傳統的旅游景區、展覽館、博物館中的解說工作主要由解說員擔任，相同的內容每天要重復講解多次，且絕大多數解說員只能用單一語種解說。其工作不但乏味，而且不能保證解說質量。特別是人數較多、多個解說員同時講解時，觀眾或游客大多聽不到或聽不清楚解說內容。本文介紹一種智能無線" title="智能無線">智能無線電子解說系統，具有智能化、個性化、高音質、實用性強等特點。無論觀眾到達的時間先后，也無論觀眾的語言是否相同，該系統都能根據觀眾的位置和需要自動確定解說的語言和內容，使每個觀眾不但得到每個展位、景點的完整信息，而且感受到高清晰、低噪聲的音響效果。
1 系統結構
　　一種能夠自動識別當前所處區域并自動切換和播放與該區域對應的解說文件的智能無線電子解說系統如圖1所示，系統由地址碼無線發射機和手持智能無線接收終端組成。

　　地址碼無線發射機安裝在各個景點或展臺處，周期性地向外發射自身地址碼，不同的景點/展臺具有不同的地址碼，同一景點/展臺可以布置一個或多個相同地址碼的發射機，盡量讓所發射的信號覆蓋整個景點/展臺。隨著用戶的移動，所攜帶的手持智能無線接收終端在走近某景點/展臺時會自動接收到對應該景點/展臺的地址碼，通過對該地址碼的解析，接收終端調用并切換到該地址碼對應的解說文件進行播放。
2 系統設計
2.1 設計技術指標
　　·各景點/展臺的覆蓋范圍為5~25米可調；
　　·各景點/展臺之間互不干擾；
　　·景點識別編碼發射采用ISM頻段；
　　·可由用戶選擇語音播放語種，USB接口快速下載；
　　·信號發射功率" title="發射功率">發射功率在允許范圍之內可調；
　　·能在溫度濕度相對惡劣的環境下工作；
　　·自動實現不同景點/展臺的解說內容切換；
　　·能存儲30個景點/展臺、每個景點/展臺5分鐘左右的解說詞；
　　·發射主機符合國家相關標準。
　　為了滿足設計技術指標的要求，對構成系統的主要器件做如下選擇：(1)發射機的低功耗單片機采用TI公司的MSP430F133；(2)接收終端的MCU采用ATMEL公司的AT89C51SND1C，該芯片集成了MP3解碼核和USB接口模塊；(3)無線模塊采用CYWUSB6934；(4)Flash存儲器采用三星公司的K9F1208UOB；(5)顯示電路由多個LED構成，顯示當前所處的景點/展臺位置。
2.2 CYWUSB6934無線收發器件
　　CYWUSB6934是CYPRESS公司推出的低成本高集成2.4GHz直序擴頻射頻片上系統。該器件工作于ISM頻段，共78個頻道可選，具有低功耗、低輻射等特點。發射功率最大為0dBm(1mW)，且具有7個等級可調；無線接收靈敏度高，可達-90dBm(10-12瓦)；最大發射功率下的傳輸半徑超過10m，數據傳輸速率可達62.5kbps；與單片機之間的接口為SPI口，最高數據速率為2Mbps；處于Power Down模式下的待機電流小于1μA；內部集成了無線收發模塊、高斯頻移鍵控調制解調模塊、一對直序擴頻基帶處理模塊以及一對串并/并串轉換模塊；外圍電路僅需要少量電容和電感，體積小、穩定性高，主要用于鍵盤、鼠標等無線USB連接。由于其短距離、功耗低等特點，非常適用于景點/展臺的無線電子解說系統。
2.3 地址碼無線發射機
　　MSP430F133具有超低功耗結構體系，工作電壓1.8～3.6V；VCC為3V且在1MHz時鐘條件下運行時，耗電電流僅為420μA，最高不超過560μA。該芯片共有6種工作模式，包括5種省電模式(LPM0~LPM4)和一種正常模式(AM)。LPM3和LPM4兩種模式下，耗電電流不到2μA；用中斷喚醒CPU的時間僅6μs，因此可以在正常模式與低功耗模式之間靈活快速地轉換，從而降低功耗。
　　因為除AM模式外的5種省電模式CPU都不再執行指令，所以，必須讓芯片在AM模式和省電模式之間來回轉換。本文制定的工作流程如下：
　　芯片上電之后處于正常模式(AM)，完成端口初始化、外設初始化和定時器A初始化等各類初始化工作后，讓無線模塊進入Power Down模式，同時打開定時器A，開中斷，然后進入LPM3模式(由于定時器A所選用時鐘是ACLK，因此LPM3是保證ACLK前提下的最省電模式)。定時器A定時時間到后將產生中斷，單片機從LPM3模式回到正常工作模式，喚醒無線模塊，并發送數據。發送完畢后，繼續讓無線模塊進入Power Down模式，然后開定時器，開中斷，再次進入LPM3模式，等待下一次定時中斷到來。發射端狀態機如圖2所示。

