專利名稱：便攜式智能導覽系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種導覽器，具體涉及一種為旅游景點、博物館及展覽廳等進行 智能語音導覽的便攜式智能導覽系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，外出參觀游覽已經(jīng)成為人們不可或缺的休閑方式。與 此同時，人們不僅僅滿足于走過、看過，更要對景點的歷史淵源、人文背景等加以了解。雖然 配置導游是個不錯的解決方法，但是傳統(tǒng)的人工導覽方式，游客/參觀者只能被動跟隨著 導游/講解員，因而在某種程度上影響了游客/參觀者的自主性；此外，若同一地點出現(xiàn)了 多批游客/參觀者，則不同批次的游客/參觀者之間容易出現(xiàn)相互干擾，游客/參觀者很難 全面聽清導游/講解員講解的內(nèi)容。為了克服傳統(tǒng)人工導覽方式的這些不足，各種各樣的 電子導覽器則應(yīng)運而生。市面上常見的電子導覽器，分為存儲式和非存儲式導覽器，所謂存 儲式導覽器就是將講解內(nèi)容存于導覽器中，由游客/參觀者選擇內(nèi)容來進行收聽，這種存 儲式導覽器容易選錯播放內(nèi)容而出現(xiàn)景點與講解內(nèi)容不一致的不足；而非存儲式導覽器是 通過設(shè)置在景點/講解點上的無線有源發(fā)射器來播放講解內(nèi)容，這種采用單一無線有源發(fā) 射器作為電子標簽的非存儲式導覽器，為了避免不同景點之間的干擾而造成的識別誤差， 每個景點/講解點上設(shè)置無線有源發(fā)射器的頻率覆蓋一般都會小于該景點/講解點的所有 范圍，因此容易出現(xiàn)導覽盲區(qū)；此外，若需要獲取同一個景點/講解點內(nèi)的某些的更為細化 的景點和展品的詳細信息時，則單一的無線有源發(fā)射器便難以獲得更為全面和完善的講解 fn息ο
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是目前單一無線有源發(fā)射器作為電子標簽的非 存儲式導覽器存在的導覽盲區(qū)和獲取信息不全面的不足，提供一種便攜式智能導覽系統(tǒng)。為解決上述問題，本實用新型所設(shè)計的便攜式智能導覽系統(tǒng)，主要由隨身攜帶的 導覽器和固定在景點或講解點上的電子標簽所組成，所述電子標簽包括無源電子標簽和有 源電子標簽；其中導覽器則主要由電源管理模塊、按鍵、主控器、語音播報模塊、無源近距離 電子標簽識別模塊、以及有源遠距離電子標簽識別模塊構(gòu)成；上述電源管理模塊連接在主 控器的電源端上，控制按鍵與主控器的被控端連接，無源近距離電子標簽識別模塊和有源 遠距離電子標簽識別模塊分別連接在主控器的通信端口上，語音播報模塊則與主控器的控 制端相連。上述方案所述無源近距離電子標簽識別模塊主要由射頻卡讀卡芯片和近距離天 線構(gòu)成，該射頻卡讀卡芯片的一端與主控器相連，另一端則與近距離天線連接。上述方案所述無源電子標簽為非接觸式IC卡。上述方案所述有源遠距離電子標簽識別模塊主要由單片射頻收發(fā)芯片和遠距離 天線構(gòu)成，該單片射頻收發(fā)芯片的一端與主控器相連，另一端則與遠距離天線連接。[0008]上述方案所述語音播報模塊主要由音頻芯片、存儲器和揚聲器所組成，其中音頻 芯片與主控器相連，存儲器連接在音頻芯片上，音頻芯片的輸出連接揚聲器。上述方案所述揚聲器為耳機和/或外置喇叭，其中耳機直接與音頻芯片相連，外 置喇叭則通過功放與音頻芯片相連。