智能車載語音播報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉澄

哈曼（中國）投資有限公司 上海 200235

但同時(shí)也促進(jìn)了人們生活水平的不斷提高和社會(huì)生活水平的不斷提高。公交車是很多人的首選，作為一種低碳、環(huán)保的交通工具。與傳統(tǒng)的人工通信系統(tǒng)相比，車載智能語音傳輸系統(tǒng)減輕了公交車司機(jī)的工作量，更加方便、安全。因此，智能車輛語音通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。這一技術(shù)的發(fā)展，使得基于GPS 定位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有高精度、高效率、高自動(dòng)化的特點(diǎn)。公交智能報(bào)站的方法是利用GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，通過公交位置判斷主機(jī)、語音控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、通信、電子等實(shí)用技術(shù)，利用公交系統(tǒng)的一部分創(chuàng)新舊的服務(wù)模式，推出新的服務(wù)，從而提高服務(wù)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益[1]。

1 智能語音在汽車中的應(yīng)用及其前景

智能語音技術(shù)包括語音識(shí)別（SR）和語音合成（SS）。隨著智能語音技術(shù)的成熟，智能語音應(yīng)用場景的發(fā)展和市場的擴(kuò)大。根據(jù)法國國家科學(xué)研究院發(fā)布的《中國智能語音市場發(fā)展展望》報(bào)告，到2018 年，全球智能語音市場和中國智能語音市場預(yù)計(jì)將分別達(dá)到141.1 億美元和159.7 億人民幣。智能語音市場的擴(kuò)張吸引了許多公司建立了自己的生態(tài)語音鏈，包括傳統(tǒng)智能語音公司nuance和xunfei，以及谷歌、蘋果、微軟、百度、阿里巴巴等高科技公司。在當(dāng)今智能汽車的發(fā)展中，最激烈的競爭集中在兩個(gè)領(lǐng)域：自動(dòng)駕駛和智能汽車系統(tǒng)。與信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和人工智能，智能車輛系統(tǒng)將集成技術(shù)的數(shù)字顯示器等多個(gè)屏幕上的互動(dòng)、智能語音和手勢操控，為司機(jī)和乘客提供交互式服務(wù)的新型車輛，直接和多樣化。語音作為一種自然的人機(jī)界面，通過智能語音技術(shù)，使人和機(jī)器能夠通過對(duì)話進(jìn)行交流[2]。

2 嵌入式微處理器

嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。雖然嵌入式技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了我們生活的方方面面，但是對(duì)于嵌入式系統(tǒng)還沒有一個(gè)明確的定義。簡單地說，嵌入式系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)、電子等相關(guān)技術(shù)與各行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合，為特殊目的而設(shè)計(jì)的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?，F(xiàn)在最常見的描述是“面向應(yīng)用，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，可定制軟硬件，以滿足應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、成本、可靠性、功耗和體積的嚴(yán)格要求”。嵌入式系統(tǒng)并不是簡單地將一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)完整地植入到應(yīng)用對(duì)象中，而是通過功能分析，將計(jì)算機(jī)的核心技術(shù)植入到設(shè)備對(duì)象中。在開發(fā)初期，將通用計(jì)算機(jī)完整地嵌入到控制對(duì)象中，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，如控制機(jī)床。結(jié)果表明，通用計(jì)算機(jī)不僅控制能力弱，抗干擾能力差，而且體積大、功耗高、成本高。隨著技術(shù)的發(fā)展，20 世紀(jì)70 年代，面向控制的單片機(jī)出現(xiàn)，嵌入式計(jì)算機(jī)開始發(fā)展。經(jīng)過30 多年的發(fā)展，嵌入式技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，處理器速度不斷提高，微電子集成技術(shù)不斷發(fā)展，存儲(chǔ)設(shè)備制造技術(shù)不斷提高，使得高性能SOC（systemon-a-chip）日趨成熟。同時(shí)，由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式產(chǎn)品得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在航空航天、軍事、工業(yè)控制、汽車電子、通信、辦公、消費(fèi)電子等領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用無處不在。嵌入式系統(tǒng)是根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的具體應(yīng)用要求，將計(jì)算機(jī)技術(shù)嵌入到目標(biāo)設(shè)備中，通過處理、計(jì)算和控制，使對(duì)象顯示出智能化。因此，沒有統(tǒng)一的物理形態(tài)。按照形式，嵌入式系統(tǒng)可分為：各級(jí)（工控機(jī)）、板級(jí)（單板、模塊）、芯片級(jí)（SOC、MCU）。嵌入式系統(tǒng)由嵌入式硬件和嵌入式軟件組成。嵌入式硬件的核心是微處理器，通常用于機(jī)械電子、儀器儀表、家用電器等低端應(yīng)用，在多媒體、通信、網(wǎng)絡(luò)等信息量大的中高端應(yīng)用中，32 位微處理器具有處理能力強(qiáng)、計(jì)算速度快等特點(diǎn)。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 主控制模塊硬件設(shè)計(jì)

