隨著物質(zhì)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(diǎn)的人文背景、歷史淵源等加以了解。然而問題也隨之產(chǎn)生，如導(dǎo)游人員的缺乏及其素質(zhì)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(xiàn)。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(dǎo)游系統(tǒng)無疑是一位極佳的導(dǎo)游員。通過電子導(dǎo)游系統(tǒng)對景區(qū)及陳列的歷史文物等內(nèi)容以圖文并茂的方式展現(xiàn)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(dǎo)游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，該導(dǎo)游系統(tǒng)采用了成熟的2.4 G無線通信技術(shù)，利用大容量的SD卡作為存儲介質(zhì)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(dǎo)游客，有效地利用景區(qū)設(shè)施。
1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    基于PTR2000電子導(dǎo)游系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)主要包括由單片無線收發(fā)數(shù)傳MODEM模塊(PTR2000)組成的無線射頻基站和游客手中的電子導(dǎo)游機(jī)兩部分。無線射頻基站被預(yù)先編號，放置在需要進(jìn)行解說的景點(diǎn)，這樣在各個(gè)景點(diǎn)就有不同的編碼信號，而且各個(gè)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(jìn)入無線射頻基站所覆蓋的區(qū)域內(nèi)，游客電子導(dǎo)游機(jī)上的無線接收模塊就會(huì)接收到無線射頻基站發(fā)送的編號信息，電子導(dǎo)游機(jī)的預(yù)置應(yīng)用處理程序會(huì)根據(jù)編號自動(dòng)從SD卡中尋址并調(diào)出相應(yīng)的語音文件，再由MP3解碼板對相應(yīng)的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，輸出解說語音，并在游客移步換景的同時(shí)，自動(dòng)跟蹤、切換到相應(yīng)景點(diǎn)的解說。此外，游客還可以根據(jù)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(shù)傳MODEM模塊PTR2000為主芯片。該模塊采用抗干擾能力較強(qiáng)的FSK調(diào)制/解調(diào)方式，工作頻率穩(wěn)定可靠、外圍元件少、功耗極低且便于設(shè)計(jì)生產(chǎn)，因而設(shè)計(jì)非常方便。而且模塊內(nèi)部集成了高頻接收、參量放大、PLL合成、功率放大、FSK調(diào)制/解調(diào)、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(shù)據(jù)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(zhuǎn)換時(shí)間)才可以發(fā)送任意長度的數(shù)據(jù)。發(fā)送結(jié)束后應(yīng)將模塊置于接收狀態(tài)，即TXEN=0。
    (2)接收
    接收時(shí)應(yīng)將PTR2000置于接收狀態(tài)，即TXEN=0。然后將接收到的數(shù)據(jù)直接送到單片機(jī)串口或經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后送到計(jì)算機(jī)。
    (3)待機(jī)模式
    當(dāng)PWR=0時(shí)，PTR2000即進(jìn)入節(jié)電待機(jī)模式，此時(shí)的功耗大約為8 μA，在待機(jī)模式下不能接收或發(fā)射數(shù)據(jù)[6]。
    PTR2000 除了應(yīng)注意在發(fā)送、接收和待機(jī)模式下的編程外，為了使系統(tǒng)能夠可靠地通信，在編程時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)通信協(xié)議，并考慮數(shù)據(jù)的糾檢錯(cuò)能力，檢錯(cuò)可采用CRC校驗(yàn)方式。
3 電子導(dǎo)游機(jī)
    電子導(dǎo)游機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要包括數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理/控制模塊由STC89C52單片機(jī)及外圍電路構(gòu)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(zhuǎn)換成地址信息，對語音存儲模塊的主芯片進(jìn)行尋址，并發(fā)送指令給MP3模塊。由MP3模塊將相應(yīng)地址中預(yù)先存儲在SD卡上的壓縮音頻信號(MP3格式)硬件解碼為數(shù)字音頻信號，并傳送到語音播放模塊進(jìn)行播放。此外數(shù)據(jù)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(jìn)行顯示輸出等功能。
    MP3模塊采用杭州遠(yuǎn)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(diǎn)：
    (1)模塊內(nèi)集成MCU、MP3解碼、TF/SD卡讀寫、電源支持、參數(shù)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(dá)30 V，滿足大多數(shù)場合的需要；
    (3)模塊直接使用標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)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(jià)的讀寫卡器寫入內(nèi)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(shí)掛起功能，這一點(diǎn)特別適用于正在播放背景音時(shí)插播其他音樂的情況。當(dāng)插播音樂播放完畢后，可以接著斷點(diǎn)繼續(xù)播放，而插播音樂的數(shù)量和時(shí)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(shè)置端。工作模式的設(shè)置如表2所示。

    本設(shè)計(jì)選擇串行模式，即通過串口發(fā)送命令控制模塊的動(dòng)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(tǒng)軟件流程
    整個(gè)系統(tǒng)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(dǎo)游機(jī)軟件流程兩個(gè)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(dǎo)游機(jī)接收進(jìn)行語音尋址。

    電子導(dǎo)游機(jī)在進(jìn)行完串口和PTR2000模塊初始化后，一直處于待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)游客進(jìn)入到無線射頻基站覆蓋的景點(diǎn)范圍時(shí)，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(shù)據(jù)處理和控制模塊會(huì)將編號信息轉(zhuǎn)換成地址信息，由MP3模塊將相應(yīng)地址中預(yù)先存儲在SD卡上的壓縮音頻信號進(jìn)行解壓，傳送到語音播放模塊進(jìn)行播放，并將相關(guān)信息輸出到LCD上顯示。
    本文介紹的基于PTR2000的電子導(dǎo)游系統(tǒng)配合使用無線收發(fā)一體數(shù)傳MODEM模塊PTR2000和BAT系列高保真MP3模塊，采用低功耗單片機(jī)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(zhì)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(dǎo)游機(jī)容量的問題。
    測試表明，該導(dǎo)游系統(tǒng)定位準(zhǔn)確，電子導(dǎo)游器在距離無線射頻基站50 m范圍內(nèi)有效，語音信息可長時(shí)間播放且音質(zhì)良好。同時(shí)采用了SD卡存放音頻信息，省去了經(jīng)常取芯片燒錄的麻煩。
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