當(dāng)前位置:首頁 > 通信技術(shù) > 通信技術(shù)
[導(dǎo)讀]摘要:提出由射頻收發(fā)模塊和音視頻處理模塊組成的電子導(dǎo)游系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,通過融合RFID技術(shù)和多媒體處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)游系統(tǒng)的智能化。介紹了由無線收發(fā)芯片nRF24E1實(shí)現(xiàn)的有源導(dǎo)游標(biāo)簽硬件設(shè)計(jì)與軟件流程,給出了以nRF

摘要:提出由射頻收發(fā)模塊和音視頻處理模塊組成的電子導(dǎo)游系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,通過融合RFID技術(shù)和多媒體處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)游系統(tǒng)的智能化。介紹了由無線收發(fā)芯片nRF24E1實(shí)現(xiàn)的有源導(dǎo)游標(biāo)簽硬件設(shè)計(jì)與軟件流程,給出了以nRF24E1和音視頻處理芯片RK2706為核心的導(dǎo)游機(jī)的軟硬件實(shí)現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞:RFID;導(dǎo)游標(biāo)簽;nRF24E1;導(dǎo)游機(jī);RK2706

引言
    在大型展會和博物館等場所中,采用RFID技術(shù)的電子導(dǎo)游系統(tǒng)可顯著提升展會的服務(wù)檔次,為游客提供更為優(yōu)質(zhì)、人性化的服務(wù)。應(yīng)用智能導(dǎo)游系統(tǒng),游客在游覽過程中不需要跟隨導(dǎo)游人員,用手中的智能電子導(dǎo)游設(shè)備即可自動收聽多語種的解說,并可從導(dǎo)游機(jī)上獲取展品的視頻資料及游覽位置等導(dǎo)覽提示與其他服務(wù)信息,以保證活動安全有序進(jìn)行。

1 智能導(dǎo)游系統(tǒng)技術(shù)方案
    智能導(dǎo)游系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。采用RFID(射頻識別)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的智能導(dǎo)游系統(tǒng),主要由導(dǎo)游機(jī)、導(dǎo)游標(biāo)簽以及充電箱、耳機(jī)、掛繩等附屬設(shè)備組成。每個(gè)導(dǎo)游標(biāo)簽中存儲有唯一的自身標(biāo)識信息,導(dǎo)游機(jī)中預(yù)先存儲相關(guān)導(dǎo)游資料信息,導(dǎo)游機(jī)和導(dǎo)游標(biāo)簽之間通過無線射頻形式實(shí)現(xiàn)信息傳遞。


    事先在各個(gè)展館、展區(qū)和其他區(qū)域(展館之間的通道等)布置一定數(shù)量的導(dǎo)游標(biāo)簽,導(dǎo)游標(biāo)簽不停地發(fā)送包含特定信息的射頻信號。一旦游客攜帶的導(dǎo)游機(jī)進(jìn)入觸發(fā)范圍區(qū)域,就能自動感應(yīng)到該標(biāo)識信號,導(dǎo)游機(jī)根據(jù)接收到的標(biāo)識信號自動播放所屬區(qū)域的導(dǎo)游信息。
    具體應(yīng)用時(shí),游客在入口處,從前臺服務(wù)人員處登記注冊并租借導(dǎo)游機(jī),之后便可使用導(dǎo)游機(jī)進(jìn)行自助游覽。游客可通過導(dǎo)游機(jī)的觸摸屏查詢相關(guān)信息、選擇講解語言種類、切換工作方式(自動或手動)、調(diào)節(jié)音量,以及進(jìn)行其他功能設(shè)置。當(dāng)導(dǎo)游機(jī)工作在自動狀態(tài)下,游客在展區(qū)不受游覽線路的限制,無需任何操作,走到任何一處景點(diǎn),導(dǎo)游機(jī)會自動感應(yīng)、自動講解,遇到十字路口會自動提示游客每條道路的走向。同時(shí),導(dǎo)游機(jī)的屏幕可顯示游客在展館中的當(dāng)前位置信息或其他視頻服務(wù)信息等。當(dāng)導(dǎo)游機(jī)工作在手動狀態(tài)下,游客可直接選擇點(diǎn)播相關(guān)音視頻信息。當(dāng)游客結(jié)束瀏覽,經(jīng)過出口時(shí)設(shè)備會通過語音提示及自動嗚叫,提醒游客歸還設(shè)備。

