俞閩京YU Min-jing；黃陽HUANG Yang；韓雨佳HAN Yu-jia；劉珈池LIU Jia-chi

（東北石油大學(xué)電氣信息工程學(xué)院，大慶 163318）

（School of Electrical Engineering &Information，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，外出旅游逐漸成為時(shí)尚。然而隨著旅游業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)游數(shù)量不足、服務(wù)質(zhì)量參差不齊的問題日趨嚴(yán)重。電子導(dǎo)游機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，它不僅在功能上能夠完全取代傳統(tǒng)人工導(dǎo)游，而且電子導(dǎo)游機(jī)與人工導(dǎo)游相比，還能避免由于導(dǎo)游個(gè)人因素帶來的服務(wù)質(zhì)量的不穩(wěn)定性，同時(shí)能夠?yàn)橛慰吞峁└尤婵陀^的服務(wù)，在技術(shù)上推動(dòng)了自助游的發(fā)展。

1 電子導(dǎo)游的基本結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的電子導(dǎo)游機(jī)是以GPS 為基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)的，不僅在成本上比較昂貴，而且在景區(qū)實(shí)時(shí)定位方面也略顯不足。基于傳統(tǒng)電子導(dǎo)游機(jī)的缺點(diǎn)，我們決定不使用GPS 技術(shù)為基礎(chǔ)技術(shù)，而是開發(fā)一款可以實(shí)現(xiàn)景點(diǎn)與電子導(dǎo)游機(jī)實(shí)時(shí)通信的自主導(dǎo)游系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)工作原理

電子導(dǎo)游機(jī)分為信標(biāo)端和導(dǎo)游機(jī)兩個(gè)部分。信標(biāo)端是一個(gè)安裝在景點(diǎn)景區(qū)的通信發(fā)射裝置，當(dāng)游客經(jīng)過此處并觸發(fā)信標(biāo)端，信標(biāo)端就會(huì)自動(dòng)發(fā)射對應(yīng)的地理語音地址。導(dǎo)游機(jī)由游客佩戴，接收來自信標(biāo)端發(fā)射的地理語音坐標(biāo)，當(dāng)游客按下導(dǎo)游機(jī)上的“PLAY”按鍵時(shí)，導(dǎo)游機(jī)就會(huì)播放與當(dāng)下地理坐標(biāo)對應(yīng)的語音介紹，同時(shí)導(dǎo)游機(jī)有耳機(jī)音頻輸出。游客在無形中已經(jīng)將自我定位完成，大大減少了設(shè)計(jì)導(dǎo)游機(jī)的前期成本，而且在導(dǎo)游服務(wù)方面的體驗(yàn)一點(diǎn)也不遜色于人工導(dǎo)游，該套設(shè)備性價(jià)比較高。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本思路

首先利用紅外傳感器檢測游客是否經(jīng)過，通過單片機(jī)將傳感器傳輸回來的信號(hào)進(jìn)行處理，與內(nèi)部的地理坐標(biāo)進(jìn)行對應(yīng)，然后利用2.4GHz 無線通訊技術(shù)將相應(yīng)的地理坐標(biāo)發(fā)送到游客端。游客端接收來自信標(biāo)端的地理語音信號(hào),由單片機(jī)控制游客端內(nèi)部的語音芯片播放相應(yīng)的地理語音，然后經(jīng)耳機(jī)將音頻輸出供游客收聽。如圖1 所示為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖。

圖1 系統(tǒng)框圖

4 芯片的選型

導(dǎo)游機(jī)兩部分的主控芯片采用STC89C52 單片機(jī)，主要考慮到設(shè)計(jì)成本以及功能的實(shí)現(xiàn)。STC89C52 單片機(jī)集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等多種功能，基于以上的強(qiáng)大功能，它完全能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)游機(jī)所需的硬件支持。同時(shí)，在設(shè)計(jì)應(yīng)用中STC89C52 單片機(jī)有很多顯著的優(yōu)勢，它不需要代碼燒寫器，只需借助PC 機(jī)的串口輸出和極為簡單的下載電路，便可將程序通過串行方式寫入單片機(jī)。并且下載電路可設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中，可以隨時(shí)修改單片機(jī)的軟件而不對硬件做任何改變。

