李娟 吳琦 曾維兵 茍燕 劉堯

（四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川省都江堰市 611830）

1 校園導(dǎo)游系統(tǒng)的設(shè)計背景及功能需求

1.1 校園導(dǎo)游系統(tǒng)的設(shè)計背景

目前，以高校校園文化為主線的教育休閑旅游市場潛力巨大，為高校校園開發(fā)個性化旅游景區(qū)帶來良好的發(fā)展機遇[1]。對于校園游客來說，一般都是擬報考的考生和家長，大部分應(yīng)該是第一次到學(xué)校，不會非常的熟悉校園環(huán)境[2]。因此，開發(fā)校園導(dǎo)游系統(tǒng)對校園游客而言，有很大的幫助，有助于提升游覽學(xué)校的體驗感。

同時，當(dāng)前我國在開展高職旅游管理專業(yè)教學(xué)時仍存在一定的問題。具體而言，實踐教學(xué)活動通常集中在中餐廳、酒店、客房、茶藝等場所，而這類場所實訓(xùn)意義并不大，由于面積較小，設(shè)備設(shè)施落后，無法引導(dǎo)學(xué)生從真正意義上掌握知識和技能[3]。此外，一些學(xué)校缺乏必要的教學(xué)硬件支持，如必要的實習(xí)實訓(xùn)教室與配套的設(shè)備。有的學(xué)校根本沒有這些設(shè)施，有設(shè)施的也多由于管理問題利用率不高[4]。因此，校園導(dǎo)游系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)，亦可作為高職院校旅游專業(yè)人才培養(yǎng)的實訓(xùn)載體。

1.2 校園導(dǎo)游系統(tǒng)的功能需求

以我校為例，校園導(dǎo)游系統(tǒng)的設(shè)計既需要滿足不同的校園游客能根據(jù)自己的喜好，自行選擇游覽路線，又能在旅游專業(yè)國際化人才培養(yǎng)過程中作為專業(yè)課程的實訓(xùn)設(shè)備載體，還能直接應(yīng)用于我校留學(xué)生作為熟悉校園生活的輔助工具。因此，要求校園導(dǎo)游系統(tǒng)能實現(xiàn)以下多項功能：

（1）能方便進(jìn)行參觀路線的信息布點，具有低功耗模式，能依靠紐扣電池或微型鋰電池長期待機和運行，也方便更換電池或移動電源充電；

（2）每個信息布點之間的信號相互不干擾，即使布點位置在相鄰的2 個房間之間，也不出現(xiàn)“串臺”；

（3）能播放參觀路線中各個信息的語音，并能方便學(xué)生或老師錄制和更新語音信息，甚至方便離線錄制；

（4）能方便校園游客自行選擇游覽路線和游覽地點，例如：一條路線上雖然布置有多個信息點，但在游覽過程中只觸發(fā)游客選擇的游覽地點；

（5）能有一定的定位功能，能遠(yuǎn)程顯示游客的游覽進(jìn)程。

2 校園導(dǎo)游系統(tǒng)的架構(gòu)

校園導(dǎo)游系統(tǒng)一共由“若干無線通信檢測節(jié)點、手持式導(dǎo)游系統(tǒng)、校園導(dǎo)游管理平臺”三部分組成；其中，無線通信檢測節(jié)點安裝在各樓層或各房間，用于觸發(fā)手持式導(dǎo)游系統(tǒng)；手持式導(dǎo)游系統(tǒng)，用于引導(dǎo)校園游覽過程中逐個與無線通信檢測節(jié)點交互；校園導(dǎo)游管理平臺則主要用于規(guī)劃校園游覽路線。

2.1 手持式校園導(dǎo)游系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計

手持式校園導(dǎo)游系統(tǒng)主要由STC8A8K64 核心處理模塊、無線通信識別模塊、語音信息存儲模塊、TFTLCD 液晶屏、語音播放模塊以及3.3V 供電電路等多個部分組成，如圖1所示。

其中，系統(tǒng)采用STC 單片機作為核心處理器，采集無線通信信號進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果觸發(fā)語音播放模塊和TFTLCD 液晶屏的顯示內(nèi)容；無線通信識別模塊，主要用于采集和識別短距離無線通信節(jié)點的信號，語音播放模塊用于存儲和更新節(jié)點匹配的導(dǎo)游語音信息，語音播放模塊用于語音的耳機播放和小功率喇叭外放驅(qū)動，TFTLCD 屏用于顯示匹配的導(dǎo)游文字和圖片信息；整個手持式校園導(dǎo)游系統(tǒng)，采用鋰電池供電，供電電壓為3.3V。

