专利名称：便携式智能导览系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种导览器，具体涉及一种为旅游景点、博物馆及展览厅等进行 智能语音导览的便携式智能导览系统。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，外出参观游览已经成为人们不可或缺的休闲方式。与 此同时，人们不仅仅满足于走过、看过，更要对景点的历史渊源、人文背景等加以了解。虽然 配置导游是个不错的解决方法，但是传统的人工导览方式，游客/参观者只能被动跟随着 导游/讲解员，因而在某种程度上影响了游客/参观者的自主性；此外，若同一地点出现了 多批游客/参观者，则不同批次的游客/参观者之间容易出现相互干扰，游客/参观者很难 全面听清导游/讲解员讲解的内容。为了克服传统人工导览方式的这些不足，各种各样的 电子导览器则应运而生。市面上常见的电子导览器，分为存储式和非存储式导览器，所谓存 储式导览器就是将讲解内容存于导览器中，由游客/参观者选择内容来进行收听，这种存 储式导览器容易选错播放内容而出现景点与讲解内容不一致的不足；而非存储式导览器是 通过设置在景点/讲解点上的无线有源发射器来播放讲解内容，这种采用单一无线有源发 射器作为电子标签的非存储式导览器，为了避免不同景点之间的干扰而造成的识别误差， 每个景点/讲解点上设置无线有源发射器的频率覆盖一般都会小于该景点/讲解点的所有 范围，因此容易出现导览盲区；此外，若需要获取同一个景点/讲解点内的某些的更为细化 的景点和展品的详细信息时，则单一的无线有源发射器便难以获得更为全面和完善的讲解 fn息ο
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是目前单一无线有源发射器作为电子标签的非 存储式导览器存在的导览盲区和获取信息不全面的不足，提供一种便携式智能导览系统。为解决上述问题，本实用新型所设计的便携式智能导览系统，主要由随身携带的 导览器和固定在景点或讲解点上的电子标签所组成，所述电子标签包括无源电子标签和有 源电子标签；其中导览器则主要由电源管理模块、按键、主控器、语音播报模块、无源近距离 电子标签识别模块、以及有源远距离电子标签识别模块构成；上述电源管理模块连接在主 控器的电源端上，控制按键与主控器的被控端连接，无源近距离电子标签识别模块和有源 远距离电子标签识别模块分别连接在主控器的通信端口上，语音播报模块则与主控器的控 制端相连。上述方案所述无源近距离电子标签识别模块主要由射频卡读卡芯片和近距离天 线构成，该射频卡读卡芯片的一端与主控器相连，另一端则与近距离天线连接。上述方案所述无源电子标签为非接触式IC卡。上述方案所述有源远距离电子标签识别模块主要由单片射频收发芯片和远距离 天线构成，该单片射频收发芯片的一端与主控器相连，另一端则与远距离天线连接。[0008]上述方案所述语音播报模块主要由音频芯片、存储器和扬声器所组成，其中音频 芯片与主控器相连，存储器连接在音频芯片上，音频芯片的输出连接扬声器。上述方案所述扬声器为耳机和/或外置喇叭，其中耳机直接与音频芯片相连，外 置喇叭则通过功放与音频芯片相连。本实用新型与现有技术相比，本实用新型采用了无源和有源两种电子标签，很好 的结合了两种射频识别技术的优势。无源电子标签选用的非接触IC卡为无源器件，系统中 可将多张IC卡放置于需导览的位置，维护方便，性价比高；有源电子标签采用低功耗的单 片机制作且按区域放置，延长的电池使用时间；整个系统从大到小的定位导览方式更具智 能化，语音数据更新方面采用USB2. 0与电脑连接，更新系统中的语音数据及对系统进行充 电，具有语言模式切换功能可以满足多国语言的播报；该系统可广泛的运用于各旅游景点、 博物馆及展览厅等语音导览系统中，具有很好的创新性和实用性有很好市场前景，已经投 入生产使用。
图1为本实用新型一种导览器的原理框图。图2为本实用新型一种便携式智能导览系统的原理框图。
具体实施方式
