基于GPS及TTS模块的景区自助语音导游系统设计.doc

基于GPS及TTS模块的景区自助语音导游系统设计 邹益民 时间:2013年01月14日 来源：微型机与应用2012年第24期 摘? 要： 介绍一种基于 HYPERLINK /search/?q=GPS \o GPS GPS模块和科大讯飞 HYPERLINK /search/?q=TTS \o TTS TTS语音模块的景区自助语音导游系统，给出了系统的详细硬件设计方案及主要软件流程图。除可为景区游客的自助导游提供支持外，还可充分展示景区的各类工作成果，并收集游客对景区相关工作的评价意见，最后还可通过上位PC机软件提取游客活动信息及评价意见，进而为景区改善旅游服务及管理工作提供依据。关键词： GPS；TTS； HYPERLINK /search/?q=景区导游 \o 景区导游 景区导游； HYPERLINK /search/?q=语音合成模块 \o 语音合成模块 语音合成模块；语音播报 \景区的游客自助导游系统可方便地为游客提供景区游览路线、游览主题内容、预计游览时间等基本信息，从而使游客可合理地安排个性化的游览线路[1-2]。此外，还可用于向游客提供有关景区的详尽资讯，以充分展示景区的历史文化内涵，同时还可用于收集游客对景区相关服务工作的评价意见。之后还可通过上位PC机软件下载必威体育精装版景区导游信息，并提取游客活动信息及评价意见，进而为景区准确掌握游赏热点，进而改善旅游服务及管理工作提供依据。?? ?本文给出一种基于GPS定位技术及TTS语音模块的自助语音导游系统。自助语音导游相比导游手册可提供更详尽的实时导游信息；相比专业导游服务，自助语音导游不仅成本较低，还具有低介入性、更为个性化及人性化的优势。1 硬件系统设计?? ?本系统以MCS51单片机作为主控芯片，基于GPS定位模块实现移动定位功能，以确认游客所在的地理位置。其后，结合内置的景区地理信息数据，即可通过板载小型LCD显示，也可使用科大讯飞XF-S4240 中文语音合成模块即时播放位置信息及景区导游信息，从而实现景区的语音导航、导览及导游功能。此外，通过板载的按钮，用户还可对景区各项设施与服务给出评价信息，景区管理者则可通过收集这些信息了解游客需求、各景区游客关注度及停留时间，进而改进景区建设，更好地为游客提供高质量的服务。1.1 系统总体结构?? ?GPS景区自助导游系统硬件电路主要包括单片机控制模块、GPS数据接收模块、语音合成模块、LCD显示模块、按键模块、串行通信模块、电源模块等。图1为该系统的总体设计框图。 ??? 系统硬件部分电路设计可参见图2，由AT89C51单片机芯片、台湾丽台Leadtek GPS 9543LP定位模块、科大讯飞XF-S4240嵌入式中文语音合成模块、LM386音频 HYPERLINK /search/?q=放大器 \o 放大器 放大器、放音喇叭、MAX232串口变换模块、128×64点阵LCD屏、4.2 V/3.3 V及3.3 V/1.8 V电源变换模块等组成。单片机作为主控芯片，通过串行接口控制GPS模块，以获取定位信息。定位及导游信息首先通过液晶屏显示，同时使用SPI接口发送到XF-S4240模块实施语音合成，再经LM386完成音频信号放大后推动喇叭发音；MAX232为串口信号电平变换模块，由MCS51实现一个软串口功能，用于必要时与上位PC机通信，供下载旅游信息或上传游客信息之用；键盘接口用于连接一个4×4的薄膜键盘，供游客输入信息；LDO电源变换芯片AMS1117-3.3，AMS1117-1.8则用于实现4.2 V→3.3 V→1.8 V的变换，为XF-S4240及GPS 9543LP模块提供所需的工作电源。1.2 GPS定位模块及其电路设计?? ?本系统选用的丽台Leadtek GPS 9543LP定位模块采用并行12通道，定位精度可达15 m。GPS 接收模块的型号、性能各异，但其GPS定位信息串行输出格式大多采用美国国家海洋电子协会制定的NMEA-0183 通信标准格式。其输出数据采用ASCII码，内容包含纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向以及卫星状况等信息，常用语句有6 种，包括GGA、GLL、GSA、GSV、RMC 和 VTG。可通过专用设置软件或普通的串口调试软件发送相应的控制命令给GPS模块，以设置其输出周期及输出格式[3-4]。本系统只需时间、经纬度、海拔高度以及卫星数等信息，故仅选用GGA输出格式。?? ?一条$GPGGA 语句包括17个字段，形如：“$GPGGA，UTC时间，纬度，纬度半球，经度，经度半球，定位质量指示，使用卫星数量，水平精确度，天线离海平面的高度，高度单位，大地水准面高度，高度单位，差分GPS数据期限，差分参考基站标号，*校验和CRLF”。其中校验和代表从“$”开始到