基于STC 89C51新型明信片導(dǎo)游機(jī)設(shè)計(jì)研究

泰山學(xué)院物理與電子工程學(xué)院 孟凡辰 宿紀(jì)松 胡承忠

0 引言

綜合以上因素，本項(xiàng)目旨在研發(fā)價(jià)格低廉，具有紀(jì)念、導(dǎo)游、收藏為一體的泰山旅游特色產(chǎn)品。明信片導(dǎo)游機(jī)是一種利用單片機(jī)原理，將各個(gè)景點(diǎn)的資料存入內(nèi)存卡內(nèi)，并放入機(jī)體內(nèi)部。明信片上附有隱形二維碼，不同景點(diǎn)的明信片附有不同的二維碼，通過觸筆的光頭采集數(shù)據(jù)傳到解碼芯片解碼通過喇叭發(fā)音，導(dǎo)游機(jī)自動(dòng)介紹景點(diǎn)，游客在景點(diǎn)處更換一下明信片就可對(duì)景點(diǎn)有所了解，方便游客對(duì)景點(diǎn)的認(rèn)知，降低旅游成本，此裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，一旦規(guī)模化生產(chǎn)制作成本極為低廉，且明信片載體本身極具收藏價(jià)值。可以在各大景點(diǎn)使用，具有較好的發(fā)展前景。

1 系統(tǒng)的總體構(gòu)成

本系統(tǒng)由導(dǎo)游機(jī)機(jī)體、隱形碼光學(xué)識(shí)別點(diǎn)讀裝置以及含隱形二維碼的景點(diǎn)明信片三大主要部分組成。其中，導(dǎo)游機(jī)機(jī)體包括STC89C51單片機(jī)、存儲(chǔ)卡、電子喇叭等，隱形光學(xué)識(shí)別點(diǎn)讀裝置（即點(diǎn)讀筆）由傳感頭、解碼電路組成，明信片主要包含隱形二維碼。系統(tǒng)內(nèi)部控制電路如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)內(nèi)部控制電路圖

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 導(dǎo)游機(jī)機(jī)體

導(dǎo)游機(jī)機(jī)體主要由STC89C51單片機(jī)、音頻解碼電路、存儲(chǔ)卡、揚(yáng)聲器等組成。機(jī)體模擬外觀圖如圖2所示：

圖2 機(jī)體模擬外觀圖

STC89C51單片機(jī)。單片機(jī)采用高集成技術(shù)將微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器（ROM和RAM）、輸入、輸出接口電路集成在同一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)既精密完善的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，在單片機(jī)程序的控制下能高效、準(zhǔn)確地完成程序開發(fā)者事先規(guī)定的任務(wù)。本設(shè)計(jì)選用單片機(jī)所需完成的功能主要是進(jìn)行數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)之間的互相轉(zhuǎn)換，由于STC89C51單片機(jī)自帶A/D轉(zhuǎn)換功能，同時(shí)采用單片機(jī)控制電路可以降低導(dǎo)游機(jī)的成本，減小導(dǎo)游機(jī)的體積，使游客攜帶更加方便。

存儲(chǔ)卡。利用存儲(chǔ)卡事先將各景點(diǎn)講解語音文件儲(chǔ)存下來，其主要采用MP3技術(shù)合成語音，利用將大量語音文件打包成一個(gè)文件的語音文件打包技術(shù)，在打包文件上建立與碼值一一對(duì)應(yīng)的索引信息，將各景點(diǎn)語音講解文件儲(chǔ)存在存儲(chǔ)卡中。

電子喇叭。電子喇叭主要起到接收由單片機(jī)所傳送來的電子信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)播放出來。電子喇叭原理圖如圖1所示

音頻解碼電路。基于MP3技術(shù)的音頻解碼電路主要功能為接收?qǐng)D像解碼電路所識(shí)別的碼值，并將儲(chǔ)存在存儲(chǔ)卡中的相應(yīng)語音文件播放出來。

2.2 隱形光學(xué)識(shí)別點(diǎn)讀裝置

傳感頭、解碼電路組成主要由傳感頭、解碼電路組成。觸筆外觀圖如圖3示：

圖3 觸筆外觀圖

傳感頭。主要功能為感應(yīng)明信片中包含的隱形二維碼，并將感應(yīng)到的信息傳送給圖像解碼電路。

圖像解碼電路。圖像解碼電路的主要作用為接收傳感頭感應(yīng)的隱形二維碼圖像，并將圖像轉(zhuǎn)換為二維碼碼值，后送入音頻解碼電路進(jìn)行下一步處理。

2.3 明信片（含隱形二維碼）

明信片采用了隱形二維碼技術(shù)，二維碼具有儲(chǔ)存量大、保密性高、可讀性強(qiáng)等特點(diǎn)，隱形二維碼兼具二維碼的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)肉眼不見，無法復(fù)制偽造。這樣在不影響明信片美觀的同時(shí)，也使明信片具有了收藏價(jià)值。明信片及隱形二維碼結(jié)構(gòu)如圖4所示：

圖4 明信片及隱形二維碼結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)進(jìn)行主要控制工作，可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的全部功能。首先由隱形光學(xué)識(shí)別點(diǎn)讀裝置的傳感頭對(duì)明信片中的隱形二維碼進(jìn)行感應(yīng)，并將采集到的二維碼圖像信息傳送給圖像解析電路，由圖像解析電路對(duì)圖像信息進(jìn)行解析處理，翻譯出特定碼值，而后將碼值通過通訊接口傳遞給基于MP3技術(shù)的音頻解碼電路，該解碼電路根據(jù)碼值將儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中相應(yīng)的語音文件通過接口發(fā)送給單片機(jī)，并經(jīng)過單片機(jī)的數(shù)模轉(zhuǎn)換后，由發(fā)聲裝置（即喇叭）播放出。整個(gè)過程由電池供電。本設(shè)計(jì)整體流程圖如圖5所示：

圖5 設(shè)計(jì)整體流程圖

4 結(jié)語

本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)在于，明信片導(dǎo)游機(jī)是一種新型便攜式智能旅游產(chǎn)品，將明信片、導(dǎo)游機(jī)功能合二為一，其結(jié)構(gòu)小巧，使用方便，根據(jù)觸筆掃描卡片二維碼來進(jìn)行發(fā)聲解說，幫助游客更好地了解景點(diǎn)的歷史文化，通過更換明信片的方式來向游客解說各個(gè)景點(diǎn)，減少旅游開支。目前大多數(shù)景點(diǎn)以出租導(dǎo)游機(jī)為主，費(fèi)用昂貴，攜帶不便；有些景點(diǎn)也有導(dǎo)游帶領(lǐng)，有時(shí)會(huì)造成時(shí)間拖延，明信片導(dǎo)游機(jī)幫助游客節(jié)省時(shí)間的同時(shí)，也減少了游客旅游費(fèi)用的開支，也同樣能使游客對(duì)景點(diǎn)有所了解，明信片也同樣具有收藏價(jià)值。該裝置具有很好的市場前景。

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