基于智能手机平台的智慧导游系统的制作方法
【专利摘要】本发明属无线导游【技术领域】，特别提出一种基于智能手机平台的智慧导游系统，包括智能手机、智能手机控制软件、外接ZigBee模块和景点信息无线发射器；智能手机控制软件包括外接ZigBee驱动模块、卫星定位控制模块、语音控制模块和网络基本操作模块；外接ZigBee模块用于网内数据收发及自动网络的组建和维护；景点信息无线发射器使用射频卡定期发送景点位置信息。本发明较好地兼容团体游览和自助游览等多种导游模式，并充分利用人们随身携带智能手机的计算能力，有效减小系统集成程度，降低开发部署成本，提高系统易用性。
【专利说明】基于智能手机平台的智慧导游系统
【技术领域】
[0001]本发明属于无线导游【技术领域】，特别提出了一种基于ZigBee无线传感器网络和GPS无线定位技术结合智能手机平台的智慧导游系统。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高，假期外出旅游观光成了越来越多人的选择，旅游业的蓬勃发展为导游行业带来了巨大的商机。无线导游系统作为导游行业的一个分支也随着无线技术的发展呈爆炸式发展，市场上已经有许多成熟的无线导游系统和配套装置。
[0003]现有的无线导游系统使用的技术主要包括GPS卫星定位，无线通信基站技术、和兼容IEEE802.15.4标准无线通信技术(含ZigBee技术)，以这些技术为基础结合专用控制方法和装置来实现。专利[CN202737920U]提出了一种基于卫星定位的旅游服务系统，使用卫星定位、商业移动运营商无线数据服务和远程监控平台三位一体共同搭建，功能完善平台集成度高，但严重依赖第三方数据交换质量和远程监控平台事务处理能力，系统开发和部署成本大，且使用情形局限于室外景点和自助游览；专利[CN201957012U]则提出了一种通过搭建专用的无线通讯基站，配合服务器、专用导游设备和游客从机实现的智能无线导游系统，功能全面，但由于需要建设专用基站，开发部署成本大，一旦基站失效整个系统将面临瘫痪，适用于团体游览；专利[CN101572720A]和专利[CN101572721A]共同提出了一种基于无线传感器网络的无线自助导游系统及配套的控制方法，使用兼容IEEE802.15.4标准的无线通信协议。系统需要大量使用信标，大量的底层信标功能修改和扩展实现难度较大，仅适用于自助游览。专利[CN202276465U]提出了一种基于ZigBee无线技术的无线导游系统，景区内所有设备使用ZigBee协议组网，游客持有终端节点，景点布置路由器节点，月艮务器连接协调器节点。协调器需要完成网络维护和数据网关功能，当景区节点数量众多时，协调器将成为整个网络的流量和性能瓶颈，因此方法只适用于基于小范围的室外景区或室内景点的自助游览情形。
[0004]通过对现有的系统技术的比较可以看出，使用卫星定位的系统仅仅适用于室外景点，无法兼顾室内景点，而使用Zigbee等无线低成本技术的系统只适合于室外小范围或室内导游，使用无线基站等大功率的无线通信技术的系统部署成本较高。同时，现有的系统对于景点、导游和游客三者的结合关系处理欠妥，无法同时兼顾自助游览和团体游览两种使用情形。随着移动通信技术的发展，智能手机已经成为一种普及化的个人电子产品，而GPS定位也已成为智能手机的标配，因此，如何以智能手机平台为基础，提供一种适合自助游览和团体游览多种导游模式，并兼顾室内外景点定位需求的无线智慧导游系统是导游行业亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明针对无线导游系统中存在的:使用卫星定位的系统仅仅适用于室外景点，无法兼顾室内景点，而使用Zigbee等无线低成本技术的系统只适合于室外小范围或室内导游，使用无线基站等大功率的无线通信技术的系统部署成本较高。