耿瑋倫

摘 要：該項(xiàng)目研發(fā)一種提示車主尾號(hào)限行的裝置，使車主落實(shí)各個(gè)城市的限行政策，從而免去受處罰等麻煩。利用STM32單片機(jī)連接GPS模塊、液晶屏、音源喇叭、按鍵等完成模型構(gòu)建，通過編程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)限行提示功能。行車地點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)重新提示以免車主造成損失。利用設(shè)計(jì)的上位機(jī)軟件和提供的語(yǔ)音，交通的限行規(guī)則變化時(shí)車主還可自行連接網(wǎng)絡(luò)電腦更新。

關(guān)鍵詞：尾號(hào)限行 GPS定位 軟件更新

中圖分類號(hào)：TH86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（c）-0133-03

Abstract：The project aims at providing the driver with a reminder that helps him to implement the policy restricting the driving lines based on the last digit of the cars license plate，in which way can help the driver be free from punishments. A STM-32 single-chip computer，connected with a GPS module，a speaker， a LCD and a press button， carries out this function with the guidance of the built-in program. It also functions to notice the driver when the device knows that the driver is in a different city to help him get rid of possible fines. The driver can also update the rules on this policy by connecting the device to the internet when informed by the speaker.

Key Words：Vehicle restriction rule；GPS module；Software update

尾號(hào)限行制度是為了緩解城市交通壓力而催生的一種交通制度。起源在2007年的北京奧運(yùn)測(cè)試賽期間。近年來(lái)隨著交通的擁堵越來(lái)越多的城市開始實(shí)行尾號(hào)限行政策，現(xiàn)已增加為13個(gè)。將來(lái)也會(huì)有更多城市開始實(shí)行該政策，這是一個(gè)必然趨勢(shì)。然而由于人們生活節(jié)奏的加快、工作壓力的增大、所在城市車輛限行規(guī)則的多樣性以及外地車更換行車地點(diǎn)不熟悉等問題，日常化的駕車出行難免出現(xiàn)在限行時(shí)間內(nèi)誤闖進(jìn)限行區(qū)域等限行違章行為，造成了車主被罰款和扣駕駛分等問題。

為了克服現(xiàn)有的限行提示器和軟件的不足，該文設(shè)計(jì)了一種機(jī)動(dòng)車限行自動(dòng)提示裝置，基于STM32F103ZET6單片機(jī)開發(fā)板，語(yǔ)音提示時(shí)提供給使用者具體的限行時(shí)段內(nèi)容，加入GPS模塊對(duì)于行車地點(diǎn)的變化給予使用者及時(shí)提醒，讓使用者能夠?qū)崟r(shí)了解、應(yīng)對(duì)限行情況，并且針對(duì)對(duì)限行規(guī)則的改變，根據(jù)需求更新系統(tǒng)，有效提示駕駛員遵循尾號(hào)限行規(guī)則。

1 系統(tǒng)工作原理及硬件設(shè)施

該系統(tǒng)以價(jià)格低廉而功能強(qiáng)大的單片機(jī)STM32F103ZET6為主控制器，外圍模塊電路主要包括液晶顯示屏、音頻喇叭、GPS定位模塊、按鍵等。系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與原理如圖1所示。

1.1 主控、顯示與按鍵電路

系統(tǒng)采用的是STM32F103ZET6，這是開發(fā)板的核心芯片，該芯片具有64KB SRAM、512KB FLASH、2個(gè)基本定時(shí)器、4個(gè)通用定時(shí)器、2個(gè)高級(jí)定時(shí)器、3個(gè)SPI、2個(gè)IIC、5個(gè)串口、1個(gè)USB、1個(gè)CAN以及112個(gè)通用IO口。

液晶顯示屏采用ATK-7TFTLCD-V14，該模塊的分辨率為800×480，16位真彩顯示，模塊自帶LCD控制器，擁有多達(dá)8 MB的顯存，能提供8頁(yè)的顯存，并支持任意點(diǎn)顏色讀取。顯示模塊用于提示車主各種信息，顯示所在城市等。

ALIENTEK戰(zhàn)艦STM32開發(fā)板板載總共有4個(gè)輸入按鍵，該文用到的KEY0、KEY1和KEY2，用作普通按鍵輸入，分別連接在PE4、PE3和PE2上，按鍵可以上下調(diào)節(jié)數(shù)字等信息，用于使車主輸入尾號(hào)。