2.4 手持智能無線接收終端
　　每個景點/展臺的解說內容都以特定的文件格式存儲在手持智能無線接收終端的Flash中，每個文件都唯一對應一個地址碼。本系統解說文件采用48kbps的比特率，64MB Flash可存儲180分鐘的解說內容，既保證了音質，也基本滿足播放時間要求。若采用更低的比特率，可獲得更長的播放時間。
　　接收終端開機完成各模塊的初始化后，打開無線模塊，開始監聽信道，同時播放歡迎詞，等待中斷產生。CYWUSB6934的IRQ引腳連接到MCU的INT_0引腳上，當收到1字節數據后，會在其IRQ引腳上產生一次中斷，通知MCU已收到數據。MCU響應外部中斷0，通過SPI口總線讀取CYWUSB6934接收數據寄存器中收到的地址碼，與當前播放文件所對應的地址碼進行比較。若相同則繼續播放，若不同則切換到接收地址碼對應文件播放。
　　為了提高切換的可靠性，避免頻繁切換，規定連續若干次收到同一地址碼時才進行切換。同時，每次收到地址碼后還要讀取RSSI寄存器中的值，若小于規定閾值，則此次接收判作無效。
2.5 SPI口編程
　　對CYWUSB6934的操作就是對各個功能寄存器寫入正確的值或讀出需要的值。一共有32個寄存器，包括發送數據寄存器在內需要寫入的數據有22個。圖3和圖4分別是CYWUSB6934 SPI傳輸格式和單字節寫入時序。由此可知：
　　·要對某個寄存器進行寫入，必須連續傳輸兩個字節，第一個為寄存器地址等信息，第二個才是真正的數據。
　　·SS信號在每次寫入或讀出操作時都持續有效，但在這之前與之后均保持無效。
　　·時鐘信號SCK在空閑時保持低電平，在每個上升沿時對數據進行采樣，數據的變化發生在下降沿處。
　　基于上述幾點，對接收端" title="接收端">接收端MCU的設置為：CPOL=0，CPHA=0；對發射端單片機的設置為：CKPH=1，CKPL=0。
　　接收端SPI口單個寄存器寫操作代碼如下(軟件開發環境為Keil C51)：
void SPI_reg_write(unsigned char address，unsigned char content)
{address　　&=0x3f；
address　　|=0x80；　　　　　　//傳輸方向為Input
　　　SS_=0；　　　　　　　　　//ss有效(為低)
SPDAT=address；　　　　　　　　　//送寄存器地址
while(!(SPSTA & SPIF))；　　　//若SPIF沒有置位，等待
serial_data=SPDAT；　　　　　　//接收數據
SPDAT=content；　　　　　　　　　//送入該寄存器的值
while(!(SPSTA & SPIF))； //若SPIF沒有置位，等待
serial_data=SPDAT；　　　　　　　//接收數據
　　　SS_=1；　　　　　　　　　//ss無效(為高)
}

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