一種新型機動車限行提示裝置

耿瑋倫

摘 要：該項目研發一種提示車主尾號限行的裝置，使車主落實各個城市的限行政策，從而免去受處罰等麻煩。利用STM32單片機連接GPS模塊、液晶屏、音源喇叭、按鍵等完成模型構建，通過編程實現相應限行提示功能。行車地點發生變化時重新提示以免車主造成損失。利用設計的上位機軟件和提供的語音，交通的限行規則變化時車主還可自行連接網絡電腦更新。

關鍵詞：尾號限行 GPS定位 軟件更新

中圖分類號：TH86 文獻標識碼：A 文章編號：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年的北京奧運測試賽期間。近年來隨著交通的擁堵越來越多的城市開始實行尾號限行政策，現已增加為13個。將來也會有更多城市開始實行該政策，這是一個必然趨勢。然而由于人們生活節奏的加快、工作壓力的增大、所在城市車輛限行規則的多樣性以及外地車更換行車地點不熟悉等問題，日常化的駕車出行難免出現在限行時間內誤闖進限行區域等限行違章行為，造成了車主被罰款和扣駕駛分等問題。

為了克服現有的限行提示器和軟件的不足，該文設計了一種機動車限行自動提示裝置，基于STM32F103ZET6單片機開發板，語音提示時提供給使用者具體的限行時段內容，加入GPS模塊對于行車地點的變化給予使用者及時提醒，讓使用者能夠實時了解、應對限行情況，并且針對對限行規則的改變，根據需求更新系統，有效提示駕駛員遵循尾號限行規則。

1 系統工作原理及硬件設施

該系統以價格低廉而功能強大的單片機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。系統硬件電路設計結構與原理如圖1所示。

1.1 主控、顯示與按鍵電路

系統采用的是STM32F103ZET6，這是開發板的核心芯片，該芯片具有64KB SRAM、512KB FLASH、2個基本定時器、4個通用定時器、2個高級定時器、3個SPI、2個IIC、5個串口、1個USB、1個CAN以及112個通用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8 MB的顯存，能提供8頁的顯存，并支持任意點顏色讀取。顯示模塊用于提示車主各種信息，顯示所在城市等。

ALIENTEK戰艦STM32開發板板載總共有4個輸入按鍵，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，按鍵可以上下調節數字等信息，用于使車主輸入尾號。

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連接，串口波特率支持4 800、9 600、38 400（默認）、57 600等不同速率，兼容 5V/3.3V單片機系統，可以非常方便地與各種產品進行連接。GPS模塊用于定位所在城市，以便提供相應城市的限行規則提示。

1.3 語音電路

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接口與外部單片機通信，模塊自帶穩壓芯片，外部僅需提供5V/3.3V電壓即可，使用非常方便。由于單片機板子無法外放，采用飛線使喇叭與單片機接在一起。語音模塊用于語音播報，音頻MP3文件存儲在SD卡中。

2 系統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語言進行編程，再使用keil c51用C語言編譯器進行轉化。系統電初始化后，首先讓車主確定是否需要更新。若需要更新，則將系統從車上卸下，連接電腦進行更新；若不需要更新，直接進入限行提示環節。語音提示請輸入愛車尾號，屏幕上顯示自動定位的目前所在城市以及當前日期、時間、星期信息，車主通過按鍵確認自己的尾號（尾號為英文字母的會有相應提示輸入數字），然后會語音播報限行信息，播報3遍確認得到提示后停止播報。當行車地點發生變化時，系統則自動重新播報該地的限行規則。軟件主程序流程如圖2所示。

2.2 更新軟件

限行內容更新系統分為兩部分，一部分為限行日期規則更新；另一部分為限行具體時段更新。具體時段更新即為語音提醒的更新；限行日期規則更新為程序內部更新，兩者更新方法不同。限行日期規則在單片機上有獨立存儲空間，當需要更新時，即更新存儲空間上的內容，將單片機通過線連接至電腦，電腦中已通過光驅安裝相應軟件，可以自行進行更新行為。更新軟件是利用QT通過編程，更改相應的存儲位置、自行設計的軟件。具體時段更新通過產品自帶的SD卡完成。產品方將更新語音內容通過郵箱等發送給用戶進行更新提醒，用戶需要更新時只需將產品上的SD卡取下，連接至電腦更新SD卡存儲內容，重新插回產品即完成更新。

3 結語

隨著尾號限行政策的普及和推廣以及限行規則變化快、內容繁多，還有不斷增加的趨勢，有許多工作壓力大、經常遺忘或對外地政策不熟悉的車主經常因違反尾號限行受到一定的處罰。現有的限行提示器并不能很好地滿足車主的需求。針對這種情況，該系統對以往的限行提示器做了改進，加入GPS定位模塊和更新軟件，讓車主駛入外地以及限行規則有所變化時，還能對限行規則很清楚，提示清晰，讓車主的行車過程更為順利。實際應用表明，該系統結構簡單、操作簡便，全面地進行提示，有效使車主避開麻煩，更好地遵循尾號限行政策。

參考文獻

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