隨著物質生活水平的提高，人們越來越多地開始選擇外出旅游。旅游景區(qū)成為了人們享受高品位文化生活的極好場所,但游客已不滿足于走馬觀花式的游玩，更想對景點的人文背景、歷史淵源等加以了解。然而問題也隨之產生，如導游人員的缺乏及其素質不高，大量外國游客的涌入以及大批喜歡自由的旅游者的出現。這就需要景區(qū)為游客提供更加規(guī)范、詳盡的多語種講解，而電子導游系統無疑是一位極佳的導游員。通過電子導游系統對景區(qū)及陳列的歷史文物等內容以圖文并茂的方式展現給游客,使游客在充分欣賞了景區(qū)和展品的外觀表象之后，又獲得了豐富的知識[1-2]?；谝陨显颍疚奶岢隽艘环N基于PTR2000的電子導游系統的設計與實現，該導游系統采用了成熟的2.4 G無線通信技術，利用大容量的SD卡作為存儲介質并配合高壓縮比的MP3格式文件存儲，不僅使游客享受到了更多旅游的樂趣，而且還可以幫助景區(qū)管理部門更好地掌握景區(qū)狀況，合理引導游客，有效地利用景區(qū)設施。
1 系統總體結構
    基于PTR2000電子導游系統的總體結構如圖1所示。整個系統主要包括由單片無線收發(fā)數傳MODEM模塊(PTR2000)組成的無線射頻基站和游客手中的電子導游機兩部分。無線射頻基站被預先編號，放置在需要進行解說的景點，這樣在各個景點就有不同的編碼信號，而且各個基站都有各自的覆蓋范圍，并持續(xù)發(fā)送其編號信息[3]。游客進入無線射頻基站所覆蓋的區(qū)域內，游客電子導游機上的無線接收模塊就會接收到無線射頻基站發(fā)送的編號信息，電子導游機的預置應用處理程序會根據編號自動從SD卡中尋址并調出相應的語音文件，再由MP3解碼板對相應的語音數據進行解碼，輸出解說語音，并在游客移步換景的同時，自動跟蹤、切換到相應景點的解說。此外，游客還可以根據自己的喜好，通過語言選擇功能按鍵，選擇播放的語言，如普通話、英語、方言等[4-5]。
2 無線射頻基站
    無線射頻基站的硬件原理如圖2所示，采用無線收發(fā)一體數傳MODEM模塊PTR2000為主芯片。該模塊采用抗干擾能力較強的FSK調制/解調方式，工作頻率穩(wěn)定可靠、外圍元件少、功耗極低且便于設計生產，因而設計非常方便。而且模塊內部集成了高頻接收、參量放大、PLL合成、功率放大、FSK調制/解調、頻道切換等功能。

    在軟件編程過程中，對PTR2000的工作模式和工作頻道的選擇尤為重要，表1給出了該模塊的工作模式控制及工作頻道的選擇方式。
    (1)發(fā)送
    PTR2000的通信速率最高為20 Kb/s，也可工作在其他速率4 800 b/s、9 600 b/s下。 在發(fā)送數據之前，將模塊先置于發(fā)射模式,即TXEN=1,然后在等待至少5 ms后(接收到發(fā)射的轉換時間)才可以發(fā)送任意長度的數據。發(fā)送結束后應將模塊置于接收狀態(tài)，即TXEN=0。
    (2)接收
    接收時應將PTR2000置于接收狀態(tài)，即TXEN=0。然后將接收到的數據直接送到單片機串口或經電平轉換后送到計算機。
    (3)待機模式
    當PWR=0時，PTR2000即進入節(jié)電待機模式，此時的功耗大約為8 μA，在待機模式下不能接收或發(fā)射數據[6]。
    PTR2000 除了應注意在發(fā)送、接收和待機模式下的編程外，為了使系統能夠可靠地通信，在編程時應設計通信協議，并考慮數據的糾檢錯能力，檢錯可采用CRC校驗方式。
3 電子導游機
    電子導游機的結構如圖3所示，主要包括數據處理/控制模塊、控制鍵盤、充電電源模塊、PTR2000無線接收模塊、液晶顯示模塊、MP3模塊、語音存儲模塊(SD卡存儲)和語音播放模塊等功能模塊。

    數據處理/控制模塊由STC89C52單片機及外圍電路構成，主要通過串口接收PTR2000無線接收模塊送來的編號信息，將編號信息轉換成地址信息，對語音存儲模塊的主芯片進行尋址，并發(fā)送指令給MP3模塊。由MP3模塊將相應地址中預先存儲在SD卡上的壓縮音頻信號(MP3格式)硬件解碼為數字音頻信號，并傳送到語音播放模塊進行播放。此外數據處理/控制模塊還可接收控制鍵盤送來的控制信息，并將輸出信息發(fā)送到液晶顯示模塊上進行顯示輸出等功能。
    MP3模塊采用杭州遠光科技有限公司的BAT系列高保真MP3模塊，該模塊體積小、使用簡單靈活，具有如下特點：
    (1)模塊內集成MCU、MP3解碼、TF/SD卡讀寫、電源支持、參數存儲等功能；
    (2)模塊的推薦使用電壓為6 V～24 V，最低可低至5 V，最高可高達30 V，滿足大多數場合的需要；
    (3)模塊直接使用標準的內存卡存儲音樂。通過電腦錄音編輯后即可直接通過非常廉價的讀寫卡器寫入內存卡中，不必使用昂貴且通用性差的專業(yè)編程器，在滿足靈活性的前提下最大限度地為用戶節(jié)省成本；
    (4)模塊支持播放時掛起功能，這一點特別適用于正在播放背景音時插播其他音樂的情況。當插播音樂播放完畢后，可以接著斷點繼續(xù)播放，而插播音樂的數量和時間不受限制。
    此外，該模塊有4種工作模式可供選擇使用：MP3 模式、直放模式、并行模式和串行模式，管腳M1、M0 為模式設置端。工作模式的設置如表2所示。

    本設計選擇串行模式，即通過串口發(fā)送命令控制模塊的動作，該模式為全功能模式，可以使用模塊的全部功能，串行模式原理如圖4所示。
4 系統軟件流程
    整個系統的軟件流程如圖5所示，主要包括無線射頻基站軟件流程和電子導游機軟件流程兩個方面。對于無線射頻基站主要完成編號信息的發(fā)射，以供電子導游機接收進行語音尋址。

    電子導游機在進行完串口和PTR2000模塊初始化后，一直處于待機狀態(tài)。當游客進入到無線射頻基站覆蓋的景點范圍時，判斷是否接收到無線射頻基站發(fā)出射的編號信息，若接收到，則數據處理和控制模塊會將編號信息轉換成地址信息，由MP3模塊將相應地址中預先存儲在SD卡上的壓縮音頻信號進行解壓，傳送到語音播放模塊進行播放，并將相關信息輸出到LCD上顯示。
    本文介紹的基于PTR2000的電子導游系統配合使用無線收發(fā)一體數傳MODEM模塊PTR2000和BAT系列高保真MP3模塊，采用低功耗單片機STC89C52控制PTR2000模塊和MP3模塊的工作，成功地減小了體積，降低了功耗。而且采用的器件都是市場上常見的普通器件，大大降低了成本。利用大容量的SD卡作為存儲介質并配合高壓縮比的MP3格式文件存儲，從根本上解決了電子導游機容量的問題。
    測試表明，該導游系統定位準確，電子導游器在距離無線射頻基站50 m范圍內有效，語音信息可長時間播放且音質良好。同時采用了SD卡存放音頻信息，省去了經常取芯片燒錄的麻煩。
參考文獻
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