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用了無源和有源兩種電子標簽，很好 的結(jié)合了兩種射頻識別技術(shù)的優(yōu)勢。無源電子標簽選用的非接觸IC卡為無源器件，系統(tǒng)中 可將多張IC卡放置于需導覽的位置，維護方便，性價比高；有源電子標簽采用低功耗的單 片機制作且按區(qū)域放置，延長的電池使用時間；整個系統(tǒng)從大到小的定位導覽方式更具智 能化，語音數(shù)據(jù)更新方面采用USB2. 0與電腦連接，更新系統(tǒng)中的語音數(shù)據(jù)及對系統(tǒng)進行充 電，具有語言模式切換功能可以滿足多國語言的播報；該系統(tǒng)可廣泛的運用于各旅游景點、 博物館及展覽廳等語音導覽系統(tǒng)中，具有很好的創(chuàng)新性和實用性有很好市場前景，已經(jīng)投 入生產(chǎn)使用。
圖1為本實用新型一種導覽器的原理框圖。圖2為本實用新型一種便攜式智能導覽系統(tǒng)的原理框圖。
具體實施方式
本實用新型一種便攜式智能導覽系統(tǒng)如圖1所示，其主要由隨身攜帶的導覽器和 固定在景點或講解點上的電子標簽所組成。所述電子標簽包括無源電子標簽和有源電子標 簽。上述導覽器則主要由電源管理模塊、按鍵、主控器、語音播報模塊、無源近距離電子標 簽識別模塊、以及有源遠距離電子標簽識別模塊構(gòu)成；上述電源管理模塊連接在主控器的 電源端上，控制按鍵與主控器的被控端連接，無源近距離電子標簽識別模塊和有源遠距離 電子標簽識別模塊分別連接在主控器的通信端口上，語音播報模塊則與主控器的控制端相 連。在本實用新型優(yōu)選實施例中，主控器采用STC89LEMRD+單片機構(gòu)成，該單片機采 用3. 3V供電，該單片機內(nèi)部包含16K Flash和16K E2PROM0控制器負責與各模塊電路工作， 實現(xiàn)智能導覽。本實用新型所述語音播報模塊主要由音頻芯片、存儲器和揚聲器所組成，其中音 頻芯片與主控器相連，存儲器連接在音頻芯片上，音頻芯片的輸出連接揚聲器。其中揚聲 器為耳機和/或外置喇叭，其中耳機直接與音頻芯片相連，外置喇叭則通過功放與音頻 芯片相連。在本實用新型優(yōu)選是實施例中，音頻芯片采用WT8601M02芯片，該芯片支持 8Kbps 320Kbps位速率MP3格式音頻播放，以及VBR可變位速率及CBR恒定位速率。采用 NAND-FLASH作為存儲中心，最大可支持2GB byte NAND-FLASH數(shù)據(jù)的傳送方式為USB2. 0。 WT8601M02支持四種控制模式分別是MP3控制模式、按鍵一對一控制模式、隨機播放模式、 MCU控制模式。設(shè)計中采用MCU控制模式，通信協(xié)議采用以標準DSA模式做為基礎(chǔ)修改，占 用系統(tǒng)資源少，對時間沒有嚴格要求。MCU控制模式通過DSA_DATA、DSA_ACK、DSA_STB三個 端口來控制WT8601M02工作。本實用新型所述無源近距離電子標簽識別模塊主要由射頻卡讀卡芯片和近距離天線構(gòu)成，該射頻卡讀卡芯片的一端與主控器相連，另一端則與近距離天線連接。與之相配 合的無源電子標簽為非接觸式IC卡。非接觸IC卡，又稱為射頻卡，射頻卡能夠存儲有關(guān)物 體的數(shù)據(jù)信息，在每一張射頻卡中保存著一個物體的屬性、狀態(tài)、編號等信息，射頻卡具有 智能讀寫和加密通信功能。在本實用新型優(yōu)選實施例中，射頻卡讀卡芯片采用FM1702SL芯 片，該芯片支持IS014443TYPE A通信協(xié)議，支持多種加密算法。