基于北斗導航的智能導游服務平臺的設計

文 豪，徐軼群，萬隆君

（集美大學 輪機工程學院，福建 廈門 361021）

隨著計算機網絡技術和無線通信技術的發展，人們使用的手機以及網絡服務越來越強大，通過智能移動終端提供實時準確、靈活便捷、個性化、可交互的導游服務的條件已經成熟。綜合各種因素考慮，導游服務將通過后臺服務器和帶有BD導航的Android智能終端設備提供給游客，使游客在旅途中，可以實時掌握景點的相關游覽信息。包括景點管理方上傳的景點介紹、景點地圖以及BD導航系統獲取的游客當前方位等，從而為游客提供游覽路線規劃、實時交互的導游服務和其他相關信息的查詢，方便游客自定制自己的游覽計劃；游覽信息還提供其他游客上傳的各類資料以及心得，游客可以按照自己的愛好閱讀，從而加深對景點的理解和感觸。

1 北斗衛星導航系統及其原理

北斗衛星導航系統（以下簡稱“BD”）是中國自行研制的全球衛星定位與通信系統（CNSS），是繼美國的全球定位系統（GPS）和俄羅斯的GLONASS之后第3個成熟的衛星導航系統。系統由空間端、地面端和用戶端3部分組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務，并兼具短報文通信能力。北斗衛星導航系統建設目標是建成獨立自主、開放兼容、技術先進、穩定可靠覆蓋全球的導航系統。

北斗衛星導航系統的工作過程是：首先由中心控制系統向衛星I和衛星II同時發送詢問信號，經衛星轉發器向服務區內的用戶廣播。用戶響應其中一顆衛星的詢問信號，并同時向兩顆衛星發送響應信號，經衛星轉發回中心控制系統。中心控制系統接收并解調用戶發來的信號，然后根據用戶的申請服務內容進行相應的數據處理。 對定位申請，中心控制系統測出兩個時間延遲：即從中心控制系統發出詢問信號，經某一顆衛星轉發到達用戶，用戶發出定位響應信號，經同一顆衛星轉發回中心控制系統的延遲；和從中心控制發出詢問信號，經上述同一衛星到達用戶，用戶發出響應信號，經另一顆衛星轉發回中心控制系統的延遲。由于中心控制系統和兩顆衛星的位置均是已知的，因此由上面兩個延遲量可以算出用戶到第一顆衛星的距離，以及用戶到兩顆衛星距離之和，從而知道用戶處于一個以第一顆衛星為球心的一個球面，和以兩顆衛星為焦點的橢球面之間的交線上。另外中心控制系統從存儲在計算機內的數字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶處于某一與地球基準橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統可最終計算出用戶所在點的三維坐標，這個坐標經加密由出站信號發送給用戶[1]。

2 導游系統總體設計

該導游系統結合了智能終端，移動網絡，BD網絡等。整個系統模型由4部分組成：終端（包括PC客戶端，智能移動終端）、定位網絡（BD網絡，3G移動網絡）、通信網絡（包括服務器）、后臺維護與開發。BD定位網與BD模塊通信，負責提供實時的位置坐標等信息；無線通信網與數據通信模塊（GPRS、Wifi等）通信，負責系統和web服務器的交互通信；移動終端作為物理實體，與游客直接交互，它負責各方數據的整合和處理，為游客提供導游服務；后臺維護與開發的計算機負責導游電子地圖的制作和導游內容制作，為移動端的導游系統提供數據支持，不需要游客的參與[2]。

智能移動終端直接提供給用戶，要接受定位信號以及用戶之間的定位。后臺數據庫存儲電子地圖以及導游信息，用戶可以通過智能終端下載視頻，圖片等數據完成交互。通信網絡是智能導游系統中不可缺少的一部分，它負責地圖的更新以及最新導游信息的查詢。智能終端則為用戶提供一個便捷的操作界面，用戶可以通過終端完成定位，查詢，以及交互等操作。文中重點介紹智能移動終端子系統的設計。

圖1 智能導游系統平臺框架設計Fig.1 Frame design of intelligent guide system platform

2.1 智能移動終端子系統的設計

該系統硬件平臺選用 ARM平臺 Mini210s，Mini210s是一款高性能的Cortex A8開發板，它由廣州友善之臂設計、生產和發行銷售。它采用三星S5PV210作為主處理器，運行主頻可高達1GHz。S5PV210內部集成了PowerVR SGX540高性能圖形引擎，支持3D圖形流暢運行，并可流暢播放1080P大尺寸視頻。

Mini210s接口齊全，結構緊湊，布局合理。系統移植的Android內核版本為Android2.3。應用程序開發語言為Java具備良好的可擴展性，便于軟件升級和維護，加之系統本身提供了非常豐富的UI組件，故可以設計出交互性好的系統應用。此外，Google公司提供了Google API來支持Android系統運行如Google maps等應用，極大地方便了應用程序開發。智能導游終端子系統設計如圖2所示。

WIFI模塊通過RS232接口與Mini210s連接使用，通過這一模塊可以使導游終端與Internet的無線連接，同時通過Internet連接旅游數據庫可以方便查詢用戶想了解的相關信息。還可以通過Google maps提供的數據實現電子地圖的功能[3]。

BD模塊是北斗衛星導航系統的簡稱，其功能是為軍事、民用、商用提供全球范圍內不間斷的定位、導航、測速、授時等數據服務。通過這一模塊，自助電子導游系統可以在全球任意地點獲得高精度、.全天候、連續、實時的三維定位、三維測速和時間基準。

