基于藍牙射頻的室內無線智能導游系統

摘 要：文章旨在研究應用了藍牙射頻的室內無線智能導游系統，在分析研究了藍牙智能定位的結構、功能，利用其功能特性開發出一種更加便利實用、運用范圍廣泛的室內無線智能導游系統。該系統可根據人所處的位置以語音播報和文字說明的形式智能介紹展品，可方便快捷地用于不同類型的各大公共室內場所。

關鍵詞：藍牙；導游；射頻

1 概述

隨著各種定位系統的普遍出現及廣泛應用，基于藍牙射頻的智能終端設備也層出不窮，儼然成為智能定位中一個不可缺少的重要組成部分。目前，市場上的智能定位系統多數是為室外活動而設計的，室內這一領域尚且較少人問津且技術較不成熟。[1]

研發室內無線智能導游系統的主要目的是為了讓參觀者能夠方便地獲取到自身所處位置信息以及周圍展品的信息介紹。在參觀者自己擁有手機、平板且數據網絡通暢，藍牙能夠正常使用的條件下，通過無線智能導游系統的語音介紹和文字介紹更加清晰方便地了解所處位置及附近展品的信息。因此無線智能導游系統要求具有實時定位、智能語音以及基于位置智能提供多樣化的展品信息講解等多樣化智能服務功能。

結合市場需求及適合的定位技術原理，本項目主要研究以藍牙射頻為技術核心的，定位高精度且能方便快捷應用在各種無線智能終端設備上的無線智能導游系統。

2 設計意圖

基于藍牙射頻的無線智能導游系統是適用于室內的一種導游系統，博物館、展覽館、甚至是學校的文化長廊等各種展品擺放區都可以應用該系統。展館的工作人員要求口齒清晰，記憶力優良，普通話標準，五官端正，并對展柜內部建筑結構足夠了解等一些硬性要求，且展館解說人員的工作及工資都沒有大幅度的上升空間，這些要求給展館招聘工作人員帶來一定的困難。由于博物館展品數量龐大，每個展覽品的展示空間有限，沒有解說人員的話，參觀者是很難了解到展館內部各項設施以及展覽品的詳細資料。[2]對于參觀者來說，解說人員能照顧到的參觀者一般不超過十人，人數再多就難以保證每個人都能獲得詳盡的展品資料；并且像畫展這類的藝術展館基本都有保持館內安靜的要求且不安排解說人員，這也或多或少地降低了想參觀的游客們的興趣。而上述幾種情況，都是本系統能夠輕松解決的問題，展館只需要在展品上安裝好信標節點，并提供參觀者安裝有該系統的電子設備或者讓其自行用手機下載，參觀者就可以根據自己喜好有選擇的了解展館內部及展品信息。基于藍牙射頻的無線智能導游系統代替的就是解說人員的解說功能。隨著智能手機的功能越來越豐富，人們的生活已經越來越離不開智能手機。若是在參觀展館時能用一個APP代替解說人員，定是現在許多人需要的。一方面藍牙是智能手機自帶的功能，另一方面藍牙具有的功能特點：設備間的數據傳輸距離較短、功耗低等；不僅解決了現有電子導游體積大的問題，還易于實現各種不同電子設備之間的互聯。[3]除此之外，藍牙作為一種近距離無線通信技術，還可通過發射信號和接收信號的強度差來實現定位。藍牙集成電路簡單，易于集成在手機等移動電子設備中，且信號傳輸不受視距的影響，設備易被發現，這些都是我們選擇應用藍牙來實現智能導游的原因。[2]不單單是展館，基于藍牙的無線導游系統還可以應用在旅游業，代替一部分室內旅游景點的景點解說。給隨團旅游的游客更多的自由，解決團隊旅游中游客安全管理、游客聽不清導游解說與導游解說信源單一、難以實現解說標準化，也讓一些自助旅游的游客在沒有導游的情況下更好的了解室內景點的歷史由來。[4]