2.2 無線通信檢測節(jié)點的架構(gòu)設(shè)計

無線通信檢測節(jié)點，布置于樓層和房間周邊，主要由MSP430處理模塊、無線收發(fā)模塊、低功耗供電電路等多個部分組成，如圖2所示。

圖1：手持式校園導(dǎo)游系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖2：無線通信檢測節(jié)點的架構(gòu)圖

其中，無線節(jié)點的MSP430 處理器模塊，主要實現(xiàn)與手持校園導(dǎo)游系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)處理和節(jié)點ID 信息的更新，無線收發(fā)模塊主要實現(xiàn)與手持校園導(dǎo)游系統(tǒng)信息的短距離無線交互，整個節(jié)點均采用低功耗電源供電電路，以便延長節(jié)點工作的時間周期。

3 校園導(dǎo)游系統(tǒng)的主要元器件選型分析

3.1 手持校園導(dǎo)游系統(tǒng)核心處理器的選型分析

本系統(tǒng)的核心處理芯片需要快速的響應(yīng)與無線通信節(jié)點的信息交互，同時，由于是手持式系統(tǒng)，還需要運行低功耗模式，以延長系統(tǒng)的待機和運行時間。市場上主流的單片機處理芯片有很多廠家和類型，例如：宏晶科技公司的STC 單片機系列、TI 公司的MSP430 系列、ST 公司的STM32 系列、Microchip 公司的PIC 系列和AVR 系列等；本系統(tǒng)主要考慮價格因素，同時結(jié)合處理速度較快、能滿足系統(tǒng)低功耗模塊運行2 個主要因素，因此選用宏晶科技公司的STC 系列的STC8A8K64S4A12 芯片。

STC8A8K64S4A12 芯片，為宏晶科技推出的超高速8051 單片機，該芯片供電范圍較寬，可在2.0V 至5.5V，具備低功耗模式，能滿足手持式低功耗模塊；同時，該芯片內(nèi)部自帶64K Byte 的Flash ROM、8K Byte 的SRAM，以及24MHz 高精度時鐘源，能滿足本系統(tǒng)的運行速度和運算存儲空間；另外，該芯片還支持4 個獨立的通用串行口，能方便本系統(tǒng)外部擴展模塊。在本系統(tǒng)中選用的芯片封裝為LQFP64，以預(yù)留可擴展應(yīng)用的引腳。

3.2 無線通信節(jié)點處理器的選型分析

無線通信節(jié)點由于部署數(shù)量較多，而且需要長時間獨立待機，只能通過電池供電，因此，該節(jié)點處理器的選型上主要考慮能進(jìn)行超低功耗模式運行和低成本2 大因素。雖然市場上主流的單片機都具有低功耗模式，但各廠家低功耗模式的功耗各不相同，本系統(tǒng)選用TI 公司的MSP430 系列的MSP430G2231 芯片。

MSP430G2231 芯片，為TI 公司的16 位超低功耗單片機，該芯片的供電范圍為1.8V 至3.6V，具有超低功耗模式，正常運行功耗在1MHz 頻率和2.2V 供電條件下只有220μA，待機功耗只有0.5μA，能滿足無線通信節(jié)點的超低功耗和超長待機的需求；同時，雖然該芯片的Flash ROM 只有2K Byte、RAM 只有128Byte、串行接口只有1 個、I/O 引腳的數(shù)量也只有10Pin，但考慮到無線通信節(jié)點只用于無線收發(fā)數(shù)據(jù)的交互，芯片的上述條件也能滿足無線通信節(jié)點的正常運行要求。

3.3 無線收發(fā)模塊的選型分析

由于校園導(dǎo)游系統(tǒng)中各無線通信節(jié)點主要布置在各房間和樓道周邊，房間、樓道之間的距離本身較近，因此，為了防止使用過程中無線信號相互干擾，本系統(tǒng)的無線收發(fā)模塊需要滿足近距離的特點；同時，由于各節(jié)點依靠電池供電，無線收發(fā)模塊還需要滿足低功耗的需求；本系統(tǒng)選用凌承芯公司旗下的蜂鳥無線靈系列—TRL模塊。