內(nèi)部的發(fā)射器不需要增加 有源電路就可以驅(qū)動近距離天線(可達IOcm)，接收電路采用了正交解調(diào)方式來解調(diào)RX上 信號FM1702SL的TXl和TX2引腳輸出13. 56MHz調(diào)制的信號，經(jīng)過一級LC低通濾波器和電 容耦合后，通過13. 56MHz的LC并聯(lián)諧振，由天線將輸出信號最大限度的發(fā)射出去。TXl和 TX2輸出的是幅度相同、相位相反的信號，保證天線的中間位置電位為零。用戶卡發(fā)送的信 息通過天線接收，經(jīng)電容耦合后送至RX引腳，內(nèi)部解調(diào)并處理得到卡片內(nèi)的數(shù)據(jù)，VMID引 腳是為RX輸入信號提供一個偏置電壓。本實用新型所述有源遠距離電子標簽識別模塊主要由單片射頻收發(fā)芯片和遠距 離天線構(gòu)成，該單片射頻收發(fā)芯片的一端與主控器相連，另一端則與遠距離天線連接。在 本實用新型優(yōu)選實施例中，所述單片射頻收發(fā)芯片采用NRFMOl來實現(xiàn)射頻信號收發(fā)，它 是一款功能強大的單片射頻GFSK收發(fā)芯片，工作在2. 4-2. 5GHz ISM頻率，其通訊頻道可 多達125個，滿足多點通信和跳頻通信需要，工作速率為Ο-lMbps，外圍元件極少，內(nèi)置硬件 CRC(循環(huán)冗余校驗)和點對多點通信地址控制。NRFMOl的收發(fā)前端配置了功率放大器和 低噪聲放大器，還有頻率合成器以及GFSK濾波器。另外，nRFMOl還內(nèi)置解調(diào)器、時鐘恢復 數(shù)據(jù)限幅器、地址解碼器、CRC編碼解碼器，以及先入先出堆棧區(qū)。本實用新型的電源管理模塊包括對電池的充電和低功耗線性穩(wěn)壓器設(shè)計。為方 便充電，系統(tǒng)采用KB4540直接從USB端口取電，該芯片是高度集成度單提Li+蓄電池的充 電管理芯片，充電電壓為4. 2V，充電電流可以通過外部電阻進行調(diào)節(jié)。本實用新型的工作 電源包括兩種，分別是3. 3V和1. 8V，考慮到為手持設(shè)備，系統(tǒng)為降低設(shè)備的功耗做如下措 施第一、采用的STC89LEMRD+單片機為3. 3V供電；第二、采用低功耗低壓差線性穩(wěn)壓器 XC6401，直接穩(wěn)壓輸出3. 3V和1. 8V ；第三、由于讀寫器與非接觸IC卡之間無需實時通信， 控制器控制讀寫器間斷式的工作方式。這一點在該系統(tǒng)中至關(guān)重要，充分考慮到低功耗問 題，提升便攜式智能導覽系統(tǒng)的待機時間，經(jīng)測試采用500mAh的鋰電池供電系統(tǒng)持續(xù)作時 間可達8小時以上，當電池電壓低于2. 5V時，電池自動保護。本實用新型所設(shè)計的便攜式智能導覽系統(tǒng)是一個基于射頻識別技術(shù)的語音導 覽系統(tǒng)，系統(tǒng)共包含兩種射頻的電子標簽，工作頻段分別是在13. 56Mhz的無源近距離和 2. 45GHz的有源遠距離電子標簽。系統(tǒng)充分利用這兩種不同的電子標簽實現(xiàn)智能化的語音 導覽。導覽系統(tǒng)框圖如圖2所示，該系統(tǒng)由導覽器、無源電子標簽和有源電子標簽三大部分 組成。無源電子標簽被放置在不同的展廳或景區(qū)內(nèi)的某些固定位置，每個區(qū)域內(nèi)可放置多 個無源電子標簽；有源電子標簽放置在區(qū)域內(nèi)中間，且同一個區(qū)域內(nèi)放置一個有源電子標 簽。參觀游覽者手持導覽器進入?yún)^(qū)域1時，導覽器能夠自動讀取有源遠距離電子標簽數(shù)據(jù)， 從而實現(xiàn)對整個展廳或景區(qū)進行系統(tǒng)介紹并引導游覽者的參觀路線，在區(qū)域1內(nèi)游覽時， 游覽者需要獲取某些展品或景點詳細信息時，只需將導覽器靠近無源電子標簽，導覽器識 別到存儲在無源電子標簽內(nèi)的ID號并進行信息處理完成自動播報該點語音信息，進行詳 細的語音導覽。參觀者離開區(qū)域1進入?yún)^(qū)域2后其工作機制相同。