盡管基于藍牙射頻的無線智能導游系統在旅游業的應用還不夠全面，電子導游系統也處于發展當中。但移動電子商務的易使用性和市場的需求性仍顯示出其巨大的發展空間。由于不同類型的旅游業對于移動電子商務的要求不同，因此極易引入第三方服務平臺，不但有助于規范旅游服務的標準，還能解決信息化建設中人才和資源的匱乏問題，能有效的保持和提高服務的創新能力，推動旅游業的發展。[5]基于藍牙的智能導游系統不僅給消費者帶來方便、快捷的服務，減輕了服務者的工作，而且給開發商帶來了另一方面的利益。

3 實施試驗過程

3.1 實驗環境部署

本項目由一定數量的信標點，和帶有藍牙的平板電腦（或者手機）組成的，模型如圖1所示。通過在一定的空間內安裝藍牙發射信標點AP（也就是展品的位置）這樣有發射器組成的定位點，自動形成一個個信號區域，當藍牙終端進入不同的信號區域時，根據接收信號傳播強度RSSI值來實現展品導游功能。

其中，常數A1m和無線信道衰減因子n都是經驗值，與所處的實驗環境有關，決定信號接收功率與信號傳播距離之間的關系，因此為了更能精確得到RSSI值與距離的關系，進行多次RSSI值的測距實驗，采集更多的實驗數據，以此得到最合理的A1m和n值。

導游系統認定{L1，L2，L3，L4}中的最小值是距離手機最近的信標點，即參觀觀眾最接近這個信標點所在的展品，即導游系統應當自動播報這個展品的信息。

3.3 實驗

采集RSSI值：在實驗區域內輪流固定一個藍牙信標點，即信標點，選擇距離信標點1米、2米、3米，以及是否有人阻隔這6種情況進行實驗。測量分別來自信標點的信號強度指示（RSSI）值，每一種情況采集20組數據，對于波動較大的數據進行舍棄，再進行求平均值作為每個信標點最終的RSSI值；之后選取一個4m×4m實驗區域，建立坐標系，選取三個信標節點，設位置分別為AP1（0，0），AP2（0，4），AP3（4，0），根據RSSI值的距離公式和大量的實驗數據開發的無線智能導游系統（控制檢測范圍半徑在1.5米左右）。

參觀者自主下載無線智能導游系統APP，安裝至平板電腦、手機等可攜帶智能設備中。參觀者在進入展館參觀展品時，需站在離展品約1.5米處打開APP，按下開始鍵，待系統查詢到相應的物品信息，便能智能語音播報該展品的詳細信息，同時也有詳細的文字信息出現在平板屏幕中。在使用過程中，需值得注意的是應在較為空曠且人數較少的環境下使用該APP。

4 結束語

該無線智能導游系統是基于藍牙以及經由信標節點測出的RSSI值，通過一定的計算公式從而得出展品定位及其相關信息。經過多次室內智能定位效果分析，精確度大致在1.5米左右，這也是參觀者為何需站在離物品約1.5米處方能使用此APP的原因，其中所測物品距離的準確度受信號傳播常數和距離信號發送源1.5米的信號強度這兩個因素所影響。此無線智能導游系統的精確度對使用方法和環境有較高的要求，需在較為空曠的環境下使用，否則將出現智能導游定位不精確，語音播報出現錯誤等情況。實驗證明，采用RSSI值算法進行定位是可以實施于該系統的，具有一定的可行性與實用性。

參考文獻

[1]李振，姚以鵬.大型公共場館智能室內定位導游系統的技術研究[J].廣東科技，2013，12：34-35+48.

[2]黃雙雙.基于NFC的博物館智能導航系統設計[J].物聯網技術，2015，11：60-62.

[3]劉沖，曹勇，王濤，等.基于RFID的智能語音導游系統[J].信息通信，2015，9：90-91.

[4]安文魁.基于無線傳感器網絡的智能電子導游系統[D].西安電子科技大學，2006.

[5]秦良娟，閆偉.城市旅游景點移動電子導游服務系統的研究[J].電子商務，2011，8：26-27.

[6]劉明偉，劉太君，葉焱，等.基于低功耗藍牙技術的室內定位應用研究[J].無線通信技術，2015，3：19-23.

作者簡介：梁文清，女，大學生，研究方向是信息處理。