語音芯片采用WT588D 多語種語音芯片，它能夠與主控芯片實(shí)現(xiàn)一線串口通信，由單片機(jī)來控制語音芯片播放特定的語音，同時(shí)通過外接按鍵來實(shí)現(xiàn)音量的調(diào)節(jié)以及暫停功能，使游客完全實(shí)現(xiàn)自助游，并且人性化的暫停功能使游客在旅行時(shí)即使遇到一些突發(fā)狀況也不會(huì)錯(cuò)過景點(diǎn)的講解。

本設(shè)計(jì)采用NRF24L01 無線收發(fā)模塊作為無線通訊裝置，NRF24L01 是一款工作在2.4GHZ～2.5GHZ 世界通用的ISM 頻段的單片無線收發(fā)器芯片，該裝置輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過SPI 接口進(jìn)行設(shè)置，幾乎可以連接到各種單片機(jī)芯片，并完成無線數(shù)據(jù)收發(fā)工作。它采用FSK 調(diào)制，內(nèi)部集成NORDIC 自己的Enhanced Short Burst 協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)或是1 對6 的無線通信。無線通信速度可以達(dá)到2M（bps）。同時(shí)它還具有極低的電流消耗，和無線網(wǎng)絡(luò)容易架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。

5 具體實(shí)施方案

根據(jù)以上設(shè)計(jì)方案，可完全實(shí)現(xiàn)電子導(dǎo)游機(jī)的基本控制功能。為了使導(dǎo)游機(jī)便于攜帶，考慮之后決定使用貼片型封裝的單片機(jī)，這樣可以大大縮小導(dǎo)游機(jī)的外圍尺寸，使得游客佩戴導(dǎo)游機(jī)時(shí)更加美觀方便。同時(shí)設(shè)計(jì)與無線收發(fā)模塊連接的外圍電路，在布局上力求尺寸達(dá)到最小，然后將語音芯片與該電路結(jié)合，就構(gòu)成了完整的游客端系統(tǒng)電路。對于信標(biāo)端，只需將紅外傳感器加入到上述電路即可。

對于軟件部分，在實(shí)際應(yīng)用中，將需要放置信標(biāo)端的地方進(jìn)行數(shù)字標(biāo)號(hào)，然后通過語音芯片的上位機(jī)軟件將每一個(gè)信標(biāo)與語音芯片的語音地址一一對應(yīng)，并將生成的語音文件通過USB 下載到語音芯片。而對于主控芯片的程序設(shè)計(jì)，只需將無線接收到的地理坐標(biāo)進(jìn)行判斷，同時(shí)通過按鍵的狀態(tài)來判斷游客是否有收聽的需要，根據(jù)以上兩個(gè)條件來決定是否放音，這樣對于游客來說不僅減少了噪聲，而且在路途中對于景點(diǎn)的欣賞有了更大的選擇性。

電子導(dǎo)游機(jī)由導(dǎo)游機(jī)和信標(biāo)端兩部分構(gòu)成。導(dǎo)游機(jī)是供游客佩戴和使用，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)游功能的主體，而信標(biāo)端是放置在景區(qū)各個(gè)景點(diǎn)的觸發(fā)裝置，游客觸發(fā)相應(yīng)的信標(biāo)端，信標(biāo)端就會(huì)發(fā)送相應(yīng)的語音地址到游客端，只要游客按下“PLAY”按鍵就可以聽到相應(yīng)景點(diǎn)的語音介紹。同時(shí)游客還可以通過音量鍵來設(shè)置當(dāng)前音量，在機(jī)器出現(xiàn)臨時(shí)故障時(shí)通過“REST”鍵對設(shè)備進(jìn)行恢復(fù)出廠設(shè)置。

6 使用范圍及推廣前景

本產(chǎn)品適用于大型的展館和旅游景點(diǎn)。同時(shí)在投入景點(diǎn)以后，導(dǎo)游機(jī)將以租賃的方式發(fā)放給游客使用，雖然對于景區(qū)來說需要一定的前期投入，但是就長遠(yuǎn)的利益來說，電子導(dǎo)游機(jī)的使用將使游客和景區(qū)達(dá)到雙贏的局面。

[1]安文魁,王昌明.智能電子導(dǎo)游系統(tǒng)中游客管理的方案與實(shí)現(xiàn)[J].電子科技，2005(10).

[2]劉洋.基于掌上設(shè)備的自主導(dǎo)游器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].華東師范大學(xué)，2006.

[3]郭磊.電子導(dǎo)游系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D].山東大學(xué)，2012.