基于STC 89C51新型明信片导游机设计研究

泰山学院物理与电子工程学院 孟凡辰 宿纪松 胡承忠

0 引言

综合以上因素，本项目旨在研发价格低廉，具有纪念、导游、收藏为一体的泰山旅游特色产品。明信片导游机是一种利用单片机原理，将各个景点的资料存入内存卡内，并放入机体内部。明信片上附有隐形二维码，不同景点的明信片附有不同的二维码，通过触笔的光头采集数据传到解码芯片解码通过喇叭发音，导游机自动介绍景点，游客在景点处更换一下明信片就可对景点有所了解，方便游客对景点的认知，降低旅游成本，此装置结构简单，使用方便，一旦规模化生产制作成本极为低廉，且明信片载体本身极具收藏价值。可以在各大景点使用，具有较好的发展前景。

1 系统的总体构成

本系统由导游机机体、隐形码光学识别点读装置以及含隐形二维码的景点明信片三大主要部分组成。其中，导游机机体包括STC89C51单片机、存储卡、电子喇叭等，隐形光学识别点读装置（即点读笔）由传感头、解码电路组成，明信片主要包含隐形二维码。系统内部控制电路如图1所示：

图1 系统内部控制电路图

2 系统的硬件设计

2.1 导游机机体

导游机机体主要由STC89C51单片机、音频解码电路、存储卡、扬声器等组成。机体模拟外观图如图2所示：

图2 机体模拟外观图

STC89C51单片机。单片机采用高集成技术将微处理器(CPU)、存储器（ROM和RAM）、输入、输出接口电路集成在同一块芯片上，构成一个既精密完善的计算机硬件系统，在单片机程序的控制下能高效、准确地完成程序开发者事先规定的任务。本设计选用单片机所需完成的功能主要是进行数字信号与模拟信号之间的互相转换，由于STC89C51单片机自带A/D转换功能，同时采用单片机控制电路可以降低导游机的成本，减小导游机的体积，使游客携带更加方便。

存储卡。利用存储卡事先将各景点讲解语音文件储存下来，其主要采用MP3技术合成语音，利用将大量语音文件打包成一个文件的语音文件打包技术，在打包文件上建立与码值一一对应的索引信息，将各景点语音讲解文件储存在存储卡中。

电子喇叭。电子喇叭主要起到接收由单片机所传送来的电子信号，并转换为声音信号播放出来。电子喇叭原理图如图1所示

音频解码电路。基于MP3技术的音频解码电路主要功能为接收图像解码电路所识别的码值，并将储存在存储卡中的相应语音文件播放出来。

2.2 隐形光学识别点读装置

传感头、解码电路组成主要由传感头、解码电路组成。触笔外观图如图3示：

图3 触笔外观图

传感头。主要功能为感应明信片中包含的隐形二维码，并将感应到的信息传送给图像解码电路。

图像解码电路。图像解码电路的主要作用为接收传感头感应的隐形二维码图像，并将图像转换为二维码码值，后送入音频解码电路进行下一步处理。

2.3 明信片（含隐形二维码）

明信片采用了隐形二维码技术，二维码具有储存量大、保密性高、可读性强等特点，隐形二维码兼具二维码的优点，同时肉眼不见，无法复制伪造。这样在不影响明信片美观的同时，也使明信片具有了收藏价值。明信片及隐形二维码结构如图4所示：

图4 明信片及隐形二维码结构图

3 系统的软件设计

本设计主要由单片机进行主要控制工作，可实现设计要求的全部功能。首先由隐形光学识别点读装置的传感头对明信片中的隐形二维码进行感应，并将采集到的二维码图像信息传送给图像解析电路，由图像解析电路对图像信息进行解析处理，翻译出特定码值，而后将码值通过通讯接口传递给基于MP3技术的音频解码电路，该解码电路根据码值将储存在存储器中相应的语音文件通过接口发送给单片机，并经过单片机的数模转换后，由发声装置（即喇叭）播放出。整个过程由电池供电。本设计整体流程图如图5所示：

图5 设计整体流程图

4 结语

本设计的创新点与优势在于，明信片导游机是一种新型便携式智能旅游产品，将明信片、导游机功能合二为一，其结构小巧，使用方便，根据触笔扫描卡片二维码来进行发声解说，帮助游客更好地了解景点的历史文化，通过更换明信片的方式来向游客解说各个景点，减少旅游开支。目前大多数景点以出租导游机为主，费用昂贵，携带不便；有些景点也有导游带领，有时会造成时间拖延，明信片导游机帮助游客节省时间的同时，也减少了游客旅游费用的开支，也同样能使游客对景点有所了解，明信片也同样具有收藏价值。该装置具有很好的市场前景。

[1]唐俊翟.单片机原理与应用[M].

[2]李广第.单片机基础[M].

[3]周娣.浅谈二维码的应用[D].山东轻工业学院.