基于单片机的电子导游机设计

摘要：本设计以51系列单片机STC89C52为控制核心，结合无线通信技术、传感器技术及语音处理技术，开发了一套适用于旅游景区、大型展馆使用的电子导游设备。实践证明，该设备具有便于携带、功能丰富、操作简单等优点，具有一定的推广应用价值。

关键词：单片机；电子导游；自助导游

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）05-0205-02

0 引言

随着经济的发展，人们生活水平的不断提高，外出旅游逐渐成为时尚。然而随着旅游业的发展，导游数量不足、服务质量参差不齐的问题日趋严重。电子导游机应运而生，它不仅在功能上能够完全取代传统人工导游，而且电子导游机与人工导游相比，还能避免由于导游个人因素带来的服务质量的不稳定性，同时能够为游客提供更加全面客观的服务，在技术上推动了自助游的发展。

1 电子导游的基本结构

传统的电子导游机是以GPS为基础技术进行开发的，不仅在成本上比较昂贵，而且在景区实时定位方面也略显不足。基于传统电子导游机的缺点，我们决定不使用GPS技术为基础技术，而是开发一款可以实现景点与电子导游机实时通信的自主导游系统。

2 系统工作原理

电子导游机分为信标端和导游机两个部分。信标端是一个安装在景点景区的通信发射装置，当游客经过此处并触发信标端，信标端就会自动发射对应的地理语音地址。导游机由游客佩戴，接收来自信标端发射的地理语音坐标，当游客按下导游机上的“PLAY”按键时，导游机就会播放与当下地理坐标对应的语音介绍，同时导游机有耳机音频输出。游客在无形中已经将自我定位完成，大大减少了设计导游机的前期成本，而且在导游服务方面的体验一点也不逊色于人工导游，该套设备性价比较高。

3 系统设计基本思路

首先利用红外传感器检测游客是否经过，通过单片机将传感器传输回来的信号进行处理，与内部的地理坐标进行对应，然后利用2.4GHz无线通讯技术将相应的地理坐标发送到游客端。游客端接收来自信标端的地理语音信号，由单片机控制游客端内部的语音芯片播放相应的地理语音，然后经耳机将音频输出供游客收听。如图1所示为系统的设计框图。

4 芯片的选型

导游机两部分的主控芯片采用STC89C52单片机，主要考虑到设计成本以及功能的实现。STC89C52单片机集成了时钟输出和向上或向下计数器等多种功能，基于以上的强大功能，它完全能够实现导游机所需的硬件支持。同时，在设计应用中STC89C52单片机有很多显著的优势，它不需要代码烧写器，只需借助PC机的串口输出和极为简单的下载电路，便可将程序通过串行方式写入单片机。并且下载电路可设计在系统中，可以随时修改单片机的软件而不对硬件做任何改变。

语音芯片采用WT588D多语种语音芯片，它能够与主控芯片实现一线串口通信，由单片机来控制语音芯片播放特定的语音，同时通过外接按键来实现音量的调节以及暂停功能，使游客完全实现自助游，并且人性化的暂停功能使游客在旅行时即使遇到一些突发状况也不会错过景点的讲解。

本设计采用NRF24L01无线收发模块作为无线通讯装置，NRF24L01是一款工作在2.4GHZ～2.5GHZ世界通用的ISM频段的单片无线收发器芯片，该装置输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置，几乎可以连接到各种单片机芯片，并完成无线数据收发工作。它采用FSK调制，内部集成NORDIC自己的Enhanced Short Burst协议，可以实现点对点或是1对6的无线通信。无线通信速度可以达到2M（bps）。同时它还具有极低的电流消耗，和无线网络容易架构的优点。

5 具体实施方案

根据以上设计方案，可完全实现电子导游机的基本控制功能。为了使导游机便于携带，考虑之后决定使用贴片型封装的单片机，这样可以大大缩小导游机的尺寸，使得游客佩戴导游机时更加美观方便。同时设计与无线收发模块连接的电路，在布局上力求尺寸达到最小，然后将语音芯片与该电路结合，就构成了完整的游客端系统电路。对于信标端，只需将红外传感器加入到上述电路即可。

对于软件部分，在实际应用中，将需要放置信标端的地方进行数字标号，然后通过语音芯片的上位机软件将每一个信标与语音芯片的语音地址一一对应，并将生成的语音文件通过USB下载到语音芯片。而对于主控芯片的程序设计，只需将无线接收到的地理坐标进行判断，同时通过按键的状态来判断游客是否有收听的需要，根据以上两个条件来决定是否放音，这样对于游客来说不仅减少了噪声，而且在路途中对于景点的欣赏有了更大的选择性。

电子导游机由导游机和信标端两部分构成。导游机是供游客佩戴和使用，实现导游功能的主体，而信标端是放置在景区各个景点的触发装置，游客触发相应的信标端，信标端就会发送相应的语音地址到游客端，只要游客按下“PLAY”按键就可以听到相应景点的语音介绍。同时游客还可以通过音量键来设置当前音量，在机器出现临时故障时通过“REST”键对设备进行恢复出厂设置。

6 使用范围及推广前景

本产品适用于大型的展馆和旅游景点。同时在投入景点以后，导游机将以租赁的方式发放给游客使用，虽然对于景区来说需要一定的前期投入，但是就长远的利益来说，电子导游机的使用将使游客和景区达到双赢的局面。

参考文献：

[1]安文魁，王昌明.智能电子导游系统中游客管理的方案与实现[J].电子科技，2005（10）.

[2]刘洋.基于掌上设备的自主导游器的设计与实现[D].华东师范大学，2006.

[3]郭磊.电子导游系统设计及实现[D].山东大学，2012.