本实用新型一种便携式智能导览系统如图1所示，其主要由随身携带的导览器和 固定在景点或讲解点上的电子标签所组成。所述电子标签包括无源电子标签和有源电子标 签。上述导览器则主要由电源管理模块、按键、主控器、语音播报模块、无源近距离电子标 签识别模块、以及有源远距离电子标签识别模块构成；上述电源管理模块连接在主控器的 电源端上，控制按键与主控器的被控端连接，无源近距离电子标签识别模块和有源远距离 电子标签识别模块分别连接在主控器的通信端口上，语音播报模块则与主控器的控制端相 连。在本实用新型优选实施例中，主控器采用STC89LEMRD+单片机构成，该单片机采 用3. 3V供电，该单片机内部包含16K Flash和16K E2PROM0控制器负责与各模块电路工作， 实现智能导览。本实用新型所述语音播报模块主要由音频芯片、存储器和扬声器所组成，其中音 频芯片与主控器相连，存储器连接在音频芯片上，音频芯片的输出连接扬声器。其中扬声 器为耳机和/或外置喇叭，其中耳机直接与音频芯片相连，外置喇叭则通过功放与音频 芯片相连。在本实用新型优选是实施例中，音频芯片采用WT8601M02芯片，该芯片支持 8Kbps 320Kbps位速率MP3格式音频播放，以及VBR可变位速率及CBR恒定位速率。采用 NAND-FLASH作为存储中心，最大可支持2GB byte NAND-FLASH数据的传送方式为USB2. 0。 WT8601M02支持四种控制模式分别是MP3控制模式、按键一对一控制模式、随机播放模式、 MCU控制模式。设计中采用MCU控制模式，通信协议采用以标准DSA模式做为基础修改，占 用系统资源少，对时间没有严格要求。MCU控制模式通过DSA_DATA、DSA_ACK、DSA_STB三个 端口来控制WT8601M02工作。本实用新型所述无源近距离电子标签识别模块主要由射频卡读卡芯片和近距离天线构成，该射频卡读卡芯片的一端与主控器相连，另一端则与近距离天线连接。与之相配 合的无源电子标签为非接触式IC卡。非接触IC卡，又称为射频卡，射频卡能够存储有关物 体的数据信息，在每一张射频卡中保存着一个物体的属性、状态、编号等信息，射频卡具有 智能读写和加密通信功能。在本实用新型优选实施例中，射频卡读卡芯片采用FM1702SL芯 片，该芯片支持IS014443TYPE A通信协议，支持多种加密算法。内部的发射器不需要增加 有源电路就可以驱动近距离天线(可达IOcm)，接收电路采用了正交解调方式来解调RX上 信号FM1702SL的TXl和TX2引脚输出13. 56MHz调制的信号，经过一级LC低通滤波器和电 容耦合后，通过13. 56MHz的LC并联谐振，由天线将输出信号最大限度的发射出去。TXl和 TX2输出的是幅度相同、相位相反的信号，保证天线的中间位置电位为零。用户卡发送的信 息通过天线接收，经电容耦合后送至RX引脚，内部解调并处理得到卡片内的数据，VMID引 脚是为RX输入信号提供一个偏置电压。本实用新型所述有源远距离电子标签识别模块主要由单片射频收发芯片和远距 离天线构成，该单片射频收发芯片的一端与主控器相连，另一端则与远距离天线连接。在 本实用新型优选实施例中，所述单片射频收发芯片采用NRFMOl来实现射频信号收发，它 是一款功能强大的单片射频GFSK收发芯片，工作在2. 4-2. 5GHz ISM频率，其通讯频道可 多达125个，满足多点通信和跳频通信需要，工作速率为Ο-lMbps，外围元件极少，内置硬件 CRC(循环冗余校验)和点对多点通信地址控制。NRFMOl的收发前端配置了功率放大器和 低噪声放大器，还有频率合成器以及GFSK滤波器。另外，nRFMOl还内置解调器、时钟恢复 数据限幅器、地址解码器、CRC编码解码器，以及先入先出堆栈区。本实用新型的电源管理模块包括对电池的充电和低功耗线性稳压器设计。为方 便充电，系统采用KB4540直接从USB端口取电，该芯片是高度集成度单提Li+蓄电池的充 电管理芯片，充电电压为4. 2V，充电电流可以通过外部电阻进行调节。本实用新型的工作 电源包括两种，分别是3. 3V和1. 