基于物聯網的旅游向導系統技術研究?

王西鋒，張曉孿，白 帥

（寶雞文理學院計算機科學系，寶雞721016）

基于物聯網的旅游向導系統技術研究?

王西鋒，張曉孿，白 帥

（寶雞文理學院計算機科學系，寶雞721016）

近年來，國內自助旅游市場發展很快，因而基于物聯網開發一款旅游向導系統很有必要。系統由手持設備模塊和景點模塊組成，以ARM9和MSP430F149為硬件核心，控制nRF24L01射頻芯片實現短距離無線傳輸和景點的自動觸發功能，在嵌入式操作系統上顯示圖形用戶界面并進行相關操作。測試表明：系統可以給景點的自助游客帶來很大便利。

物聯網；自助旅游；手持設備；射頻

1 引 言

目前，傳統的參團跟隨導游游覽景點的模式已不能滿足人們多元化的出游需求。事實上，游客更愿意按照個人的意愿自主選擇旅游方式，因而具有較大自主性的自助旅游，作為一種新的旅游模式得到迅速發展，被越來越多的游客和景點所接受。然而，在旅游過程中，如果游客對景區不了解或了解不足，就不能合理安排個人的旅游路線，餐飲、住宿、行程都可能出現問題。考慮到自助旅游中可能會遇到的這些問題，為了給游客提供更好的旅游環境，以金絲峽旅游景區為例，基于物聯網來設計旅游向導系統以幫助游客自助旅游。

2 系統功能分析與關鍵技術

2.1 系統功能分析

系統主要功能是為游客推薦景區旅游線路，詳細介紹沿途重要景點，提供各種旅游服務信息。經過對眾多旅游景區的考察和分析，旅游向導系統應該具有以下功能：

（1）提供景區景點介紹：游客可以通過手持設備了解景點相關信息，了解并選擇旅游路線，在沒有導游的情況下也能順利旅游；

（2）自動觸發功能：當游客拿著手持設備接近旅游景點時，基于物聯網的手持設備會自動提示當前景點的信息，當離開景點一定距離時，自動提示的景點信息會消失；

（3）提供景區的相應服務信息，如地圖信息，游客所處位置，手持設備上可以查詢景區的服務，如交通，餐飲，救助等；

（4）系統維護：管理員可根據景區的信息變化來更改數據庫，系統數據庫存放在手持設備上。因此，修改過后的數據庫（TravelGuid.db）要更新到手持設備上。

2.2 系統使用的主要技術

Qt Creater跨平臺編譯器，奇趣科技開發的跨平臺C＋＋圖形用戶界面應用程序開發框架，易于擴展且允許組件編程，模塊化程度高，可重用性好，有豐富的API函數，一般用作嵌入式系統UI開發的首選工具。IAR Embedded Workbench，是一個高性能的C／C＋＋編譯器和調試器的工具套件，應用基于8位，16位和32位微控制器和微處理器。交叉編譯技術，可以在一個平臺上生成另一個平臺上的可執行代碼，利用Linux進行交叉編譯，最終實現程序能在ARM芯片上運行［1］。

3 系統設計

3.1 系統運行環境

系統運行平臺使用MSP430F149和nRF24L01，ARM920t核心的S3C2440開發板，開發平臺使用IAR For MSP430，Qt Creater，采用Qt Creater制作的圖形界面，界面友好且支持觸屏。系統的主要通信設計如圖1所示。

圖1 系統主通信圖

3.2 數據庫選擇和設計

系統采用SqLite數據庫，它是一款輕型數據庫，遵守ACID的關聯式數據庫管理系統，占用資源非常低，支持各種主流操作系統，能和很多程序語言（如Tcl、C＃、PHP、Java）結合。系統為每個景點分配有唯一的ID，每個景點都有名稱和詳細介紹。數據庫設計如表1所示。

表1 景點表

3.3 手持設備設計

手持設備以天嵌公司的S3C2440開發板（TQ 2440）為控制中心，采用ARM920t內核、32位微控制器、RISC精簡指令集，支持QT GUI界面，符合系統開發要求。TQ2440上連有LCD屏、射頻等模塊，手持設備的圖形用戶界面由LCD屏幕顯示，給用戶提供簡單的操作；TQ2440通過nRF24L01來接收由景點模塊發射的ID，并通過ID來查詢景點，將內容顯示在LCD屏幕上。

3.4 景點模塊設計

景點模塊采用MSP430F149芯片作為MCU，控制nRF24L01射頻芯片發射當前景點ID。在景點模塊配有感知范圍為20m左右的NRF24L01射頻模塊，它是一款工作在2.4到2.5GHz通用ISM頻段的采用3.3V供電的低功耗單片無線收發器芯片。無線收發器包括頻率發生器、SchockBurst模式控制器，功率放大器、晶體振蕩器、調節器、解調器。通過射頻模塊主要與景點射頻的交互來實現自動報站，射頻模塊輔助GPS來實現精確定位。

系統采用無線射頻進行通信，每個景點配備一個射頻，用來發送本景點的ID。當游客的手持設備接近景點時，會根據景點發送過來的ID自動判斷出景點名稱，在手持設備上會根據景點的ID來檢索數據庫，然后在手持設備上顯示當前景點的名稱和相關信息。

