公交车智能驾驶系统设计策略创新

　在现代化社会中，公交车已经成为人们生活中不可缺少的一部分，是联系社会生产、流通的纽带。公交车具有以下几个有点：乘载量大、运送效率高、能源消耗较低、污染较小、运输成本低。随着社会经济不断发展，城市规模不断扩大，传统的公交已无法满足人们的需求。在此我们提出了公交车驾驶系统这一想法。该系统由硬件部分和软件部分组成。硬件部分主要由供电电路、驱动电路、语音播报电路、文字显示电路、道路信息采集电路组成；软件部分主要包括语音播报的编程、文字显示的编写以及对公交车系统控制的编程，该控制程序具有自适应能力，能够适应不同的交通环境。为人们提供了更安全、便捷、人性化的服务。
　　一、硬件电路的组成
　　公交车由以下几个功能电路构成：单片机主控电路、供电电路、复位电路、电机驱动电路、文字显示模块、信息采集电路、语音播报电路。采用八位单片机AT89C58作为主控芯片，稳压电源采用LM2940、LM1117-3.3稳压芯片，采用BTS7970作为电机驱动芯片，采用红外传感器、超声波传感器实现寻迹、避障功能，文字显示采用16*16LED点阵模块，利用干簧管进行站台识别，利用ISD4004数码语音芯片实现语音报站。从而实现公交车的智能化。
　　（一）系统框图
　　（二）驱动电路
　　该驱动电路由BTS7970、74HC244芯片以及少量外围器件组成。BTS7970是一个完全集成的大电流的一半桥电流驱动，具有电流检测与诊断，过电压保护等优点；74HC244芯片内部共有两个四位三态缓冲器，使用时可分别以1C和2G作为它们的选通工作信号。当1C和2G都为低电平时，输出端Y和输入端A状态相同；当1G和2G都为高电平时，输出呈高阻态。
　　（三）信息采集模块
　　E18-D50NK红外传感器，是一种集发射与接收于一体的光电传感器。检测的距离可以根据需求进行调节。该传感器具有以下优点：探测距离远、受可见光干扰较小、价格便宜、便于安装、使用方便等。该系统就是通过E18-D50NK红外传感器来进行道路信息的采集。S-100超声波测距模块，其检测距离可达2cm～4.5m，拥有2.4-5.5V的宽电压输入范围，静态功耗低于2mA，自带温度传感器对测距结果进行校正，工作稳定可靠。该系统就是通过US-100超声波测距对周围环境以及前方障碍进行检测。
　　（四）语音播报电路
　　该语音播报电路以语音芯片ISD4004为核心，该电路由单片机控制电路、语音录入电路和语音播放电路组成。通过录入电路将各站信息存储于芯片内部以供播放时使用；通过单片机控制实现各站播报；播放电路采用LM386音频功率放大器驱动音响实现放音。
　　（五）供电电路
　　该供电电路采用LM2940-5.0、LM1117-3.3作为稳压芯片。LM2940-5.0是输出电压固定的低压差三端稳压器，内含静态电流降低电路、电流限制、过热保护、电池反接和反插入保护电路；LM1117-3.3是一个低压差电压调节器系列，提供电流限制和热保护。
　　LM1117-3.3负责给语音播报电路提供一个稳定的工作电压，LM2940-5.0负责给其它部分提供稳定的工作电压。
　　二、软件的设计
　　图2 程序流图
　　实现智能公交控制的主程序如下：
　　#include"main.h"
　　uchar P_num；
　　void ISD_bank（）
　　{
　　ISD_play_now（P_num++）；
　　if（P_num>4）P_num=0；
　　while（ISD_INT）；//等待放音结束
　　ISD_power_stop（）；
　　ISD_power_stop_wrdn（）；
　　}
　　void main（）
　　{
　　uchar q，i，f；
　　clk=0；d=0；g=0；
　　e1=1；e2=1；
　　delay（2000）；
　　ISD_bank（）；//播放第一段录音
　　time_Init（）；
　　trig=0；
　　echo=0；
　　while（1）
　　{
　　if（（stop_single==0）|i）
　　{
　　e1=0；e2=1； //选通锁存器1
　　if（q==0）csb_send（）；
　　q+=2；i--；
　　car_track（）； //循迹模式启动
　　}
　　else //到达公交站
　　{
　　i=200；f++；
　　car_stop（）；//停车
　　ISD_bank（）；//语音报站
　　e1=1；
　　e2=0； //选通锁存器2
　　delay（5）；
　　sda（）； //开点阵屏
　　e2=1；
　　flag=0； //定时器0为PWM模式
　　}
　　if（f==4）while（1）；//终点站到了
　　}
　　}
　　三、结果分析
　　图3是本设计的硬件电路板；图4是本公交车驾驶系统实物。经过分析，电路运行正常，在软硬件的结合下，通过多次调试，达到了设计要求。
　　图3 硬件电路板 图4 公交车驾驶系统
　　四、结束语
　　本次设计是基于单片机的公交车驾驶系统设计与制作。硬件方面：通过选取高性能、高稳定性的芯片，使得公交车的工作十分稳定；软件方便：通过合理的算法以及多次测试，已经能对道路环境进行综合分析和判断。测试结果表明，该公交车驾驶系统达到了设计要求。
　　参考文献：
　　[1]何小艇.电子系统设计（第三版）[M].杭州：浙江大学出版社，2004.
　　[2]郑家龙，王小海，章安元.集成电子技术基础教程[M].北京：高等教育出版社，2002.
　　[3]王武江.常用集成电路速查手册[M].北京：冶金工业出版社，2004.
　　[4]方佩敏.新编传感器原理应用电路详解[M].北京：电子工业出版社，1994.
　　[作者简介]聂廷聪（1992-），男，重庆人，本科在读，研究方向：通信；毛建东（1975-），男，宁夏石嘴山人，教授，该项目指导老师，博士，研究方向：电子信息；李兰（1990-），女，河北石家庄人，本科在读，研究方向：通信。