主控制模塊作為其他模塊的控制，也承擔(dān)編號(hào)任務(wù)。根據(jù)所處理的任務(wù)。本文選用了stm-t632 系列的stm-t632 微處理器。它是基于32 單片機(jī)的armcortex-m3 微控制器，允許快速處理頻率高達(dá)72mhz，并包含一系列外圍接口，以滿足該設(shè)計(jì)的精度和準(zhǔn)時(shí)性要求。

3.2 GPS 定位模塊的硬件設(shè)計(jì)

GPS 定位模塊用于確定經(jīng)度和緯度的車輛系統(tǒng)，從而確定位置或時(shí)間開始語音廣播。本文選擇的GPS 定位模塊為neo-6M 模塊。工作電壓范圍2.7-3.6V，典型值3.0V，具有UART、USB、SPI、DDC（兼容I2C）接口和RTC 晶體振蕩器。為了提高GPS定位模塊的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，選擇帶SMA 接口的有源天線作為GPS 天線。天線工作時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)，通過功放電路輸入NEO-6M 芯片。新6m 芯片處理數(shù)據(jù)，然后傳輸經(jīng)度和緯度信息到主控模塊。

3.3 GSM 通信模塊硬件設(shè)計(jì)

機(jī)載系統(tǒng)和平臺(tái)系統(tǒng)之間的通信由GSM 通信模塊提供。本文選擇的GSM 模塊是SIM900A 模塊。該模塊包括SIM900A 芯片的外圍電路、電平轉(zhuǎn)換電路和SIM 卡的接口電路。Sim900a 是一種雙頻GSM 芯片，具有多個(gè)通信接口，便于使用。GSM 模塊與主控制模塊之間的通信是通過MAX232A 級(jí)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行的。SIM 卡的接口電路用于訪問SIM 卡。機(jī)載系統(tǒng)與平臺(tái)系統(tǒng)之間的通信由SIM 卡短信功能提供。

3.4 語音模塊硬件設(shè)計(jì)

語音模塊配備兼容MP3 和MP3 的jQ8900 芯片解碼裝置Wav可以實(shí)現(xiàn)廣泛的采樣頻率和模擬SPI flash 記憶儲(chǔ)存在USB 存儲(chǔ)器，這便于閱讀和閱讀的閃存，以及充電和更換語音和音頻。當(dāng)接收到語音控制模塊并播放音頻時(shí)，相應(yīng)的語音為SPI Flash。模擬信號(hào)由解碼電路放大，由模擬放大電路輸出。最后，擴(kuò)音器里傳來到達(dá)車站的聲音[3]。

4 結(jié)語

機(jī)載智能語音廣播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了GPS 定位、到站自動(dòng)通信、信息顯示和到站指示。該系統(tǒng)有兩種操作模式：手動(dòng)變速箱和自動(dòng)變速箱。同時(shí)，系統(tǒng)中有許多備份接口，可以根據(jù)應(yīng)用程序的實(shí)際需要進(jìn)行擴(kuò)展和修改。它的準(zhǔn)確性和及時(shí)性使其能夠滿足公交車站智能廣告的需求，非常有用，并提供了良好的發(fā)展前景。