文 豪，徐軼群，萬隆君

（集美大學(xué) 輪機(jī)工程學(xué)院，福建 廈門 361021）

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們使用的手機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)越來越強(qiáng)大，通過智能移動終端提供實(shí)時準(zhǔn)確、靈活便捷、個性化、可交互的導(dǎo)游服務(wù)的條件已經(jīng)成熟。綜合各種因素考慮，導(dǎo)游服務(wù)將通過后臺服務(wù)器和帶有BD導(dǎo)航的Android智能終端設(shè)備提供給游客，使游客在旅途中，可以實(shí)時掌握景點(diǎn)的相關(guān)游覽信息。包括景點(diǎn)管理方上傳的景點(diǎn)介紹、景點(diǎn)地圖以及BD導(dǎo)航系統(tǒng)獲取的游客當(dāng)前方位等，從而為游客提供游覽路線規(guī)劃、實(shí)時交互的導(dǎo)游服務(wù)和其他相關(guān)信息的查詢，方便游客自定制自己的游覽計劃；游覽信息還提供其他游客上傳的各類資料以及心得，游客可以按照自己的愛好閱讀，從而加深對景點(diǎn)的理解和感觸。

1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其原理

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡稱“BD”）是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），是繼美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄羅斯的GLONASS之后第3個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端3部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并兼具短報文通信能力。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是建成獨(dú)立自主、開放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠覆蓋全球的導(dǎo)航系統(tǒng)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作過程是：首先由中心控制系統(tǒng)向衛(wèi)星I和衛(wèi)星II同時發(fā)送詢問信號，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶廣播。用戶響應(yīng)其中一顆衛(wèi)星的詢問信號，并同時向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應(yīng)信號，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)。中心控制系統(tǒng)接收并解調(diào)用戶發(fā)來的信號，然后根據(jù)用戶的申請服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。 對定位申請，中心控制系統(tǒng)測出兩個時間延遲：即從中心控制系統(tǒng)發(fā)出詢問信號，經(jīng)某一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)用戶，用戶發(fā)出定位響應(yīng)信號，經(jīng)同一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲；和從中心控制發(fā)出詢問信號，經(jīng)上述同一衛(wèi)星到達(dá)用戶，用戶發(fā)出響應(yīng)信號，經(jīng)另一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲。由于中心控制系統(tǒng)和兩顆衛(wèi)星的位置均是已知的，因此由上面兩個延遲量可以算出用戶到第一顆衛(wèi)星的距離，以及用戶到兩顆衛(wèi)星距離之和，從而知道用戶處于一個以第一顆衛(wèi)星為球心的一個球面，和以兩顆衛(wèi)星為焦點(diǎn)的橢球面之間的交線上。另外中心控制系統(tǒng)從存儲在計算機(jī)內(nèi)的數(shù)字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶處于某一與地球基準(zhǔn)橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統(tǒng)可最終計算出用戶所在點(diǎn)的三維坐標(biāo)，這個坐標(biāo)經(jīng)加密由出站信號發(fā)送給用戶[1]。

2 導(dǎo)游系統(tǒng)總體設(shè)計

該導(dǎo)游系統(tǒng)結(jié)合了智能終端，移動網(wǎng)絡(luò)，BD網(wǎng)絡(luò)等。整個系統(tǒng)模型由4部分組成：終端（包括PC客戶端，智能移動終端）、定位網(wǎng)絡(luò)（BD網(wǎng)絡(luò)，3G移動網(wǎng)絡(luò)）、通信網(wǎng)絡(luò)（包括服務(wù)器）、后臺維護(hù)與開發(fā)。BD定位網(wǎng)與BD模塊通信，負(fù)責(zé)提供實(shí)時的位置坐標(biāo)等信息；無線通信網(wǎng)與數(shù)據(jù)通信模塊（GPRS、Wifi等）通信，負(fù)責(zé)系統(tǒng)和web服務(wù)器的交互通信；移動終端作為物理實(shí)體，與游客直接交互，它負(fù)責(zé)各方數(shù)據(jù)的整合和處理，為游客提供導(dǎo)游服務(wù)；后臺維護(hù)與開發(fā)的計算機(jī)負(fù)責(zé)導(dǎo)游電子地圖的制作和導(dǎo)游內(nèi)容制作，為移動端的導(dǎo)游系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，不需要游客的參與[2]。

智能移動終端直接提供給用戶，要接受定位信號以及用戶之間的定位。后臺數(shù)據(jù)庫存儲電子地圖以及導(dǎo)游信息，用戶可以通過智能終端下載視頻，圖片等數(shù)據(jù)完成交互。通信網(wǎng)絡(luò)是智能導(dǎo)游系統(tǒng)中不可缺少的一部分，它負(fù)責(zé)地圖的更新以及最新導(dǎo)游信息的查詢。智能終端則為用戶提供一個便捷的操作界面，用戶可以通過終端完成定位，查詢，以及交互等操作。文中重點(diǎn)介紹智能移動終端子系統(tǒng)的設(shè)計。

