博物館導游智能小車的設計

韓廣欣++高云紅++郭鵬程

摘 要：本文介紹了一種博物館導游智能小車控制系統的設計，該系統采用STC89C52RC單片機、光電傳感器及語音播報模塊對小車進行控制。實現了包括循跡、蔽障、定點語音播報及無線控制等功能。利用本系統可以克服人工講解費時費力、靈活差的特點，更好地滿足現代旅游個性化的需求。

關鍵詞：博物館 導游小車 光電傳感器 單片機

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（c）-0001-02

博物館為公眾開放美術、工藝、科學、歷史及考古學的藏品，是一個為社會和社會發展服務的，向公眾開放的永久性機構，為研究、教育和欣賞的目的，對人類和人類環境的見證物進行搜集、保存、研究、傳播和展覽。博物館的陳列雖然具有很強的形象化直觀教育作用，但其難以針對不同文化水平和理解能力觀眾的不同需要來進行布置，有些內容不能充分表現，需要借助講解工作予以彌補，講解員通過直觀視覺初步獲得不連貫的感性知識，上升為對陳列主題思想的正確理解，以至成為系統的理論知識，從而使博物館陳列充分發揮其教育作用。隨著人們對目標信息的獲取量、自由選擇度及其便利性的要求越來越高，傳統的以人導引講解為主的形式單一、信息量少、可選性差，且費時費力，講解人員工作強度大的缺點，難以滿足現代旅游發展的要求。本產品具有導引路線、可選擇講解內容等功能。啟動后自行定位，按規定路線引領游覽者前行，且進行實時講解。途中進行避障規劃，檢測到有障礙物，停止前行。

1 系統設計

1.1 整體結構

系統采用模塊式處理方式，分為中央處理系統、傳感模塊、電機驅動模塊、語音模塊，總體結構框圖如圖1所示。通過光電傳感器（辨別路線、測定地點、發現障礙物）將信息傳輸給中央處理模塊，中央處理模塊接到傳感器傳來的信號并將其處理分析，然后根據處理結果控制電機驅動系統和語音系統，確保小車的行進和報音的準確性。遙控器進發送指令，HS2272模塊接受高低電平使單片機控制語音系統重復播放或跳過。

1.2 硬件系統設計

（1）紅外傳感器。采用五個TCRT5000紅外傳感器模塊。四個傳感器安裝小車前端下方的左、右兩端，實時檢測路線和定點標志；一個傳感器安裝在小車前端，實時檢測障礙物，以實現小車的循跡、避障和定位功能。（2）電機驅動模塊。小車采用直流電機提供動力。它內部包含4通道邏輯驅動電路，是二相和四相電路的專用驅動器，接收標準TTL邏輯電平信號，驅動46V、2A以下的電機。（3）語音模塊：采用MP3模塊，將MP3格式的語音文件放入TF卡的01文件夾中，分別以001、002等數字命名，以低電平觸發相應的觸發端口即可播放語音，操作簡單。（4）單片機最小系統。本設計采用STC89C52RC單片機作為主控片。它具有加密性強、低功耗、價格實惠、高速可靠、抗干擾性能優良等特點。（5）無線通信模塊。采用PT2272模塊，接受來自于遙控器發出的高低電平進而使單片機控制語音播放模塊和小車運動狀態，PT2272模塊方式簡單，易于操作。

1.3 軟件系統設計

（1）主程序流程圖。

小車循跡，檢測是否有障礙，有障礙則停止直至障礙消失，無障礙繼續前行，檢測是否到達定點，若到達定點，小車停止且播放語音，播放完成小車繼續前行，直至到達終點，見圖2。

（2）無線通信流程圖。

當K1鍵按下時，用戶選擇再次播放當前展品介紹詞，由于游客的思維和小車的動作不具有同步性，所以小車要先判斷自己的位置，若處于游客要求的展品位置則再次播放，若未處于游客要求的展品位置，則后退直至到達展品位置，再次播放該展品介紹詞。當K2鍵按下時，小車前行直至下一展品位置，播放該展品的介紹詞，見圖3。

2 結語

博物館的陳列有些內容不能被游客充分理解，需要借助講解工作予以彌補。傳統的以人導引講解為主的形式單一、信息量少、可選性差，且費時費力，講解人員工作強度大的缺點。本設備經實驗驗證具有軟硬件設計簡單，成本較低，易于開發，安全可靠，操作方便等特點，可作為產品進行開發，應用于博物館等場所。

參考文獻

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