同时，现有的系统对于景点、导游和游客三者的结合关系处理欠妥，无法同时兼顾自助游览和团体游览两种使用情形等缺点，提出了一种基于智能手机平台的智慧导游系统，其充分利用GPS和Zigbee技术来实现室内外景点定位需求，同时能够较好地兼容团体游览和自助游览等多种导游模式，并充分利用人们随身携带智能手机的计算能力，有效减小系统集成程度，降低开发部署成本，提高系统易用性。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明提出了一种基于智能手机平台的智慧导游系统，包括智能手机、智能手机控制软件、外接ZigBee模块和景点信息无线发射器；其中智能手机完成数据处理和数据显示；智能手机控制软件包括外接ZigBee驱动模块、卫星定位控制模块、语音控制模块和网络基本操作模块，其中外接ZigBee驱动模块用于驱动硬件模块的工作，完成智能手机与外接ZigBee模块之间的数据交换；卫星定位模块用于智能手机的定位；语音控制模块，用于控制本地语音文件的播放，压缩及解压实时解说数据；网络基本操作模块允许游客或导游手动操作ZigBee模块,实现加入网络,离开网络操作；外接ZigBee模块用于网内数据收发及自动网络的组建和维护，包括ZigBee无线网络模块、无线数据收发模块、旅游模式切换模块和无线射频信号解析模块；所述的ZigBee无线网络模块用于ZigBee无线通信；所述无线数据收发模块完成外接ZigBee模块与智能手机之间的数据交换；所述旅游模式切换模块用于工作模式的选择；所述无线射频信号解析模块接收景点信息无线发射器定期发送的位置信息；景点信息无线发射器安装在各个景点，使用射频卡定期发送景点位置信息，景点位置信息统一使用经纬度表示。
[0007]进一步地，上述智能手机控制软件还包括短信控制模块，所述短信控制模块用于紧急情况下给游客或者导游发送短信信息，信息包括当前位置，集合地点、注意事项等内容。
[0008]进一步地，上述智能手机控制软件还包括附加功能模块，包括录音功能、实时天气数据显示、同步显示当前景点文字图片信息、照片管理、游览管理。
[0009]作为本发明的优选方案，智能手机为使用Android OS的安卓手机和使用IOS的苹果手机，当智能手机为安卓手机时，智能手机与外接ZigBee模块通过micro-USB连接；当智能手机为苹果手机时，智能手机与外接ZigBee模块通过转接器连接，转换器包括Dock-microUSB 和 Lighting-microUSB 两种转接规格。
[0010]作为本发明的优选方案，上述ZigBee无线网络模块可使用CC253x/CC243x主控芯片，配合外部存储Flash，射频放大器CC2591和内置天线设计，实现ZigBee无线通信。
[0011]进一步地，上述旅游模式切换模块中的工作模式包括自助游览模式和团体游览模式；其中团体游览模式包括团体游览导游模式和团体游览游客模式。
[0012]本发明的有益效果包括以下几点:
[0013](I)ZigBee网络存在于各个旅游团体内部，不会出现由于网络过大导致协调器成为网络流量和性能瓶颈的现象，利于部署。
[0014](2)外接ZigBee模块自动组网无需用户干涉。智能手机与外接ZigBee模块相互分离互不影响分工明确，智能手机主导数据处理，外接模块实现网络维护，数据交换，易用性和扩展性良好。
[0015](3)外接ZigBee模块设计开发成本低廉，一套相同硬件架构的设备能够工作在不同的模式下，在不需要单独设计PDA的情况下，使用智能手机扩展，满足团体游览与自助游览的不同需求。
[0016](4)设备与景点之间使用无线射频信息连接，实现简单，并合理地将游客、导游和景点之间相互联系起来。
[0017](5)室内外景点位置信息统一使用经纬度坐标，兼顾室内外景点定位需要求。
[0018](6)使用低功耗的ZigBee协议实现团体内部通信，相比使用智能手机的WIFI功能组网所需的功耗更低。游客装置工作在终端设备模式，外接ZigBee模块会自动进行休眠，进一步压缩功耗，提升系统续航能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的装置结构示意图。