2 導(dǎo)游標(biāo)簽設(shè)計(jì)
    導(dǎo)游標(biāo)簽采用有源電子標(biāo)簽,本設(shè)計(jì)的功能要求簡單,僅需存儲一串符合一定通信協(xié)議的標(biāo)識數(shù)據(jù),并能轉(zhuǎn)換成射頻信號發(fā)送出去。為簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì),提高無線系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,選用Nordic公司內(nèi)置微控制器的無線收發(fā)芯片nRF24E1。nRF24E1工作于2.4~2.5 GHzISM頻段,多達(dá)125個(gè)頻點(diǎn),可通過改頻和跳頻來避免干擾;內(nèi)部集成了增強(qiáng)型8051內(nèi)核、2.4 GHz無線收發(fā)器、A/D轉(zhuǎn)換器等,具有體積小、功耗低、片上資源豐富、無線傳輸穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。該芯片外圍電路器件少,配置簡單,發(fā)射功率、工作頻率等工作參數(shù)可以通過軟件設(shè)置完
成,非常適合用于有源標(biāo)簽的設(shè)計(jì)。nRF24E1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖略。
    由nRF24E1構(gòu)成的有源標(biāo)簽電路如圖2所示。


    nRF24E1具有一個(gè)512字節(jié)的ROM、一個(gè)4 KB的RAM和一個(gè)256字節(jié)的RAM。其中,512字節(jié)的ROM用于存儲引導(dǎo)程序,4 KB的RAM用于運(yùn)行用戶程序,256字節(jié)的RAM用作數(shù)據(jù)存儲器。圖2中外掛的25AA320為串行E2PROM,用于存儲用戶程序,通過SPI接口與nRF24E1進(jìn)行連接。nRF24E1系統(tǒng)電路上電后,在512字節(jié)ROM中引導(dǎo)程序的控制下,將E2PROM中存儲的用戶程序下載到4 KB的RAM程序運(yùn)行空間中,然后再執(zhí)行。
    nRF24E1有4種工作模式,工作模式由主控芯片通過軟件設(shè)置。nRF24E1處于正常工作模式時(shí)的電流為3 mA左右,發(fā)射信號時(shí)的工作電流為18 mA左右,而掉電模式時(shí)工作電流僅為2 μA左右。為降低功耗,可利用nRF24E1內(nèi)部的定時(shí)喚醒功能,采用定時(shí)喚醒、間隔發(fā)送的方式發(fā)送射頻信號。也就是說,發(fā)送完一次信號,進(jìn)入掉電模式,等待設(shè)定時(shí)間后被喚醒,再進(jìn)入掉電模式,循環(huán)執(zhí)行。該有源標(biāo)簽電路程序流程如圖3所示。


    圖3中對nRF24E1的配置,主要是設(shè)置收發(fā)模式、發(fā)送頻率、接收地址、傳輸速率、發(fā)射功率、CRC校驗(yàn)和的長度,以及有效數(shù)據(jù)的長度等。等待喚醒間隔時(shí)間主要由游客行走情況和導(dǎo)游機(jī)讀取信號情況等因素來決定,本設(shè)計(jì)將標(biāo)簽發(fā)送信息間隔時(shí)間設(shè)定為1s。

