基于物联网的旅游向导系统技术研究❋

王西锋，张晓孪，白 帅

（宝鸡文理学院计算机科学系，宝鸡721016）

基于物联网的旅游向导系统技术研究❋

王西锋，张晓孪，白 帅

（宝鸡文理学院计算机科学系，宝鸡721016）

近年来，国内自助旅游市场发展很快，因而基于物联网开发一款旅游向导系统很有必要。系统由手持设备模块和景点模块组成，以ARM9和MSP430F149为硬件核心，控制nRF24L01射频芯片实现短距离无线传输和景点的自动触发功能，在嵌入式操作系统上显示图形用户界面并进行相关操作。测试表明：系统可以给景点的自助游客带来很大便利。

物联网；自助旅游；手持设备；射频

1 引 言

目前，传统的参团跟随导游游览景点的模式已不能满足人们多元化的出游需求。事实上，游客更愿意按照个人的意愿自主选择旅游方式，因而具有较大自主性的自助旅游，作为一种新的旅游模式得到迅速发展，被越来越多的游客和景点所接受。然而，在旅游过程中，如果游客对景区不了解或了解不足，就不能合理安排个人的旅游路线，餐饮、住宿、行程都可能出现问题。考虑到自助旅游中可能会遇到的这些问题，为了给游客提供更好的旅游环境，以金丝峡旅游景区为例，基于物联网来设计旅游向导系统以帮助游客自助旅游。

2 系统功能分析与关键技术

2.1 系统功能分析

系统主要功能是为游客推荐景区旅游线路，详细介绍沿途重要景点，提供各种旅游服务信息。经过对众多旅游景区的考察和分析，旅游向导系统应该具有以下功能：

（1）提供景区景点介绍：游客可以通过手持设备了解景点相关信息，了解并选择旅游路线，在没有导游的情况下也能顺利旅游；

（2）自动触发功能：当游客拿着手持设备接近旅游景点时，基于物联网的手持设备会自动提示当前景点的信息，当离开景点一定距离时，自动提示的景点信息会消失；

（3）提供景区的相应服务信息，如地图信息，游客所处位置，手持设备上可以查询景区的服务，如交通，餐饮，救助等；

（4）系统维护：管理员可根据景区的信息变化来更改数据库，系统数据库存放在手持设备上。因此，修改过后的数据库（TravelGuid.db）要更新到手持设备上。

2.2 系统使用的主要技术

Qt Creater跨平台编译器，奇趣科技开发的跨平台C＋＋图形用户界面应用程序开发框架，易于扩展且允许组件编程，模块化程度高，可重用性好，有丰富的API函数，一般用作嵌入式系统UI开发的首选工具。IAR Embedded Workbench，是一个高性能的C／C＋＋编译器和调试器的工具套件，应用基于8位，16位和32位微控制器和微处理器。交叉编译技术，可以在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码，利用Linux进行交叉编译，最终实现程序能在ARM芯片上运行［1］。

3 系统设计

3.1 系统运行环境

系统运行平台使用MSP430F149和nRF24L01，ARM920t核心的S3C2440开发板，开发平台使用IAR For MSP430，Qt Creater，采用Qt Creater制作的图形界面，界面友好且支持触屏。系统的主要通信设计如图1所示。

图1 系统主通信图

3.2 数据库选择和设计

系统采用SqLite数据库，它是一款轻型数据库，遵守ACID的关联式数据库管理系统，占用资源非常低，支持各种主流操作系统，能和很多程序语言（如Tcl、C＃、PHP、Java）结合。系统为每个景点分配有唯一的ID，每个景点都有名称和详细介绍。数据库设计如表1所示。

表1 景点表

3.3 手持设备设计

手持设备以天嵌公司的S3C2440开发板（TQ 2440）为控制中心，采用ARM920t内核、32位微控制器、RISC精简指令集，支持QT GUI界面，符合系统开发要求。TQ2440上连有LCD屏、射频等模块，手持设备的图形用户界面由LCD屏幕显示，给用户提供简单的操作；TQ2440通过nRF24L01来接收由景点模块发射的ID，并通过ID来查询景点，将内容显示在LCD屏幕上。

3.4 景点模块设计

景点模块采用MSP430F149芯片作为MCU，控制nRF24L01射频芯片发射当前景点ID。在景点模块配有感知范围为20m左右的NRF24L01射频模块，它是一款工作在2.4到2.5GHz通用ISM频段的采用3.3V供电的低功耗单片无线收发器芯片。无线收发器包括频率发生器、SchockBurst模式控制器，功率放大器、晶体振荡器、调节器、解调器。通过射频模块主要与景点射频的交互来实现自动报站，射频模块辅助GPS来实现精确定位。

系统采用无线射频进行通信，每个景点配备一个射频，用来发送本景点的ID。当游客的手持设备接近景点时，会根据景点发送过来的ID自动判断出景点名称，在手持设备上会根据景点的ID来检索数据库，然后在手持设备上显示当前景点的名称和相关信息。