蜂鳥無線靈系列—TRL 模塊，采用GFSK 調(diào)頻技術(shù)，工作頻道為2.4GHz，系收發(fā)一體化，采用串口通信進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)通信，傳輸距離短至50 米以內(nèi)，發(fā)射功率6dBm，具備低功耗模式，休眠電流為9.5μA，適合紐扣電池供電工作，該模塊的以上條件能滿足本系統(tǒng)無線通信節(jié)點和手持校園導(dǎo)游系統(tǒng)的無線通信要求。

4 校園導(dǎo)游系統(tǒng)的軟件設(shè)計

本系統(tǒng)選用Keil C 和IAR Embedded Workbench 分別作為手持式導(dǎo)游系統(tǒng)和無線通信節(jié)點的開發(fā)環(huán)境，軟件主要包括無線通信節(jié)點的信息交互、無線通信節(jié)點的電源能耗管理、手持式導(dǎo)游系統(tǒng)的游覽路線下載、游覽路線的引導(dǎo)、無線巡檢、語音播報、游覽進(jìn)程的無線上傳等多個部分，本文僅介紹校園導(dǎo)游系統(tǒng)中手持式導(dǎo)游系統(tǒng)的整體工作設(shè)計思路。

手持式導(dǎo)游系統(tǒng)整體工作的主要工作流程為：手持式導(dǎo)游系統(tǒng)啟動后，與上位機建立握手信號，等待上位機下發(fā)游覽路線及其他設(shè)置指令→接收上位機下發(fā)的指令，并進(jìn)行方向和游覽位置的語音和圖文提示→在游覽過程中，與路線中的各個無線通信節(jié)點以無線巡檢方式進(jìn)行信號交互→若無線節(jié)點在所選擇的游覽地點范圍，則觸發(fā)手持式導(dǎo)游系統(tǒng)已保存的語音播報和手持系統(tǒng)的圖文顯示；若無線節(jié)點不在所選范圍之內(nèi)，則僅進(jìn)行1 次巡檢→每觸發(fā)一個游覽節(jié)點，則向上位機校園導(dǎo)游管理平臺無線上傳一次包括節(jié)點ID、時間、手持式導(dǎo)游系統(tǒng)ID 等在內(nèi)的信息→以語音和圖文方式，引導(dǎo)下一站游覽節(jié)點的方位、相對位置、距離等路線信息。

5 校園導(dǎo)游系統(tǒng)在旅游專業(yè)國際化人才培養(yǎng)中的應(yīng)用

校園導(dǎo)游系統(tǒng)作為實訓(xùn)設(shè)備載體，在旅游專業(yè)國際化人才培養(yǎng)的應(yīng)用主要如下：

（1）可直接應(yīng)用于旅游路線規(guī)劃的實訓(xùn)場景，方便學(xué)生利用校園導(dǎo)游管理平臺，根據(jù)不同國家、不同學(xué)校、不同的具體交流事宜，為來校交流的國際師生設(shè)計不同的游覽路線；

（2）能支持學(xué)生分小組，分別扮演游客、導(dǎo)游、管理員三種角色，以校園為背景進(jìn)行旅游體驗、旅游導(dǎo)游、旅游管理的重復(fù)演練和實踐，以真實的體驗感和總結(jié)來強化旅游專業(yè)的相關(guān)技能；

（3）方便學(xué)生根據(jù)不同的國際交流者，進(jìn)行各無線信息節(jié)點語音播放、圖文提示的錄制和更新，能通過反復(fù)的演練，以達(dá)到綜合訓(xùn)練學(xué)生外語文字表達(dá)、語言以及口語表達(dá)、溝通交流的能力；

（4）方便學(xué)生進(jìn)行校園特色和旅游亮點的挖掘，以訓(xùn)練學(xué)生對旅游整體規(guī)劃和方案策劃的能力；

（5）本系統(tǒng)本身還可作為旅游學(xué)生跨專業(yè)、跨學(xué)科領(lǐng)域?qū)W習(xí)信息化旅游的載體，拓展旅游專業(yè)學(xué)生的科技視野和信息化思維，以便適應(yīng)未來信息化旅游、數(shù)字化旅游的發(fā)展趨勢；

（6）除此外，本系統(tǒng)還可作為電子信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)等其他專業(yè)的教學(xué)案例，用于其他專業(yè)的人才培養(yǎng)。

6 結(jié)束語

系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)果顯示基本能滿足校園導(dǎo)游的預(yù)期功能需求，但還需要進(jìn)一步消除節(jié)點之間的信號干擾，特別是在樓層中同層且距離較近的房間之間，此外還需要進(jìn)一步拓展系統(tǒng)在旅游專業(yè)國際化人才培養(yǎng)中的應(yīng)用場景。