基于STC 89C51新型明信片導游機設計研究

泰山學院物理與電子工程學院 孟凡辰 宿紀松 胡承忠

0 引言

綜合以上因素，本項目旨在研發價格低廉，具有紀念、導游、收藏為一體的泰山旅游特色產品。明信片導游機是一種利用單片機原理，將各個景點的資料存入內存卡內，并放入機體內部。明信片上附有隱形二維碼，不同景點的明信片附有不同的二維碼，通過觸筆的光頭采集數據傳到解碼芯片解碼通過喇叭發音，導游機自動介紹景點，游客在景點處更換一下明信片就可對景點有所了解，方便游客對景點的認知，降低旅游成本，此裝置結構簡單，使用方便，一旦規模化生產制作成本極為低廉，且明信片載體本身極具收藏價值。可以在各大景點使用，具有較好的發展前景。

1 系統的總體構成

本系統由導游機機體、隱形碼光學識別點讀裝置以及含隱形二維碼的景點明信片三大主要部分組成。其中，導游機機體包括STC89C51單片機、存儲卡、電子喇叭等，隱形光學識別點讀裝置（即點讀筆）由傳感頭、解碼電路組成，明信片主要包含隱形二維碼。系統內部控制電路如圖1所示：

圖1 系統內部控制電路圖

2 系統的硬件設計

2.1 導游機機體

導游機機體主要由STC89C51單片機、音頻解碼電路、存儲卡、揚聲器等組成。機體模擬外觀圖如圖2所示：

圖2 機體模擬外觀圖

STC89C51單片機。單片機采用高集成技術將微處理器(CPU)、存儲器（ROM和RAM）、輸入、輸出接口電路集成在同一塊芯片上，構成一個既精密完善的計算機硬件系統，在單片機程序的控制下能高效、準確地完成程序開發者事先規定的任務。本設計選用單片機所需完成的功能主要是進行數字信號與模擬信號之間的互相轉換，由于STC89C51單片機自帶A/D轉換功能，同時采用單片機控制電路可以降低導游機的成本，減小導游機的體積，使游客攜帶更加方便。

存儲卡。利用存儲卡事先將各景點講解語音文件儲存下來，其主要采用MP3技術合成語音，利用將大量語音文件打包成一個文件的語音文件打包技術，在打包文件上建立與碼值一一對應的索引信息，將各景點語音講解文件儲存在存儲卡中。

電子喇叭。電子喇叭主要起到接收由單片機所傳送來的電子信號，并轉換為聲音信號播放出來。電子喇叭原理圖如圖1所示

音頻解碼電路。基于MP3技術的音頻解碼電路主要功能為接收圖像解碼電路所識別的碼值，并將儲存在存儲卡中的相應語音文件播放出來。

2.2 隱形光學識別點讀裝置

傳感頭、解碼電路組成主要由傳感頭、解碼電路組成。觸筆外觀圖如圖3示：

圖3 觸筆外觀圖

傳感頭。主要功能為感應明信片中包含的隱形二維碼，并將感應到的信息傳送給圖像解碼電路。

圖像解碼電路。圖像解碼電路的主要作用為接收傳感頭感應的隱形二維碼圖像，并將圖像轉換為二維碼碼值，后送入音頻解碼電路進行下一步處理。

2.3 明信片（含隱形二維碼）

明信片采用了隱形二維碼技術，二維碼具有儲存量大、保密性高、可讀性強等特點，隱形二維碼兼具二維碼的優點，同時肉眼不見，無法復制偽造。這樣在不影響明信片美觀的同時，也使明信片具有了收藏價值。明信片及隱形二維碼結構如圖4所示：

圖4 明信片及隱形二維碼結構圖

3 系統的軟件設計

本設計主要由單片機進行主要控制工作，可實現設計要求的全部功能。首先由隱形光學識別點讀裝置的傳感頭對明信片中的隱形二維碼進行感應，并將采集到的二維碼圖像信息傳送給圖像解析電路，由圖像解析電路對圖像信息進行解析處理，翻譯出特定碼值，而后將碼值通過通訊接口傳遞給基于MP3技術的音頻解碼電路，該解碼電路根據碼值將儲存在存儲器中相應的語音文件通過接口發送給單片機，并經過單片機的數模轉換后，由發聲裝置（即喇叭）播放出。整個過程由電池供電。本設計整體流程圖如圖5所示：

圖5 設計整體流程圖

4 結語

本設計的創新點與優勢在于，明信片導游機是一種新型便攜式智能旅游產品，將明信片、導游機功能合二為一，其結構小巧，使用方便，根據觸筆掃描卡片二維碼來進行發聲解說，幫助游客更好地了解景點的歷史文化，通過更換明信片的方式來向游客解說各個景點，減少旅游開支。目前大多數景點以出租導游機為主，費用昂貴，攜帶不便；有些景點也有導游帶領，有時會造成時間拖延，明信片導游機幫助游客節省時間的同時，也減少了游客旅游費用的開支，也同樣能使游客對景點有所了解，明信片也同樣具有收藏價值。該裝置具有很好的市場前景。

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