EEPW论坛

作者：青岛大学 朱明仁 于丽明 康立帅
指导教师：山炳强

　　作品简介

　　旅游业是一个综合性很强的信息依赖产业，信息的获取、加工、传播和利用对旅游业的发展具有举足轻重的作用。旅游业的发展依靠的是旅游信息的传播和流通，特别是景点的历史文化，最佳旅游路线等等。特别近年来，旅游业高速发展，无论国内旅游还是入境旅游，游客数量急剧增加。传统的旅游信息获取方式，如旅行社、广播、电视、报纸、杂志刊籍已经远远不能满足人们的需要，新的信息获取方式，如网络和电子系统以其高效、便捷、信息量大等优势越来越受到人们的青睐。所以近年来关于面向游客的自助电子导游系统日益获得了人们的关注，因此针对国内研究现状和市场的强烈需求，我们对智能电子导游系统做出了设计和研究。
　　针对游客对自助智能导游系统的需求，要求能够对地点进行定位，到地点自动进行提醒，自动对地点进行讲解，而且可以对下一步路线进行指导。
　　我们设计的电子导游系统在之前存储好景点的语音资料，对各个景点的语音资料进行分段存储，选择红外无线系统自动收发信号，来确定游客的具体位置，通过单片机对接收信号进行处理，利用具有人机交互功能的播放器，在具体的景点区域内，控制播放相对应的语音片段，同时实现屏幕自动播放文字讲解功能。如果游客需要还可以选择自动重播功能，重新收听景点旅游讲解内容。

　　平台选型说明

　　我们选择STC单片机型号为IAP15F2K61S2，该单片是增强型8051CPU，1T，单时钟、机器周期,度比普通8051快8-12倍。内部高精度R/C时钟，内部时钟从5M--35MHz可选，相当于普通时钟的60M--420MHz。具有高速异步串行接口SPI。8通10位高速ADC速度可达30万次/秒 ,3路P W M还可当3路D/A使用。3通道捕获/比较单元CCP/PWM/PCA。共同时具有38个IO管脚，各种接口扩展齐全价格低廉，完全能够满足我们的作品要求。

　　设计说明

　　我们设计的电子导游系统总共包含三大模块，其中包括信号发射、信号接收和语音播放功能。其中信号接收模块我们利用51板上自带的红外接收头自动检测空中信号，单片机根据信号来选择播放的内容，然后通过MP3模块经过功率放大电路把语音播放出来。
　　在设计系统中，红外发射模块被分布在景区的各个景点中，他们工作在不同的频率波段上，智能电子导游系统采用51单片机IAP15F2K61S2单片机作为系统的控制处理单元，通过红外无线接收模块不断接收外界的无线红外信号，由单片机对接收的信号进行处理，获取该信号的频率判断key值，从而进入相对应的语音播放子函数，进行播放该景点的语音内容。　　

　　1.红外发送模块
　　红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波;它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。
　　发射机由指令键、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。当按下指令键或推动操作杆时，指令编码电路产生所需的指令编码信号，指令编码信号对载体进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定指令编码信号。这里我们每个红外发射电路我们只发射一个编码信号，所以无需多个指令键。这里我们采用555定时器接成的多谐振荡器，产生占空比可调的方波电路。如图所示：　　

　　我们采用两个555定时器制成的多谐振荡器同时生成38kHz的调制信号和我们所需要的固定频率的信号。如图所示，由于接入两个二极管D1、D2，电容充电电流和放电电流流经不同的路径，充电电流流经R1，放电电流流经R2。
　　因此电容C的充电时间T1=R1Cln2,而放电时间T2=R2Cln2,占空比q=R1/(R1+R2),震荡周期变为T=T1+T2=(R1+R2)Cln2,改变电阻值的大小从而可以改变震荡频率。然后将两个波调制和在一起，利用74HC08将信号调制，用三级管放大功率，将信号发送出去。　　

　　2.红外接收模块
　　红外接收模块我们利用51板上自带的模块进行信号接收。接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来，并进行放大后送解调电路，解调电路将已调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号。指令译码器将编码指令信号进行译码，最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制(机构)。　　

　　3.MP3语音模块
　　采用语音芯片APQ041861集成MP3模块。
　　(1)可以读取U盘内的MP3歌曲，插入U盘或SD卡通电就能自动播放;
　　(2)支持按键控制，默认按键功能：播放停止，下一曲，上一曲，音量+-;
　　(3)只要加+5V直流电源就能工作，外接十分简单;
　　(4)2CH音频输出(音频输出，不带功放);
　　由于集成MP3模块自身不携带功放模块，我们自制功率放大模块，采用推挽功率放大电路，前级加10V的偏置电压，经过推挽输出电路消除交越失真，后级功率放大电路，其输出功率为Pom=(VCC-Uces)^2/(2RL);
　　设计图纸如下：　　

　　4.单片机程序设计　　

　　作品特色

　　1.先进性
　　该作品可以智能识别地点，智能播放该地的风土人情及人文介绍。自动识别采用红外编码的方式，自制红外发射器并进行调频编码实现该种功能。
　　智能播放的功能由单片机与红外传感器进行通信进而控制MP3模块的播放进度。

　　2.实用性
　　十月黄金周，环顾每个旅游景点都是人山人海，越来越多的人选择自驾游(尤其对中小型车辆取消了高速通行费)。可见，当今旅游者追求的是自由自主式游览。而且游客更多的是想要了解历史文化、而不只是风景但并不是每个人都能请到导游，况且也无法做到导游与游客一对一，导游自身也存在知识不全面等问题。智能导游的出现将改观这一现状。
　　本设计的灵感来源于故宫的参观系统，然而它造价较昂贵且不对外销售，而日常生活中本设计确有较高的实用性，不论是公司、学校参观，开车自驾游还是旅游景点的观赏，本设计都能大大降低成本，且实用方便。因此有较大市场。限于制作者水平，还可以将其做成手机的一款软件配合GPS导航系统。

　　3.创新性
　　本设计创新性在于想到通过电子产品来替代人工工作，从一定意义上解放了生产力。我们利用简单的红外无线传输系统线路简单，抗干扰性强，在一定传输距离范围内能够准确定位我们所在的位置。

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2727