[0020]图2为本发明的智能手机控制软件结构图。
[0021]图3为本发明优选实施例的智能手机控制软件结构图。
[0022]图4为外接ZigBee模块结构图。
[0023]图5为自助游览部署示意图。
[0024]图6为团体游览部署示意图。
[0025]图7为自助游览控制流程图。
[0026]图8为团体游览控制流程图(导游)。
[0027]图9为团体游览控制流程图(游客)。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0029]如图-1所示，导游设备和游客设备所使用的硬件装置相同，整个装置硬件由两部分组成，包括智能手机和外接ZigBee模块，其中，智能手机由导游和游客自己配备，外接ZigBee模块从景区管理中心领取。智能手机中配套的应用软件整体构成如图2所示，包括外接ZigBee驱动模块，卫星定位控制模块，语音控制模块和网络基本控制模块。图3为本发明的优选实施例，智能手机控制软件还包括短信控制模块，用于紧急情况下给游客或者导游发送短信信息，信息包括当前位置，集合地点、注意事项等内容。作为本发明的另一个优选实施例，本发明中的智能手机控制软件还包括附加功能模块，包括录音功能、实时天气数据显示、同步显示当前景点文字图片信息、照片管理、游览管理，其中照片管理包括照片拍摄保存、照片位置信息绑定以及照片在线分享等功能。游览管理模块用于已游览景点管理。
[0030]图4所示为外接ZigBee模块的结构图，包括ZigBee无线网络模块，无线数据收发模块，旅游模式切换模块和无线射频解析模块。实际应用中卫星定位模块由智能手机提供，ZigBee无线网络模块可使用CC253x/CC243x主控芯片，配合外部存储Flash，射频放大器CC2591和内置天线设计，实现ZigBee无线通信。无线数据收发模块完成外接ZigBee模块与智能手机之间的数据交换；旅游模式切换模块用于工作模式的选择；所述无线射频信号解析模块接收景点信息无线发射器定期发送的位置信息；作为本发明的优选方案，智能手机为使用AndroidOS的安卓手机和使用IOS的苹果手机，当智能手机为安卓手机时，智能手机与外接ZigBee模块通过micro-USB连接；当智能手机为苹果手机时,智能手机与外接ZigBee模块通过转接器连接,转换器包括Dock-microUSB和Lighting-microUSB两种转接规格。
[0031]图5描述了本发明在自助游览模式下在景区中的一个部署实例，实例中共有4个景点，每个景点均部署有景点信息无线发射器；实例仅有I名游客。
[0032]图6描述了本发明在团体游览模式下在景区中的一个部署实例，实例中共有4个景点，每个景点部均部署有景点信息无线发射器；实例中有一个旅游团体，团体包含导游I名，游客5名。
[0033]在图5所示的自助游览部署实例中，本发明中提供的自助游览控制方法的具体工作流程如图7所示，结合实例自助游览的具体实施流程如下:
[0034](I).游客连接外接ZigBee模块至智能手机，选择自助游览模式，切换模块工作在游客模式，应用软件加载离线数据，包括语音解说文件和相关文字图片信息，打开手机卫星定位，向外接ZigBee模块写入参数。
[0035](2).外接ZigBee模块接收参数，开启无线射频模块和无线数据收发模块。装置初始化成功，应用软件设置定期执行的辅助功能服务，服务执行步骤8，设备进入游览状态，执行3。
[0036](3).在游览状态中，设置定时器。判断当前若收到景点位置信息，如果收到执行4。否则执行5。
[0037](4).清除定时器信息，根据景点位置信息进入解说状态，查找并播放语音文件，同步显示文字图片信息。执行9。
[0038](5).定时器是否超时，如果超时则执行6，否则执行3。