1.2 GPS模塊電路

采用ATK-NEO-6M-V12，該模塊采用U-BLOX NEO-6M模組，模塊自帶高性能無(wú)源陶瓷天線并自帶可充電后備電池。模塊通過串口與外部系統(tǒng)連接，串口波特率支持4 800、9 600、38 400（默認(rèn)）、57 600等不同速率，兼容 5V/3.3V單片機(jī)系統(tǒng)，可以非常方便地與各種產(chǎn)品進(jìn)行連接。GPS模塊用于定位所在城市，以便提供相應(yīng)城市的限行規(guī)則提示。

1.3 語(yǔ)音電路

采用ATK-VS1053 MP3，該模塊采用VS1053B作為主芯片，支持MP3音頻格式的解碼。模塊通過SPI接口與外部單片機(jī)通信，模塊自帶穩(wěn)壓芯片，外部?jī)H需提供5V/3.3V電壓即可，使用非常方便。由于單片機(jī)板子無(wú)法外放，采用飛線使喇叭與單片機(jī)接在一起。語(yǔ)音模塊用于語(yǔ)音播報(bào)，音頻MP3文件存儲(chǔ)在SD卡中。

2 系統(tǒng)編程思路及更新軟件

2.1 編程思路

該程序主要采用microsoft visual C++，使用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，再使用keil c51用C語(yǔ)言編譯器進(jìn)行轉(zhuǎn)化。系統(tǒng)電初始化后，首先讓車主確定是否需要更新。若需要更新，則將系統(tǒng)從車上卸下，連接電腦進(jìn)行更新；若不需要更新，直接進(jìn)入限行提示環(huán)節(jié)。語(yǔ)音提示請(qǐng)輸入愛車尾號(hào)，屏幕上顯示自動(dòng)定位的目前所在城市以及當(dāng)前日期、時(shí)間、星期信息，車主通過按鍵確認(rèn)自己的尾號(hào)（尾號(hào)為英文字母的會(huì)有相應(yīng)提示輸入數(shù)字），然后會(huì)語(yǔ)音播報(bào)限行信息，播報(bào)3遍確認(rèn)得到提示后停止播報(bào)。當(dāng)行車地點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)則自動(dòng)重新播報(bào)該地的限行規(guī)則。軟件主程序流程如圖2所示。

2.2 更新軟件

限行內(nèi)容更新系統(tǒng)分為兩部分，一部分為限行日期規(guī)則更新；另一部分為限行具體時(shí)段更新。具體時(shí)段更新即為語(yǔ)音提醒的更新；限行日期規(guī)則更新為程序內(nèi)部更新，兩者更新方法不同。限行日期規(guī)則在單片機(jī)上有獨(dú)立存儲(chǔ)空間，當(dāng)需要更新時(shí)，即更新存儲(chǔ)空間上的內(nèi)容，將單片機(jī)通過線連接至電腦，電腦中已通過光驅(qū)安裝相應(yīng)軟件，可以自行進(jìn)行更新行為。更新軟件是利用QT通過編程，更改相應(yīng)的存儲(chǔ)位置、自行設(shè)計(jì)的軟件。具體時(shí)段更新通過產(chǎn)品自帶的SD卡完成。產(chǎn)品方將更新語(yǔ)音內(nèi)容通過郵箱等發(fā)送給用戶進(jìn)行更新提醒，用戶需要更新時(shí)只需將產(chǎn)品上的SD卡取下，連接至電腦更新SD卡存儲(chǔ)內(nèi)容，重新插回產(chǎn)品即完成更新。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著尾號(hào)限行政策的普及和推廣以及限行規(guī)則變化快、內(nèi)容繁多，還有不斷增加的趨勢(shì)，有許多工作壓力大、經(jīng)常遺忘或?qū)ν獾卣卟皇煜さ能囍鹘?jīng)常因違反尾號(hào)限行受到一定的處罰?，F(xiàn)有的限行提示器并不能很好地滿足車主的需求。針對(duì)這種情況，該系統(tǒng)對(duì)以往的限行提示器做了改進(jìn)，加入GPS定位模塊和更新軟件，讓車主駛?cè)胪獾匾约跋扌幸?guī)則有所變化時(shí)，還能對(duì)限行規(guī)則很清楚，提示清晰，讓車主的行車過程更為順利。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，全面地進(jìn)行提示，有效使車主避開麻煩，更好地遵循尾號(hào)限行政策。

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