權(quán)利要求1.便攜式智能導覽系統(tǒng)，主要由隨身攜帶的導覽器和固定在景點或講解點上的電子標 簽所組成，其特征在于所述電子標簽包括無源電子標簽和有源電子標簽；其中導覽器則 主要由電源管理模塊、按鍵、主控器、語音播報模塊、無源近距離電子標簽識別模塊、以及有 源遠距離電子標簽識別模塊構(gòu)成；上述電源管理模塊連接在主控器的電源端上，控制按鍵 與主控器的被控端連接，無源近距離電子標簽識別模塊和有源遠距離電子標簽識別模塊分 別連接在主控器的通信端口上，語音播報模塊則與主控器的控制端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式智能導覽系統(tǒng)，其特征在于所述無源近距離電子標 簽識別模塊主要由射頻卡讀卡芯片和近距離天線構(gòu)成，該射頻卡讀卡芯片的一端與主控器 相連，另一端則與近距離天線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式智能導覽系統(tǒng)，其特征在于所述無源電子標簽 為非接觸式IC卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式智能導覽系統(tǒng)，其特征在于所述有源遠距離電子標 簽識別模塊主要由單片射頻收發(fā)芯片和遠距離天線構(gòu)成，該單片射頻收發(fā)芯片的一端與主 控器相連，另一端則與遠距離天線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式智能導覽系統(tǒng)，其特征在于所述語音播報模塊主要 由音頻芯片、存儲器和揚聲器所組成，其中音頻芯片與主控器相連，存儲器連接在音頻芯片 上，音頻芯片的輸出連接揚聲器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式智能導覽系統(tǒng)，其特征在于所述揚聲器為耳機和/ 或外置喇叭，其中耳機直接與音頻芯片相連，外置喇叭則通過功放與音頻芯片相連。
專利摘要本實用新型公開一種便攜式智能導覽系統(tǒng)，包括導覽器、無源電子標簽和有源電子標簽；其中導覽器則主要由電源管理模塊、按鍵、主控器、語音播報模塊、無源近距離電子標簽識別模塊、以及有源遠距離電子標簽識別模塊構(gòu)成；上述電源管理模塊連接在主控器的電源端上，控制按鍵與主控器的被控端連接，無源近距離電子標簽識別模塊和有源遠距離電子標簽識別模塊分別連接在主控器的通信端口上，語音播報模塊則與主控器的控制端相連。本實用新型采用了無源和有源兩種電子標簽，很好的結(jié)合了兩種射頻識別技術(shù)的優(yōu)勢，克服了目前單一無線有源發(fā)射器作為電子標簽的非存儲式導覽器存在的導覽盲區(qū)和獲取信息不全面的不足。
文檔編號G09F25/00GK201886731SQ20102061639
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月20日
發(fā)明者丘學勇, 劉濤, 楊藝敏, 趙中華 申請人:桂林電子科技大學信息科技學院