作者：張金昌 李博 馮小琴 單位：中北大學電子測試技術國家重點實驗室 北方自動控制技術研究所

射頻發射模塊安裝在各個景點或展臺處，周期性地向外發射自身地址碼，不同的景點具有不同的地址碼，同一景點可以布置一個或多個相同地址碼的發射模塊，盡量讓所發射的信號覆蓋整個景點。游客到達景點后，游客手上的導游機會自動接收編碼信號，經過解碼后，由控制中心控制語音和圖像播放即可。

器件選型本系統中微處理器選用ATMLE公司的AT89C51SND1C，該器件是針對MP3解決方案新生產的一款芯片，具有C51內核，64K的閃存程序空間和4K引導閃存以及2304的ROM存儲器，利用微處理器核對數據流并對MP3解碼器進行控制，允許通過嵌入的4K閃存引導區進行系統編程［2］。本系統選用NORDIC公司的nRF24L01射頻模塊，該芯片是單片射頻收發芯片，工作于2.4～2.5GHz的ISM頻段，工作電壓為1.9～3.6V，有多達125個頻道可供選擇，可通過SPI寫入數據，最高可達10Mbit/s，數據傳輸率最快可達2Mbit/s，其輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置，芯片能耗非常低，使用nRF24L01芯片特有的EnhancedShockBurstTMMode能提高系統整體的性能和效率［3］。

射頻模塊與單片機接口設計nRF24L01通過SPI接口與單片機通信，所有配置字通過SPI接口送給nRF24L01，SPI接口的工作方式可通過SPI指令進行設置。在配置模式下單片機通過SPI接口配置NRF24L01的工作參數，在發送或接收模式下單片機通過SPI接口發送或接收數據［4］。本系統將微控制芯片AT89C51SND1C的P4的0～2引腳，分別與nRF24L01的MISO，MOSI，SCK連接，P4.6接CSN，P5.3接CE，用P3.2(INT0)控制nRF24L01的收發中斷，SPI接口連接圖如圖2所示。圖2給出了AT89C51SND1C與nRF24L01的硬件接口設計。

系統軟件設計

1景點射頻設備軟件設計景點射頻設備上電時，AT89C51SND1C首先對nRF24L01進行寫配置寄存器操作，然后使nRF24L01進入發射狀態，每個設備都有唯一的ID號碼以便終端設備識別，此ID號連同語音圖像數據一起以一定的數據幀格式寫入nRF24L01，激活無線發射，其程序流程圖如圖3所示。景點射頻設備中nRF24L01工作在EnhancedShockBurstTM發射模式，其發射流程為1)配置寄存器位PRIM—RX為低;2)CSN為低，接收節點地址和效數據通過SPI接口寫入nRF24L01;3)設置CE為高，持續時間≥10μs，激發nRF24L0進行EnhancedShockBurstTM發射;4)無線發送數據;5)nRF24L01進入待機模式。

2手持終端設備軟件設計手持終端設備上電時，AT89C51SND1C配置nRF24L01工作在EnhancedShockBurstTM接收模式，nRF24L01檢測空中的無線信號，一旦有數據到來，nRF24L01的IRQ引腳被置低，觸發單片機外部中斷，在中斷中將接收到的ID號碼讀出并對數據進行判斷，每一個ID號碼都有相應的語音文件對應，從而可以選擇正確的語音文件進行播放，圖4為手持終端接收程序流程圖。射頻收發器的接收地址、收發頻率、發射功率、無線傳輸速率、無線收發模式以及CRC校驗的長度和有效數據的長度等信息都在射頻收發芯片的寄存器配置字中設置，完整的射頻收發數據包由5個部分組成，由高到低分別為前導碼、地址、數據包標號、有效數據和CRC校驗，其中前導碼由硬件添加接收時由硬件自動剝離［5］。

系統測試

將科研樓的3個實驗室作為不同游覽區，3個代表該實驗室信息的標簽分別置于其中。當攜帶導游器進入實驗室，導游器可自動播放該實驗室對應的語音信息;如果進入不同的標簽信號工作的實驗室，導游器無需人工干預即自動轉換播放與新標簽信號對應的語音信息;當同時有多人攜帶導游器進入同一實驗室時，各導游器正常工作。測試表明，導游系統定位準確，語音信息可長時間播放且音質良好，達到了智能語音導游的目的。同時語音信息可通過系統的USB接口下載更新，實現了語音信息可及時更新的智能化導游系統。

結論

電子技術的大規模發展為旅游業的低成本運營創造了便利的條件，智能電子講解終端能以較小的投入獲得較大的突破和發展;低成本投入大大降低了用戶的費用，使大多數用戶能接受，消費得起。智能景點定位伴游系統也是廣大游客所喜愛的，可擴大用戶市場。