圖1 智能導(dǎo)游系統(tǒng)平臺框架設(shè)計Fig.1 Frame design of intelligent guide system platform

2.1 智能移動終端子系統(tǒng)的設(shè)計

該系統(tǒng)硬件平臺選用 ARM平臺 Mini210s，Mini210s是一款高性能的Cortex A8開發(fā)板，它由廣州友善之臂設(shè)計、生產(chǎn)和發(fā)行銷售。它采用三星S5PV210作為主處理器，運(yùn)行主頻可高達(dá)1GHz。S5PV210內(nèi)部集成了PowerVR SGX540高性能圖形引擎，支持3D圖形流暢運(yùn)行，并可流暢播放1080P大尺寸視頻。

Mini210s接口齊全，結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理。系統(tǒng)移植的Android內(nèi)核版本為Android2.3。應(yīng)用程序開發(fā)語言為Java具備良好的可擴(kuò)展性，便于軟件升級和維護(hù)，加之系統(tǒng)本身提供了非常豐富的UI組件，故可以設(shè)計出交互性好的系統(tǒng)應(yīng)用。此外，Google公司提供了Google API來支持Android系統(tǒng)運(yùn)行如Google maps等應(yīng)用，極大地方便了應(yīng)用程序開發(fā)。智能導(dǎo)游終端子系統(tǒng)設(shè)計如圖2所示。

WIFI模塊通過RS232接口與Mini210s連接使用，通過這一模塊可以使導(dǎo)游終端與Internet的無線連接，同時通過Internet連接旅游數(shù)據(jù)庫可以方便查詢用戶想了解的相關(guān)信息。還可以通過Google maps提供的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)電子地圖的功能[3]。

BD模塊是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的簡稱，其功能是為軍事、民用、商用提供全球范圍內(nèi)不間斷的定位、導(dǎo)航、測速、授時等數(shù)據(jù)服務(wù)。通過這一模塊，自助電子導(dǎo)游系統(tǒng)可以在全球任意地點(diǎn)獲得高精度、.全天候、連續(xù)、實(shí)時的三維定位、三維測速和時間基準(zhǔn)。

圖2 智能導(dǎo)游終端子系統(tǒng)設(shè)計Fig.2 Design of intelligent guide terminal subsystem

人機(jī)交互可以搭配使用4.3寸高清LCD液晶觸摸顯示屏，分辨率為480×272，完全滿足導(dǎo)游系統(tǒng)要求。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫是各類旅游信息系統(tǒng)的心臟，電子導(dǎo)游系統(tǒng)也不例外，電子導(dǎo)游系統(tǒng)主要利用數(shù)據(jù)庫來存儲和處理旅游信息。其中信息數(shù)據(jù)庫包括海量的圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)與多媒體數(shù)據(jù)。需要根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及數(shù)據(jù)量的大小采用不同的數(shù)據(jù)組織方式[4]。如景區(qū)景點(diǎn)電子導(dǎo)游系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)庫一般僅存儲景區(qū)景點(diǎn)的相關(guān)講解信息，信息量相對較少，數(shù)據(jù)組織也較為簡單；而旅游目的地電子導(dǎo)游系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)庫不僅要存儲景區(qū)景點(diǎn)的相關(guān)講解信息，而且還涉及旅游企業(yè)信息、旅游交通信息及其他旅游目的地信息等，信息量較大，信息之間的邏輯結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。旅游信息數(shù)據(jù)庫為導(dǎo)游系統(tǒng)的應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)保障。

2.3 多媒體應(yīng)用

信息的媒體（Media）是指承載傳遞信息的文本、圖形、聲音、圖像等，兩個或多于兩個的信息媒體組合稱之為多媒體。不同種類的信息在不同的載體上進(jìn)行傳播交流，體現(xiàn)了多種信息媒體的特征。我們的電子導(dǎo)游系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)單一媒體—聲音或文本，采用聲音、圖像、文字一體化的多媒體方式向游客傳遞旅游信息。多媒體應(yīng)用模塊主要完成3個功能:景點(diǎn)音頻解說、景點(diǎn)圖片預(yù)覽、景點(diǎn)視頻播放。利用解說音頻的播放可以有效降低導(dǎo)游的工作強(qiáng)度，而且通過景點(diǎn)圖片和視頻的預(yù)覽，可以補(bǔ)充展現(xiàn)景點(diǎn)珍貴的歷史圖片和特定時間段的景色，從而更加展現(xiàn)出景點(diǎn)的魅力[5]。

2.4 BD導(dǎo)航系統(tǒng)

BD信號接收模塊接收到衛(wèi)星信號，然后經(jīng)過解析等一系列數(shù)據(jù)處理，就可以實(shí)現(xiàn)游客的實(shí)時定位。另外，豐富的BD信號不僅包含了位置信息，經(jīng)過解析處理，還能得到游客的行進(jìn)速度和行進(jìn)方向等信息。這些信息的獲取都要經(jīng)過BD數(shù)據(jù)處理模塊來實(shí)現(xiàn)[6]。

