基于RK2706的RFID智能導(dǎo)游系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(guò)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(wú)線(xiàn)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(huì)和博物館等場(chǎng)所中，采用RFID技術(shù)的電子導(dǎo)游系統(tǒng)可顯著提升展會(huì)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(guò)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(dòng)收聽(tīng)多語(yǔ)種的解說(shuō)，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(dòng)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(shí)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(chǔ)有唯一的自身標(biāo)識(shí)信息，導(dǎo)游機(jī)中預(yù)先存儲(chǔ)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(guò)無(wú)線(xiàn)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(hào)。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(dòng)感應(yīng)到該標(biāo)識(shí)信號(hào)，導(dǎo)游機(jī)根據(jù)接收到的標(biāo)識(shí)信號(hào)自動(dòng)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(tái)服務(wù)人員處登記注冊(cè)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(guò)導(dǎo)游機(jī)的觸摸屏查詢(xún)相關(guān)信息、選擇講解語(yǔ)言種類(lèi)、切換工作方式(自動(dòng)或手動(dòng))、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(dòng)狀態(tài)下，游客在展區(qū)不受游覽線(xiàn)路的限制，無(wú)需任何操作，走到任何一處景點(diǎn)，導(dǎo)游機(jī)會(huì)自動(dòng)感應(yīng)、自動(dòng)講解，遇到十字路口會(huì)自動(dòng)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(dòng)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(guò)出口時(shí)設(shè)備會(huì)通過(guò)語(yǔ)音提示及自動(dòng)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(jiǎn)單，僅需存儲(chǔ)一串符合一定通信協(xié)議的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，并能轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)發(fā)送出去。為簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(guò)改頻和跳頻來(lái)避免干擾；內(nèi)部集成了增強(qiáng)型8051內(nèi)核、2．4 GHz無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(jiǎn)單，發(fā)射功率、工作頻率等工作參數(shù)可以通過(guò)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(chǔ)引導(dǎo)程序，4 KB的RAM用于運(yùn)行用戶(hù)程序，256字節(jié)的RAM用作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。圖2中外掛的25AA320為串行E2PROM，用于存儲(chǔ)用戶(hù)程序，通過(guò)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(chǔ)的用戶(hù)程序下載到4 KB的RAM程序運(yùn)行空間中，然后再執(zhí)行。