在客运高峰时段或路段，乘客打车难的问题，提升了交通效率，方便顾客，方便车主，福利社会。因此，本作品必有巨大的社会价值，这也是我们设计该系统的初衷和最主要的目的。据市场调研与预测，吉林省对本作品的需求量为1.8万辆。全国现有出租车车辆120万辆，由此可见，本作品市场前景广阔。