[0039](6).获取卫星定位信息，计算最近景点位置，如果存在景点位置且为自动模式则执行4。否则执行7。
[0040](7).向游客发送位置提示信息，进入游览状态执行3。
[0041](8).定期检测拍照行为，在线分享等辅助功能需求，执行完毕后进入游览状态执行3。
[0042](9).判断是否游览所有景点，如果是结束控制，否则执行3。
[0043]在图6所示的团体游览部署实例中，本发明中提供的团体游览控制方法的导游设备具体工作流程如图8所示，结合实例团体游览导游设备的具体实施流程如下:
[0044](I).配置参数，初始化装置。切换装置模式为导游模式，设置应用软件工作在团体游览的导游模式，选取控制方式和解说方式，设置导游基本信息和团体信息，加载离线数据包，生成随机的网络识别码，通过Micro-USB接口写入外接ZigBee模块。执行2。
[0045](2).外接ZigBee模块接收参数后，使用网络识别码建立网络，打开模块的无线射频解析模块，等待游客设置加入网络。在所有游客加入网络后，设置定期执行的网络维护服务，维护服务执行步骤8，完成服务设置后顺序执行3。
[0046](3).导游装置进入游览状态，开启定时器。检测是否收到景点信息无线发射器广播的位置信息。如果收到信息执行4，否则执行6。
[0047](4).导游装置清空定时器，装置进入解说控制状态，根据解说设置发送解说控制包，如果为语音文件解说则广播语音文件解说控制数据包给网内游客装置，数据包中包含景点位置信息，完成后执行5 ;如果为实时语音解说则广播实时语音控制数据包，完成后开始广播实时解说语音数据，完成后执行5.[0048](5).判断是否游览所有景点，如果是结束本控制过程，否则导游装置重新进入游览状态。
[0049](6).检测定时期是否超时，如果超时执行7。否则执行3。
[0050](7).导游装置清空定时器，进入应急状态，应用软件调用智能手机卫星定位模块获取位置信息，计算最近景点位置，判断当前控制方式是否为自动模式，如果是执行4，否则向导游发送提醒信息后执行3。
[0051](8).导游装置进入网络维护状态。首先，导游装置检测网内所有游客装置到本装置的信号强度，如果信号过弱则发送距离提醒数据包。然后，导游装置检测当前范围是否有丢失游客装置，如果有发送网络加入数据包。最后，导游装置检测网内装置数量，如果数量不足，标识对应的装置为丢失游客装置，向丢失装置发送包含当前团体所在位置的短信，或者提示导游拔打电话。完成所有操作后，执行3。
[0052]在图6所示的团体游览部署实例中，本发明中提供的团体游览控制方法的游客设备具体工作流程如图9所示，结合实例团体游览游客设备的具体实施流程如下:
[0053](I).配置参数，初始化装置。切换装置模式为游客模式，设置应用软件工作在团体游览的游客模式，设置游客基本信息，加载离线数据包，获取远程天气等额外信息，选取团体ZigBee网络识别码，向外接ZigBee模块写入参数，执行2。
[0054](2).外接ZigBee模块接收参数，根据网络识别码加入ZigBee网络，关闭无线射频解析模块，向导游装置发送游客信息，等待导游装置回复导游信息数据包，设置辅助功能后台执行服务，服务定期自动执行8，完成服务设置后执行3。
[0055](3).游客装置进入游览状态，设置定时器，当收到导游装置发送的数据包时，执行4，否则执行3。
[0056](4).判断数据包是否为解说控制包，如果是执行5，否则执行7。
[0057](5).向导游装置回复确认，更新游览记录，进入解说状态，在此状态根据数据包类型执行语音文件解说和实时语音解说控制。当实施实时解说时，游客亦可以选择不接收语音而由位置信息自行选取离线语音文件执行解说。完成之后，装置重新进入游览状态，执行6。
[0058](6).判断是否完成所有景点游览，如果是结束控制过程，否则执行3。