3 服務(wù)整體框架及模塊介紹

整個系統(tǒng)為3類用戶提供信息服務(wù)，如圖4所示。

圖3 BD數(shù)據(jù)處理模塊Fig.3 BD data processing module

圖4 服務(wù)整體框架圖Fig.4 Overall frame diagram of service

1）為景點(diǎn)管理員提供信息平臺的服務(wù)模塊

景區(qū)管理員可以實(shí)時的發(fā)布旅游信息，包括實(shí)時旅游信息提示的發(fā)布，電子導(dǎo)游信息的發(fā)布，同時還包括景點(diǎn)廣告信息的發(fā)布。景區(qū)管理員還可以通過平臺制作語音，視頻，圖片等類型的電子導(dǎo)游，方便游客詳細(xì)了解景區(qū)的各個景點(diǎn)。景區(qū)管理員可以借助PC終端查看當(dāng)前游客人數(shù)的分布，游客的反饋信息，查看網(wǎng)站上景點(diǎn)的關(guān)注度，以及對游客反饋信息的回復(fù)。通過該信息平臺可以方便管理員對整個景區(qū)的管理，同時可以很好地為游客解決困難及疑惑。

2）為移動終端用戶提供各類信息的服務(wù)模塊

游客可以通過智能移動終端的BD服務(wù)對景點(diǎn)的信息如：BD導(dǎo)航信息，游客分享的旅游信息，景點(diǎn)的官方信息等進(jìn)行查詢；移動終端可以記錄游客的旅游路徑，同時還可以存儲游客的照片等數(shù)據(jù)。該終端還可以下載景點(diǎn)音視頻等數(shù)據(jù)，另外還可以導(dǎo)出本終端的相關(guān)數(shù)據(jù)；游客可以通過智能移動終端訪問我們的網(wǎng)站SNS，上傳游覽途中所照的美景，同時還可以發(fā)表自己的個性簽名以及感想。

3）為不在旅行中的用戶提供各類信息的服務(wù)模塊

網(wǎng)絡(luò)用戶可以通過PC終端查詢旅游信息，如景點(diǎn)列表、游客的信息分享、景點(diǎn)的官方信息等可以增加景點(diǎn)的知名度，吸引更多的游客前往旅游；沒有游覽過景點(diǎn)的游客可以訪問旅游網(wǎng)站SNS，然后下載景點(diǎn)的相關(guān)視頻，圖片等信息，增加對景點(diǎn)的了解。已經(jīng)游覽過景點(diǎn)的游客可以上傳此次游覽途中所拍的美景，可以與更多人分享自己切身的感受；用戶可以通過PC終端建立自己的空間，用戶可以通過空間發(fā)表自己的旅游見聞，奇聞異事。然后可以分享自己的空間以及查看別人的空間，用戶還可以添加好友，方便游客們在線交流，從而使SNS網(wǎng)站成為一個服務(wù)全面的社交平臺。

4 結(jié)束語

景區(qū)智能導(dǎo)游服務(wù)平臺的開發(fā)，通過和移動公司或者景點(diǎn)合作，可提供高質(zhì)量的旅游信息，最終整合國內(nèi)的旅游資源，打造權(quán)威、開放的旅游信息發(fā)布平臺和旅游方面的SNS平臺，并為游客提供更加優(yōu)質(zhì)、廉價、便捷的信息服務(wù)平臺，成為旅行愛好者不可缺少的移動終端應(yīng)用，。同時還可開發(fā)相應(yīng)的終端產(chǎn)品，為旅行愛好者提供更為便捷的產(chǎn)品。逐步形成內(nèi)容廣泛、服務(wù)靈活的數(shù)字旅游信息平臺。

[1]百度百科.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) [EB/OL].（2012）.http://baike.baidu.com/view/152894.htm.

[2]王軍.便攜式智能導(dǎo)游終端系統(tǒng)的人性化設(shè)計與開發(fā)[D].杭州：浙江大學(xué)，2007.

[3]王亮，曾連蓀.基于Android平臺智能云導(dǎo)游系統(tǒng)的探索[J].電子設(shè)計工程，2012，20（12）:22.

WANG Liang，ZENG Lian-sun.The exploration based on Android platform intelligent cloud guide system[J].Electronic Design Engineering，2012，20（12）:22.

[4]張琴英.樂山大佛風(fēng)景區(qū)觸摸屏導(dǎo)游信息系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].西安：陜西師范大學(xué)，2007

[5]郭俊峰.自助電子導(dǎo)游系統(tǒng)的研究[D].青島：青島大學(xué)，2007.

[6]杜艷冰.基于GPS定位的校園電子導(dǎo)游系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2011.