4 系统实现

4.1 Linux开发环境的搭建

在X86 PC机上安装Vmware Station虚拟机来建立linux环境，在linux上安装QT Creator，QT Embedded ARM交叉编译环境，实现linux ARM环境的搭建。系统选择Qt／Embedded开发系统的图形用户界面［2-3］。

4.2 手持设备的程序实现

4.2.1 驱动程序的实现

手持设备模块的驱动设计用来控制nRF24L01射频芯片来接收景点发送过来的数据。由于TQ 2440与nRF24L01通过SPI接口通信，可以将nRF24L01芯片看作字符驱动，并将射频芯片设置为接收模式，每当有数据发送过来，都将数据暂时保存在linux内核中，然后将其复制到应用程序中［4］。主要代码如下：

4.2.2 手持设备UI的程序实现

在手持设备上设计有系统主界面，查找界面，菜单界面，帮助界面，地图界面，管理界面等。主界面为用户提供系统引导信息，如有触发到景点模块，主界面会自动弹出提示框并显示当前景点名称；如游客按下提示框，就会在查找界面中显示当前景点的详细信息；菜单界面主要为用户提供景区的景点信息，用户可以了解到本景区的主要信息并帮助用户确定旅游路线；管理界面进行景区的数据库管理；帮助界面包括景区服务、餐饮、交通等。

手持设备的UI程序设计采用多线程方式，开始时主线程初始化变量，然后创建子线程来读取驱动程序的数据，如果子线程读取到新数据，将新数据发送到主线程中，如果没有新数据，那么继续等待新数据。当主线程接收到由子线程发送来的数据后，会查询数据库并将查询到的信息显示在主界面上。具体程序流程如图2所示。

图2 程序流程图

手持设备的UI设计采用QT Creater为编译器，代码设计如下：

在主界面中设计有当前时间显示，可以为游客提供精确的时间服务。具体代码如下：

当主界面的Tips按钮被按下后，会切换到查找界面，用来显示查询结果。代码如下：

实现的效果如图3、图4所示。

图3 查询景点实际效果

图4 景点信息显示

主界面上还设有旅游路线，游客们可根据自己喜好来决定旅游线路，代码设计如下［5-6］：

最终实现的效果如图5所示。

图5 旅游线路设计

4.3 景点模块的程序实现

景点模块使用MSP430控制nRF24L01芯片发送当前景点的ID，需要将芯片设置为发送模式，对NRF20L01读写主要是通过SPI总线来实现的，其中的MOSI和MISO分别对应对SPI总线的读与写。射频接收函数主要代码如下［5-6］：

主函数初始化MSP430F149的一些引脚口，并设计一个死循环来不停的发送景点ID。关键实现代码如下：

5 结束语

系统的开发是为了满足目前各景区日益增长的自助旅游需求，在为游客提供方便的同时促进景点自助旅游的发展。系统设计以金丝峡景区自助旅游为例，基于物联网实现了游客手持设备和景点信息发送功能，基本满足了自助游客的需要，也可以推广到其他旅游景区。目前，系统功能还有待进一步完善：如在景点模块还可以设计火灾报警和温度、湿度的采集等功能，这将在下一步工作中完成。

［1］刘军芳，李众立，胡和智.基于s3c2410开发板的Boot Loader的启动分析［J］.微计算机信息，2006，22（17）：201-203.

［2］邱娜灵，蒋朝根.嵌入式Linux下的USB设备驱动［J］.电子元器件应用，2009，11（6）：41-43.

［3］张欢庆.基于ARM处理器的嵌入式Linux系统关键技术研究［D］.天津：天津师范大学，2013.

［4］李敏杰，昂志敏，文建阔，李耀.基于Linux的便捷式移动终端设计与实现［J］.计算机工程，2013，39（5）：309-314.

［5］王延华，岳林.短距离无线数据传输系统的设计实现［J］.机械工程与自动化，2009（5）：33-36.

［6］吴子平.基于QT的嵌入式GUI技术研究与实现［D］.荆州：长江大学，2012.

Research of Travel Guide System Base on Internet of Things

WANG Xi-feng，ZHANG Xiao-luan，BAIShuai
（Department of Computer Science，Baoji College of Arts＆Science，Baoji721016，China）

In recent years，the domestic self-tourism market has developed rapidly，it is necessary to develop a tourist guide system based on internet of things.The system，using ARM9 and MSP430F149 as the hardware core，is composed of the handlemodule and the sightmodule，and controls nRF24L01 RF chip to achieve the functions of short-distance wireless transmission and auto sight trigger.It displays the graphical user interface in the embedded operating system and conducts related operations.The test results show that the system provides the great convenience for the self-help tourists.

Internet of Things；Self Travel；Handheld Device；Radio Frequency

10.3969／j.issn.1002-2279.2014.05.018

TP391

：B

：1002-2279（2014）05-0063-04

宝鸡市科学技术研究发展计划项目（2013R1-6）

王西锋（1978-），男，陕西渭南人，副教授，硕士，主研方向：计算机应用技术研究。

2014-01-21