4 系統實現

4.1 Linux開發環境的搭建

在X86 PC機上安裝Vmware Station虛擬機來建立linux環境，在linux上安裝QT Creator，QT Embedded ARM交叉編譯環境，實現linux ARM環境的搭建。系統選擇Qt／Embedded開發系統的圖形用戶界面［2-3］。

4.2 手持設備的程序實現

4.2.1 驅動程序的實現

手持設備模塊的驅動設計用來控制nRF24L01射頻芯片來接收景點發送過來的數據。由于TQ 2440與nRF24L01通過SPI接口通信，可以將nRF24L01芯片看作字符驅動，并將射頻芯片設置為接收模式，每當有數據發送過來，都將數據暫時保存在linux內核中，然后將其復制到應用程序中［4］。主要代碼如下：

4.2.2 手持設備UI的程序實現

在手持設備上設計有系統主界面，查找界面，菜單界面，幫助界面，地圖界面，管理界面等。主界面為用戶提供系統引導信息，如有觸發到景點模塊，主界面會自動彈出提示框并顯示當前景點名稱；如游客按下提示框，就會在查找界面中顯示當前景點的詳細信息；菜單界面主要為用戶提供景區的景點信息，用戶可以了解到本景區的主要信息并幫助用戶確定旅游路線；管理界面進行景區的數據庫管理；幫助界面包括景區服務、餐飲、交通等。

手持設備的UI程序設計采用多線程方式，開始時主線程初始化變量，然后創建子線程來讀取驅動程序的數據，如果子線程讀取到新數據，將新數據發送到主線程中，如果沒有新數據，那么繼續等待新數據。當主線程接收到由子線程發送來的數據后，會查詢數據庫并將查詢到的信息顯示在主界面上。具體程序流程如圖2所示。

圖2 程序流程圖

手持設備的UI設計采用QT Creater為編譯器，代碼設計如下：

在主界面中設計有當前時間顯示，可以為游客提供精確的時間服務。具體代碼如下：

當主界面的Tips按鈕被按下后，會切換到查找界面，用來顯示查詢結果。代碼如下：

實現的效果如圖3、圖4所示。

圖3 查詢景點實際效果

圖4 景點信息顯示

主界面上還設有旅游路線，游客們可根據自己喜好來決定旅游線路，代碼設計如下［5-6］：

最終實現的效果如圖5所示。

圖5 旅游線路設計

4.3 景點模塊的程序實現

景點模塊使用MSP430控制nRF24L01芯片發送當前景點的ID，需要將芯片設置為發送模式，對NRF20L01讀寫主要是通過SPI總線來實現的，其中的MOSI和MISO分別對應對SPI總線的讀與寫。射頻接收函數主要代碼如下［5-6］：

主函數初始化MSP430F149的一些引腳口，并設計一個死循環來不停的發送景點ID。關鍵實現代碼如下：

5 結束語

系統的開發是為了滿足目前各景區日益增長的自助旅游需求，在為游客提供方便的同時促進景點自助旅游的發展。系統設計以金絲峽景區自助旅游為例，基于物聯網實現了游客手持設備和景點信息發送功能，基本滿足了自助游客的需要，也可以推廣到其他旅游景區。目前，系統功能還有待進一步完善：如在景點模塊還可以設計火災報警和溫度、濕度的采集等功能，這將在下一步工作中完成。

［1］劉軍芳，李眾立，胡和智.基于s3c2410開發板的Boot Loader的啟動分析［J］.微計算機信息，2006，22（17）：201-203.

［2］邱娜靈，蔣朝根.嵌入式Linux下的USB設備驅動［J］.電子元器件應用，2009，11（6）：41-43.

［3］張歡慶.基于ARM處理器的嵌入式Linux系統關鍵技術研究［D］.天津：天津師范大學，2013.

［4］李敏杰，昂志敏，文建闊，李耀.基于Linux的便捷式移動終端設計與實現［J］.計算機工程，2013，39（5）：309-314.

［5］王延華，岳林.短距離無線數據傳輸系統的設計實現［J］.機械工程與自動化，2009（5）：33-36.

［6］吳子平.基于QT的嵌入式GUI技術研究與實現［D］.荊州：長江大學，2012.

Research of Travel Guide System Base on Internet of Things

WANG Xi-feng，ZHANG Xiao-luan，BAIShuai
（Department of Computer Science，Baoji College of Arts＆Science，Baoji721016，China）

In recent years，the domestic self-tourism market has developed rapidly，it is necessary to develop a tourist guide system based on internet of things.The system，using ARM9 and MSP430F149 as the hardware core，is composed of the handlemodule and the sightmodule，and controls nRF24L01 RF chip to achieve the functions of short-distance wireless transmission and auto sight trigger.It displays the graphical user interface in the embedded operating system and conducts related operations.The test results show that the system provides the great convenience for the self-help tourists.

Internet of Things；Self Travel；Handheld Device；Radio Frequency

10.3969／j.issn.1002-2279.2014.05.018

TP391

：B

：1002-2279（2014）05-0063-04

寶雞市科學技術研究發展計劃項目（2013R1-6）

王西鋒（1978-），男，陜西渭南人，副教授，碩士，主研方向：計算機應用技術研究。

2014-01-21