基于無線感應式手持多國語言自動解說儀

摘要：基于無線感應式手持多國語言自動解說儀是運用單片機控制技術和無線紅外收發技術，通過檢測不同區域的紅外無線信號，自動播放不同展區介紹錄音的手持解說系統。

關鍵詞：無線感應式手持多國語言自動解說儀

1 研究的目的及意義

在科技高速發展的今天，越來越多的人開始從物質追求上升到精神追求，博物館，博覽會，名勝旅游成為人們熱衷的話題。而隨著經濟全球化的發展，越來越多的人喜歡到國外游玩，特別是些名勝古跡，博物館等。面多來著各個國家的參觀者，為他們解說成了一件相當困難的事情，不同的國家，不同的語言，這意味著解說員需要掌握多種國家的語言，但是這是不切實際的。而且參觀者不能自主的選擇喜歡的展品，不夠人性化，如何解決解說問題，一直是博物館等機構關注并努力解決的問題。

基于無線感應式手持多國語言自動解說儀是經過一定量的調查分析而設計出來的新型智能解說產品。自動解說儀通過紅外收發和單片機技術等，在參觀者選擇解說語言后，進入到每個展區，都能夠自動播放出該展區的語音介紹。對于展方而言，節約了很多人力資源，而對于參觀者，不但能夠聽到親切的本國語音解說，還能自主選擇喜歡的展品，體驗高科技帶來的方便。本設計不但能夠運用在博物館，博覽會等場合，還能擴展運用到旅游景點等。

2 實現方法

本系統由手持終端機和發射器兩部分組成。利用STC89S52單片機作為主控芯片，通過二線串行總線協議控制WTV020-SD語音模塊，讀取SD卡內語音素材，實現播放不同語言的展品解說的功能。另外，在每個展品前有一個紅外發射器，以一定的時間間隔發射不同紅外編碼信號，解說儀前方有一個紅外接收頭用來接收紅外編碼信號，當游客在走入到該發射器發射覆蓋范圍，接收到當前展位的紅外碼值后，主控芯片進行運算，給WTV020-SD語音模塊發送一個地址碼，語音模塊便能播放不同的語音解說，從而達到不同的展品前播放對應語音解說的功能。系統整體結構如圖1：

本系統的硬件由主控、語音模塊、按鍵模塊、led指示、紅外收發五個模塊組成。利用STC89S52單片機作為主控芯片，通過二線串行總線協議控制WTV020-SD語音模塊，讀取SD卡內語音素材，實現播放不同語言的展品解說的功能。硬件結構框圖如圖2所示：

3 方案的設計及其方法

在系統的設計中，選擇合適的系統核心器件就成為能否成功完成設計任務的關鍵，而作為控制系統核心的單片機的選擇更是重中之重。目前各半導體公司、電氣商都向市場上推出了形形色色的單片機，并提供了良好的開發環境。選擇好合適的單片機可以最大地簡化單片機應用系統，而且功能優異，可靠性好，成本低廉，具有較強的競爭力。目前，市面上的單片機不僅種類繁多，而且在性能方面也各有所長。STC89系列單片機是MCS-51系列單片機的派生產品。它在指令系統、硬件結構和片內資源上與標準8052單片機完全兼容，DIP40封裝系列與8051為pin-to-pin兼容。STC89系列單片機高速(最高時鐘頻率90MHz)，低功耗，在系統/在應用可編程(ISP，IAP)，不占用戶資源。根據本系統的實際情況，選擇STC89C52單片機。主控電路由單片機最小系統組成。

語音模塊采用WTV020。WTV020是一款功能強大的一次性可編程語音芯片，音頻輸出為PWM或DAC模式。可選控制方式有按鍵控制模式、并口控制模式、串口控制模式等。按鍵控制模式的觸發方式靈活；串口模式下可控制音量、打開或關閉功放、有循環播放和停止功能。這里采用芯片的二線串行通信方式，發送地址碼就能播放對應的語音。語音模塊如圖3所示。

紅外信號收發系統的電路如圖4所示。一體化紅外接收頭內部電路包括紅外監測二極管，放大器，限副器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。紅外監測二極管監測到紅外信號，然后把信號送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發射器和接收器的距離遠近。交流信號進入帶通濾波器，帶通濾波器可以通過30khz到60khz的負載波，通過解調電路和積分電路進入比較器，比較器輸出高低電平，還原出發射端的信號波形。

4 功能的實現

在每個展品前有一個紅外發射器，以一定的時間間隔發射不同紅外編碼信號，解說儀前方有一個紅外接收頭用來接收紅外編碼信號，當游客在走入到該發射器發射覆蓋范圍，接收到當前展位的紅外碼值后，主控芯片進行運算，給WTV020-SD語音模塊發送一個地址碼，語音模塊便能播放不同的語音解說，從而達到不同的展品前播放對應語音解說的功能。

5 創新點及發展前景

本系統創新點首先在于利用語音模塊播放不同語言的解說，多國語音解說的素材儲存在SD卡內，可以使展覽方工作人員靈活方便地更新解說文件。其次通過紅外接收與發送技術，能自動識別展區，播放對應的展區解說，方便了參觀者的使用。另外，解說儀外觀設計簡潔，操作簡單，體積小巧，攜帶方便，并可自主參觀自己感興趣的展區，同時聽到以本國語言發聲的解說，十分人性化。

目前，市場上尚無此類裝置面市。因此，多國語言自動解說儀的推出，將會給展覽會、博覽會及旅游風景名勝景區帶來巨大的革新，掀起展覽機構及旅游景區的一股智能化、人性化的改革，勢必帶來巨大的商業契機。