摘 要： 給出了一種可用于復(fù)雜自然環(huán)境下的景點語音自動導(dǎo)覽系統(tǒng)。采用STM32F103RBT6作為MCU通過SPI模塊與語音芯片ISD4004進行通信，來實現(xiàn)景點語音信息的隨機錄放；利用無源RFID實現(xiàn)景點的自動觸發(fā)和識別。重點介紹了系統(tǒng)的主要功能設(shè)計和實現(xiàn)過程。

關(guān)鍵詞： 語音導(dǎo)覽； STM32F103RBT6； 軟件設(shè)計； SPI通信

中圖分類號： TN912.3?34； TP223 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）01?0096?05

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展、城鄉(xiāng)居民收入不斷提高和閑暇時間大量增加，旅游消費進入一個快速發(fā)展的新階段。為了解決旅游發(fā)展過程中交通的問題，基于固定軌道的旅游列車應(yīng)景而生。本文研究設(shè)計了一種景點旅游列車輔助語音自動導(dǎo)覽系統(tǒng)。

目前，景點語音導(dǎo)覽主要有以下幾種方式：一種是通過全球定位系統(tǒng)（GPS）的用戶終端接收工作衛(wèi)星的導(dǎo)航信息，從而解算出車輛的經(jīng)緯度信息，進而計算出實時坐標(biāo)，將其與景點坐標(biāo)相比較，當(dāng)車輛駛?cè)刖包c一定距離范圍內(nèi)時，不用人工干預(yù)，系統(tǒng)自動播報景點語音信息；另一種是對車輪軸的轉(zhuǎn)角脈沖進行計數(shù)，將計數(shù)值和預(yù)置值對比，即可確定播放時刻，達(dá)到準(zhǔn)確播放景點語音信息的目的；第三種方案是利用無線射頻識別技術(shù)，在每一個景點范圍內(nèi)設(shè)置一個具有惟一ID的射頻發(fā)射器，采用間歇工作方式發(fā)射信號，當(dāng)旅游列車即將到達(dá)景點時，車載系統(tǒng)接收到射頻發(fā)射器信號并解碼出景點的ID號，由系統(tǒng)控制自動播放對應(yīng)編號的景點語音信息。由于景點自然環(huán)境的復(fù)雜性，第一種方式難以滿足系統(tǒng)要求；第二種方式簡單可靠，但旅游軌道車輛運行方向存在不確定性，其相對位置往返變化，系統(tǒng)的自動化程度較低且復(fù)雜度較高。本文采用第三種方案實現(xiàn)景點語音自動導(dǎo)覽系統(tǒng)。

本文首先介紹了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，然后，給出了系統(tǒng)各主要功能模塊的具體設(shè)計，并重點研究了基于ARM3核的STM32F103RBT6芯片與語音芯片ISD4004之間的SPI通信控制和實現(xiàn)技術(shù)，給出了系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)結(jié)果。最后，給出了有一定工程應(yīng)用參考價值的結(jié)論。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理設(shè)計如圖1所示。本設(shè)計利用旅游列車軌道固定的特點，在軌道沿線景點預(yù)先安裝固定ID的RFID，綜合考慮到作用距離、數(shù)據(jù)通信方式、可靠性、使用壽命和維護成本，選用產(chǎn)品433 MHz有源標(biāo)簽GAO C124061[1]。其存儲ID字長32 b。由于在野外自然環(huán)境中，出現(xiàn)碰撞的可能性極低，所以，RFID閱讀器只需要正確可靠地獲得RFID的ID值，與固定景點所對應(yīng)，用以觸發(fā)中斷，開始播放該景點的語音信息。

圖1中，MCU采用STM32F103RBT6芯片[2]，該芯片是基于ARM Cortex?M3內(nèi)核高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用MCU。本設(shè)計選擇這款的原因是看重其性價比：128 KB FLASH、20 KB SRAM、2個SPI、3個串口、1個USB、1個CAN、2個12位的ADC、RTC、51個可用I/O腳等一系列性能特征，能完全滿足本系統(tǒng)性能要求?？偨Y(jié)下來，STM32具有價格低、功能強、使用簡單、開發(fā)方便等幾個很有利的優(yōu)勢。ISD4004為語音錄放存儲芯片[3]，根據(jù)外部控制和外圍電路輔助，可隨機對其進行語音錄入和語音播放。系統(tǒng)MCU通過RFID閱讀器獲得旅游列車沿途RFID的固定ID，根據(jù)ID號所對應(yīng)的預(yù)設(shè)語音數(shù)據(jù)存儲位置的起始地址信息，通過對ISD4004內(nèi)置的SPI端口進行控制，實現(xiàn)景點語音選段自動播放。