8V，考虑到为手持设备，系统为降低设备的功耗做如下措 施第一、采用的STC89LEMRD+单片机为3. 3V供电；第二、采用低功耗低压差线性稳压器 XC6401，直接稳压输出3. 3V和1. 8V ；第三、由于读写器与非接触IC卡之间无需实时通信， 控制器控制读写器间断式的工作方式。这一点在该系统中至关重要，充分考虑到低功耗问 题，提升便携式智能导览系统的待机时间，经测试采用500mAh的锂电池供电系统持续作时 间可达8小时以上，当电池电压低于2. 5V时，电池自动保护。本实用新型所设计的便携式智能导览系统是一个基于射频识别技术的语音导 览系统，系统共包含两种射频的电子标签，工作频段分别是在13. 56Mhz的无源近距离和 2. 45GHz的有源远距离电子标签。系统充分利用这两种不同的电子标签实现智能化的语音 导览。导览系统框图如图2所示，该系统由导览器、无源电子标签和有源电子标签三大部分 组成。无源电子标签被放置在不同的展厅或景区内的某些固定位置，每个区域内可放置多 个无源电子标签；有源电子标签放置在区域内中间，且同一个区域内放置一个有源电子标 签。参观游览者手持导览器进入区域1时，导览器能够自动读取有源远距离电子标签数据， 从而实现对整个展厅或景区进行系统介绍并引导游览者的参观路线，在区域1内游览时， 游览者需要获取某些展品或景点详细信息时，只需将导览器靠近无源电子标签，导览器识 别到存储在无源电子标签内的ID号并进行信息处理完成自动播报该点语音信息，进行详 细的语音导览。参观者离开区域1进入区域2后其工作机制相同。
权利要求1.便携式智能导览系统，主要由随身携带的导览器和固定在景点或讲解点上的电子标 签所组成，其特征在于所述电子标签包括无源电子标签和有源电子标签；其中导览器则 主要由电源管理模块、按键、主控器、语音播报模块、无源近距离电子标签识别模块、以及有 源远距离电子标签识别模块构成；上述电源管理模块连接在主控器的电源端上，控制按键 与主控器的被控端连接，无源近距离电子标签识别模块和有源远距离电子标签识别模块分 别连接在主控器的通信端口上，语音播报模块则与主控器的控制端相连。
2.根据权利要求1所述的便携式智能导览系统，其特征在于所述无源近距离电子标 签识别模块主要由射频卡读卡芯片和近距离天线构成，该射频卡读卡芯片的一端与主控器 相连，另一端则与近距离天线连接。
3.根据权利要求1或2所述的便携式智能导览系统，其特征在于所述无源电子标签 为非接触式IC卡。
4.根据权利要求1所述的便携式智能导览系统，其特征在于所述有源远距离电子标 签识别模块主要由单片射频收发芯片和远距离天线构成，该单片射频收发芯片的一端与主 控器相连，另一端则与远距离天线连接。
5.根据权利要求1所述的便携式智能导览系统，其特征在于所述语音播报模块主要 由音频芯片、存储器和扬声器所组成，其中音频芯片与主控器相连，存储器连接在音频芯片 上，音频芯片的输出连接扬声器。
6.根据权利要求5所述的便携式智能导览系统，其特征在于所述扬声器为耳机和/ 或外置喇叭，其中耳机直接与音频芯片相连，外置喇叭则通过功放与音频芯片相连。
专利摘要本实用新型公开一种便携式智能导览系统，包括导览器、无源电子标签和有源电子标签；其中导览器则主要由电源管理模块、按键、主控器、语音播报模块、无源近距离电子标签识别模块、以及有源远距离电子标签识别模块构成；上述电源管理模块连接在主控器的电源端上，控制按键与主控器的被控端连接，无源近距离电子标签识别模块和有源远距离电子标签识别模块分别连接在主控器的通信端口上，语音播报模块则与主控器的控制端相连。本实用新型采用了无源和有源两种电子标签，很好的结合了两种射频识别技术的优势，克服了目前单一无线有源发射器作为电子标签的非存储式导览器存在的导览盲区和获取信息不全面的不足。
文档编号G09F25/00GK201886731SQ20102061639
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月20日 优先权日2010年11月20日
发明者丘学勇, 刘涛, 杨艺敏, 赵中华 申请人:桂林电子科技大学信息科技学院