基于PTR2000的电子导游系统的设计与实现

摘  要： 提出一种基于PTR2000的电子导游系统的设计和实现，阐述了该系统的体系架构，详细介绍了无线射频基站和电子导游机的硬件结构，重点对PTR2000模块收发原理和BAT系列高保真MP3模块的工作原理进行了分析，并给出了整个系统的软件流程。测试表明，该系统定位准确，语音播放时间长，音质清晰。
关键词： 电子导游系统；无线射频基站；电子导游机；PTR2000；MP3模块
       随着物质生活水平的提高，人们越来越多地开始选择外出旅游。旅游景区成为了人们享受高品位文化生活的极好场所,但游客已不满足于走马观花式的游玩，更想对景点的人文背景、历史渊源等加以了解。然而问题也随之产生，如导游人员的缺乏及其素质不高，大量外国游客的涌入以及大批喜欢自由的旅游者的出现。这就需要景区为游客提供更加规范、详尽的多语种讲解，而电子导游系统无疑是一位极佳的导游员。通过电子导游系统对景区及陈列的历史文物等内容以图文并茂的方式展现给游客,使游客在充分欣赏了景区和展品的外观表象之后，又获得了丰富的知识[1-2]。基于以上原因，本文提出了一种基于PTR2000的电子导游系统的设计与实现，该导游系统采用了成熟的2.4 G无线通信技术，利用大容量的SD卡作为存储介质并配合高压缩比的MP3格式文件存储，不仅使游客享受到了更多旅游的乐趣，而且还可以帮助景区管理部门更好地掌握景区状况，合理引导游客，有效地利用景区设施。
1 系统总体结构
     基于PTR2000电子导游系统的总体结构如图1所示。整个系统主要包括由单片无线收发数传MODEM模块(PTR2000)组成的无线射频基站和游客手中的电子导游机两部分。无线射频基站被预先编号，放置在需要进行解说的景点，这样在各个景点就有不同的编码信号，而且各个基站都有各自的覆盖范围，并持续发送其编号信息[3]。游客进入无线射频基站所覆盖的区域内，游客电子导游机上的无线接收模块就会接收到无线射频基站发送的编号信息，电子导游机的预置应用处理程序会根据编号自动从SD卡中寻址并调出相应的语音文件，再由MP3解码板对相应的语音数据进行解码，输出解说语音，并在游客移步换景的同时，自动跟踪、切换到相应景点的解说。此外，游客还可以根据自己的喜好，通过语言选择功能按键，选择播放的语言，如普通话、英语、方言等[4-5]。
2 无线射频基站
     无线射频基站的硬件原理如图2所示，采用无线收发一体数传MODEM模块PTR2000为主芯片。该模块采用抗干扰能力较强的FSK调制/解调方式，工作频率稳定可靠、外围元件少、功耗极低且便于设计生产，因而设计非常方便。而且模块内部集成了高频接收、参量放大、PLL合成、功率放大、FSK调制/解调、频道切换等功能。
   
       在软件编程过程中，对PTR2000的工作模式和工作频道的选择尤为重要，表1给出了该模块的工作模式控制及工作频道的选择方式。
     (1)发送
     PTR2000的通信速率最高为20 Kb/s，也可工作在其他速率4 800 b/s、9 600 b/s下。 在发送数据之前，将模块先置于发射模式,即TXEN=1,然后在等待至少5 ms后(接收到发射的转换时间)才可以发送任意长度的数据。发送结束后应将模块置于接收状态，即TXEN=0。
     (2)接收
     接收时应将PTR2000置于接收状态，即TXEN=0。然后将接收到的数据直接送到单片机串口或经电平转换后送到计算机。
     (3)待机模式
     当PWR=0时，PTR2000即进入节电待机模式，此时的功耗大约为8 μA，在待机模式下不能接收或发射数据[6]。
     PTR2000 除了应注意在发送、接收和待机模式下的编程外，为了使系统能够可靠地通信，在编程时应设计通信协议，并考虑数据的纠检错能力，检错可采用CRC校验方式。
3 电子导游机
     电子导游机的结构如图3所示，主要包括数据处理/控制模块、控制键盘、充电电源模块、PTR2000无线接收模块、液晶显示模块、MP3模块、语音存储模块(SD卡存储)和语音播放模块等功能模块。