[0059](7).导游装置进入网络维护状态。装置首先检测数据包是否为距离提醒数据包，如果是回复确认并向游客发送提示，提醒跟上团队。然后检测是否为网络加入数据包，如果是则加入网络并回复确认信息。最后检测是否为游览结束数据包，如果是执行6，否则执行3。
[0060](8).游客装置进入辅助功能状态，检测游客是否有拍照行为，如果有填充景点位置信息到照片中；检测游客是否有分享行为，如果有自动填充信息推送到网络；检测游客是否需要回顾历史游览信息，如果是提供历史信息显示在地图中。最后根据设置远程更新天气等额外信息，执行3。
[0061]根据自助游览和团体游览部署实例和控制过程可以看出，本发明装置成本低廉，充分利用时下普及的智能手机硬件计算能力和软件扩展能力，轻便小巧的外接ZigBee模块中集成无线射频模块接收定位信息，网络组建维护无需人为干涉，可用性好并有效地解决了网络过大导致的流量和性能瓶颈问题。通过配套的控制方式有效地将景点，游客，导游三者集成在智慧导游系统中，兼顾室内外定位需求。能够达到低成本、集成度合理、功耗低和易用性好的预期目标。
【权利要求】
1.一种基于智能手机平台的智慧导游系统，其特征在于，包括智能手机、智能手机控制软件、外接ZigBee模块和景点信息无线发射器； 所述智能手机完成数据处理和数据显示； 所述智能手机控制软件包括外接ZigBee驱动模块、卫星定位控制模块、语音控制模块和网络基本操作模块；所述外接ZigBee驱动模块用于驱动硬件模块的工作，完成智能手机与外接ZigBee模块之间的数据交换；所述卫星定位模块用于智能手机的定位；所述语音控制模块，用于控制本地语音文件的播放，压缩及解压实时解说数据；所述网络基本操作模块允许游客或导游手动操作ZigBee模块,实现加入网络,离开网络操作； 所述外接ZigBee模块用于网内数据收发及自动网络的组建和维护，包括ZigBee无线网络模块、无线数据收发模块、旅游模式切换模块和无线射频信号解析模块；所述的ZigBee无线网络模块用于ZigBee无线通信；所述无线数据收发模块完成外接ZigBee模块与智能手机之间的数据交换；所述旅游模式切换模块用于工作模式的选择；所述无线射频信号解析模块接收景点信息无线发射器定期发送的位置信息； 所述景点信息无线发射器安装在各个景点，使用射频卡定期发送景点位置信息，景点位置信息统一使用经纬度表示。
2.如权利要求1所述的基于智能手机平台的智慧导游系统，其特征在于，所述智能手机控制软件还包括短信控制模块，所述短信控制模块用于紧急情况下给游客或者导游发送短信信息，信息包括当前位置，集合地点、注意事项等内容。
3.如权利要求1所述的基于智能手机平台的智慧导游系统，其特征在于，所述智能手机控制软件还包括附加功能模块，所述附加功能模块包括录音功能、实时天气数据显示、同步显示当前景点文字图片信息、照片管理、游览管理。
4.如权利要求1所述的基于智能手机平台的智慧导游系统，其特征在于，所述智能手机为使用AndroidOS的安卓手机和使用IOS的苹果手机，当智能手机为安卓手机时，智能手机与外接ZigBee模块通过micro-USB连接；当智能手机为苹果手机时,智能手机与外接ZigBee模块通过转接器连接,所述转换器包括DocknicroUSB和Lighting-microUSB两种转接规格。
5.如权利要求1所述的基于智能手机平台的智慧导游系统，其特征在于，所述的ZigBee无线网络模块可使用CC253x/CC243x主控芯片，配合外部存储Flash，射频放大器CC2591和内置天线设计，实现ZigBee无线通信。
6.如权利要求1所述的基于智能手机平台的智慧导游系统，其特征在于，所述旅游模式切换模块中的工作模式包括自助游览模式和团体游览模式；其中团体游览模式包括团体游览导游模式和团体游览游客模式。
【文档编号】H04M1/725GK103442329SQ201310221783
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】尤优, 潘雨青, 李峰, 金红, 陆宇芹 申请人:江苏大学