3 導(dǎo)游機(jī)設(shè)計(jì)
3.1 RF接收電路
    導(dǎo)游機(jī)主要由RF接收電路和音視頻處理電路構(gòu)成。導(dǎo)游機(jī)的RF模塊電路同樣采用nRF24E1,其電路結(jié)構(gòu)與導(dǎo)游標(biāo)簽基本相同,通過串口與音視頻處理電路連接。導(dǎo)游機(jī)的射頻模塊始終處于接收狀態(tài),實(shí)時(shí)檢測是否有導(dǎo)游標(biāo)簽發(fā)射的標(biāo)識信號。如果導(dǎo)游機(jī)進(jìn)入標(biāo)簽的有效發(fā)送
范圍內(nèi),其接收模塊便可以接收到該標(biāo)簽的編碼信息,并判斷該標(biāo)簽信號是否是第一次接收到(程序設(shè)計(jì)中通過設(shè)置標(biāo)簽播放標(biāo)志位來處理)。若為第一次接收,則將該標(biāo)簽的編號信息通過串口通信傳送給音視頻處理電路,選擇播放相關(guān)音視頻內(nèi)容。若是已接收過的標(biāo)簽信號,則不再處理,從而保證導(dǎo)游機(jī)在自動工作狀態(tài)下不重復(fù)播放。游客若要重復(fù)播放,可按重復(fù)播放鍵或切換到手動狀態(tài)進(jìn)行重復(fù)播放。導(dǎo)游機(jī)的射頻模塊控制流程如圖4所示。


3.2 音視頻處理電路
    導(dǎo)游機(jī)的音視頻處理電路選用Rockchip公司的音視頻處理芯片RK2706作為核心處理器。RK2706采用“DSP+ARM”雙核聯(lián)合的方式,是一款功能齊全的多媒體播放處理芯片,主頻達(dá)到400 MHz,處理性能達(dá)800 MIPS。它支持更多音頻、視頻格式,支持圖片瀏覽、電子書、多國語言、多種字體顯示;內(nèi)置TFT控制器,支持各種液晶顯示屏;內(nèi)置高性能音頻轉(zhuǎn)換器,輸出音質(zhì)更完美;支持全系列NAND Flash和SD/SDHC /MMC卡擴(kuò)展,具有豐富的通信接口。以RK2706作為核心的音視頻處理電路如圖5所示。


    音視頻處理電路的軟件開發(fā)是基于Rockchip公司自主研發(fā)的RK27_SDK軟件平臺。該軟件平臺包含了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)、圖形用戶界面接口(GUI)、文件系統(tǒng)(FS)、板級支持包(BSP)以及一系列應(yīng)用程序,是一個(gè)集成了源代碼、算法庫、編譯環(huán)境、調(diào)試環(huán)境、仿真環(huán)境、燒寫工具、資源生成工具等的軟件開發(fā)工具包。其結(jié)構(gòu)如圖6所示。


    導(dǎo)游機(jī)主控流程如圖7所示。主機(jī)初始化后,進(jìn)入工作狀態(tài)選擇界面,由按鍵或觸摸屏按鈕事件選擇進(jìn)入自動導(dǎo)游模式或手動導(dǎo)游模式(MP4工作方式)。 利用RK27_SDK軟件平臺提供的各類程序包進(jìn)行任務(wù)函數(shù)及操作界面窗口設(shè)計(jì),內(nèi)容主要包括主控程序、RK內(nèi)核程序、用戶任務(wù)、底層驅(qū)動、配置與設(shè)置等,從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)游機(jī)的音視頻播放功能。


    當(dāng)系統(tǒng)工作在自動導(dǎo)游模式時(shí),將射頻模塊置于接收模式,若PK2706通過串口接收到來自射頻模塊發(fā)來的標(biāo)識碼,則讀取對應(yīng)的音視頻數(shù)據(jù),播放對應(yīng)的音視頻文件。其控制流程如圖8所示。自動導(dǎo)游狀態(tài)下響應(yīng)重復(fù)播放、音量調(diào)節(jié)等按鍵任務(wù)。當(dāng)系統(tǒng)工作在手動導(dǎo)游模式時(shí),禁止射頻接收,檢測按鍵和觸摸屏按鈕事件,若有鍵按下或按鈕事件消息,則執(zhí)行相應(yīng)的程序。



結(jié)語
    基于RFID實(shí)現(xiàn)的智能導(dǎo)游系統(tǒng)功耗低、信息存取量大、使用方便,具有良好的抗干擾特性,可以在復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。在景點(diǎn)、景區(qū)、博物館、展覽館裝備這樣的電子導(dǎo)游設(shè)備,可使游客真正感受到電子技術(shù)帶來的極大便利,具有良好的應(yīng)用前景。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