圖2 智能導游終端子系統設計Fig.2 Design of intelligent guide terminal subsystem

人機交互可以搭配使用4.3寸高清LCD液晶觸摸顯示屏，分辨率為480×272，完全滿足導游系統要求。

2.2 數據庫設計

數據庫是各類旅游信息系統的心臟，電子導游系統也不例外，電子導游系統主要利用數據庫來存儲和處理旅游信息。其中信息數據庫包括海量的圖形數據、屬性數據、影像數據與多媒體數據。需要根據數據的特點及數據量的大小采用不同的數據組織方式[4]。如景區景點電子導游系統的信息數據庫一般僅存儲景區景點的相關講解信息，信息量相對較少，數據組織也較為簡單；而旅游目的地電子導游系統的信息數據庫不僅要存儲景區景點的相關講解信息，而且還涉及旅游企業信息、旅游交通信息及其他旅游目的地信息等，信息量較大，信息之間的邏輯結構也比較復雜。旅游信息數據庫為導游系統的應用提供了數據保障。

2.3 多媒體應用

信息的媒體（Media）是指承載傳遞信息的文本、圖形、聲音、圖像等，兩個或多于兩個的信息媒體組合稱之為多媒體。不同種類的信息在不同的載體上進行傳播交流，體現了多種信息媒體的特征。我們的電子導游系統突破了傳統單一媒體—聲音或文本，采用聲音、圖像、文字一體化的多媒體方式向游客傳遞旅游信息。多媒體應用模塊主要完成3個功能:景點音頻解說、景點圖片預覽、景點視頻播放。利用解說音頻的播放可以有效降低導游的工作強度，而且通過景點圖片和視頻的預覽，可以補充展現景點珍貴的歷史圖片和特定時間段的景色，從而更加展現出景點的魅力[5]。

2.4 BD導航系統

BD信號接收模塊接收到衛星信號，然后經過解析等一系列數據處理，就可以實現游客的實時定位。另外，豐富的BD信號不僅包含了位置信息，經過解析處理，還能得到游客的行進速度和行進方向等信息。這些信息的獲取都要經過BD數據處理模塊來實現[6]。

3 服務整體框架及模塊介紹

整個系統為3類用戶提供信息服務，如圖4所示。

圖3 BD數據處理模塊Fig.3 BD data processing module

圖4 服務整體框架圖Fig.4 Overall frame diagram of service

1）為景點管理員提供信息平臺的服務模塊

景區管理員可以實時的發布旅游信息，包括實時旅游信息提示的發布，電子導游信息的發布，同時還包括景點廣告信息的發布。景區管理員還可以通過平臺制作語音，視頻，圖片等類型的電子導游，方便游客詳細了解景區的各個景點。景區管理員可以借助PC終端查看當前游客人數的分布，游客的反饋信息，查看網站上景點的關注度，以及對游客反饋信息的回復。通過該信息平臺可以方便管理員對整個景區的管理，同時可以很好地為游客解決困難及疑惑。

2）為移動終端用戶提供各類信息的服務模塊

游客可以通過智能移動終端的BD服務對景點的信息如：BD導航信息，游客分享的旅游信息，景點的官方信息等進行查詢；移動終端可以記錄游客的旅游路徑，同時還可以存儲游客的照片等數據。該終端還可以下載景點音視頻等數據，另外還可以導出本終端的相關數據；游客可以通過智能移動終端訪問我們的網站SNS，上傳游覽途中所照的美景，同時還可以發表自己的個性簽名以及感想。

3）為不在旅行中的用戶提供各類信息的服務模塊

網絡用戶可以通過PC終端查詢旅游信息，如景點列表、游客的信息分享、景點的官方信息等可以增加景點的知名度，吸引更多的游客前往旅游；沒有游覽過景點的游客可以訪問旅游網站SNS，然后下載景點的相關視頻，圖片等信息，增加對景點的了解。已經游覽過景點的游客可以上傳此次游覽途中所拍的美景，可以與更多人分享自己切身的感受；用戶可以通過PC終端建立自己的空間，用戶可以通過空間發表自己的旅游見聞，奇聞異事。然后可以分享自己的空間以及查看別人的空間，用戶還可以添加好友，方便游客們在線交流，從而使SNS網站成為一個服務全面的社交平臺。

4 結束語

景區智能導游服務平臺的開發，通過和移動公司或者景點合作，可提供高質量的旅游信息，最終整合國內的旅游資源，打造權威、開放的旅游信息發布平臺和旅游方面的SNS平臺，并為游客提供更加優質、廉價、便捷的信息服務平臺，成為旅行愛好者不可缺少的移動終端應用，。同時還可開發相應的終端產品，為旅行愛好者提供更為便捷的產品。逐步形成內容廣泛、服務靈活的數字旅游信息平臺。

[1]百度百科.北斗衛星導航系統 [EB/OL].（2012）.http://baike.baidu.com/view/152894.htm.

[2]王軍.便攜式智能導游終端系統的人性化設計與開發[D].杭州：浙江大學，2007.

[3]王亮，曾連蓀.基于Android平臺智能云導游系統的探索[J].電子設計工程，2012，20（12）:22.

WANG Liang，ZENG Lian-sun.The exploration based on Android platform intelligent cloud guide system[J].Electronic Design Engineering，2012，20（12）:22.

[4]張琴英.樂山大佛風景區觸摸屏導游信息系統的設計與實現[D].西安：陜西師范大學，2007

[5]郭俊峰.自助電子導游系統的研究[D].青島：青島大學，2007.

[6]杜艷冰.基于GPS定位的校園電子導游系統設計與實現[D].北京：北京林業大學，2011.