随着物质生活水平的提高，人们越来越多地开始选择外出旅游。旅游景区成为了人们享受高品位文化生活的极好场所,但游客已不满足于走马观花式的游玩，更想对景点的人文背景、历史渊源等加以了解。然而问题也随之产生，如导游人员的缺乏及其素质不高，大量外国游客的涌入以及大批喜欢自由的旅游者的出现。这就需要景区为游客提供更加规范、详尽的多语种讲解，而电子导游系统无疑是一位极佳的导游员。通过电子导游系统对景区及陈列的历史文物等内容以图文并茂的方式展现给游客,使游客在充分欣赏了景区和展品的外观表象之后，又获得了丰富的知识[1-2]。基于以上原因，本文提出了一种基于PTR2000的电子导游系统的设计与实现，该导游系统采用了成熟的2.4 G无线通信技术，利用大容量的SD卡作为存储介质并配合高压缩比的MP3格式文件存储，不仅使游客享受到了更多旅游的乐趣，而且还可以帮助景区管理部门更好地掌握景区状况，合理引导游客，有效地利用景区设施。
1 系统总体结构
基于PTR2000电子导游系统的总体结构如图1所示。整个系统主要包括由单片无线收发数传MODEM模块(PTR2000)组成的无线射频基站和游客手中的电子导游机两部分。无线射频基站被预先编号，放置在需要进行解说的景点，这样在各个景点就有不同的编码信号，而且各个基站都有各自的覆盖范围，并持续发送其编号信息[3]。游客进入无线射频基站所覆盖的区域内，游客电子导游机上的无线接收模块就会接收到无线射频基站发送的编号信息，电子导游机的预置应用处理程序会根据编号自动从SD卡中寻址并调出相应的语音文件，再由MP3解码板对相应的语音数据进行解码，输出解说语音，并在游客移步换景的同时，自动跟踪、切换到相应景点的解说。此外，游客还可以根据自己的喜好，通过语言选择功能按键，选择播放的语言，如普通话、英语、方言等[4-5]。
2 无线射频基站
无线射频基站的硬件原理如图2所示，采用无线收发一体数传MODEM模块PTR2000为主芯片。该模块采用抗干扰能力较强的FSK调制/解调方式，工作频率稳定可靠、外围元件少、功耗极低且便于设计生产，因而设计非常方便。而且模块内部集成了高频接收、参量放大、PLL合成、功率放大、FSK调制/解调、频道切换等功能。

在软件编程过程中，对PTR2000的工作模式和工作频道的选择尤为重要，表1给出了该模块的工作模式控制及工作频道的选择方式。
(1)发送
PTR2000的通信速率最高为20 Kb/s，也可工作在其他速率4 800 b/s、9 600 b/s下。 在发送数据之前，将模块先置于发射模式,即TXEN=1,然后在等待至少5 ms后(接收到发射的转换时间)才可以发送任意长度的数据。发送结束后应将模块置于接收状态，即TXEN=0。
(2)接收
接收时应将PTR2000置于接收状态，即TXEN=0。然后将接收到的数据直接送到单片机串口或经电平转换后送到计算机。
(3)待机模式
当PWR=0时，PTR2000即进入节电待机模式，此时的功耗大约为8 μA，在待机模式下不能接收或发射数据[6]。
PTR2000 除了应注意在发送、接收和待机模式下的编程外，为了使系统能够可靠地通信，在编程时应设计通信协议，并考虑数据的纠检错能力，检错可采用CRC校验方式。
3 电子导游机
电子导游机的结构如图3所示，主要包括数据处理/控制模块、控制键盘、充电电源模块、PTR2000无线接收模块、液晶显示模块、MP3模块、语音存储模块(SD卡存储)和语音播放模块等功能模块。

数据处理/控制模块由STC89C52单片机及外围电路构成，主要通过串口接收PTR2000无线接收模块送来的编号信息，将编号信息转换成地址信息，对语音存储模块的主芯片进行寻址，并发送指令给MP3模块。由MP3模块将相应地址中预先存储在SD卡上的压缩音频信号(MP3格式)硬件解码为数字音频信号，并传送到语音播放模块进行播放。此外数据处理/控制模块还可接收控制键盘送来的控制信息，并将输出信息发送到液晶显示模块上进行显示输出等功能。
MP3模块采用杭州远光科技有限公司的BAT系列高保真MP3模块，该模块体积小、使用简单灵活，具有如下特点：
(1)模块内集成MCU、MP3解码、TF/SD卡读写、电源支持、参数存储等功能；
(2)模块的推荐使用电压为6 V～24 V，最低可低至5 V，最高可高达30 V，满足大多数场合的需要；
(3)模块直接使用标准的内存卡存储音乐。通过电脑录音编辑后即可直接通过非常廉价的读写卡器写入内存卡中，不必使用昂贵且通用性差的专业编程器，在满足灵活性的前提下最大限度地为用户节省成本；
(4)模块支持播放时挂起功能，这一点特别适用于正在播放背景音时插播其他音乐的情况。当插播音乐播放完毕后，可以接着断点继续播放，而插播音乐的数量和时间不受限制。
此外，该模块有4种工作模式可供选择使用：MP3 模式、直放模式、并行模式和串行模式，管脚M1、M0 为模式设置端。工作模式的设置如表2所示。

本设计选择串行模式，即通过串口发送命令控制模块的动作，该模式为全功能模式，可以使用模块的全部功能，串行模式原理如图4所示。
4 系统软件流程
整个系统的软件流程如图5所示，主要包括无线射频基站软件流程和电子导游机软件流程两个方面。对于无线射频基站主要完成编号信息的发射，以供电子导游机接收进行语音寻址。

电子导游机在进行完串口和PTR2000模块初始化后，一直处于待机状态。当游客进入到无线射频基站覆盖的景点范围时，判断是否接收到无线射频基站发出射的编号信息，若接收到，则数据处理和控制模块会将编号信息转换成地址信息，由MP3模块将相应地址中预先存储在SD卡上的压缩音频信号进行解压，传送到语音播放模块进行播放，并将相关信息输出到LCD上显示。
本文介绍的基于PTR2000的电子导游系统配合使用无线收发一体数传MODEM模块PTR2000和BAT系列高保真MP3模块，采用低功耗单片机STC89C52控制PTR2000模块和MP3模块的工作，成功地减小了体积，降低了功耗。而且采用的器件都是市场上常见的普通器件，大大降低了成本。利用大容量的SD卡作为存储介质并配合高压缩比的MP3格式文件存储，从根本上解决了电子导游机容量的问题。
测试表明，该导游系统定位准确，电子导游器在距离无线射频基站50 m范围内有效，语音信息可长时间播放且音质良好。同时采用了SD卡存放音频信息，省去了经常取芯片烧录的麻烦。
参考文献
[1] 肖艳林，宣宗强，李杰，等. 基于单片机的电子导游系统设计[J]. 单片机与嵌入式系统应用，2007(8)：37-38.
[2] 袁敏捷，吕柏权，方培晓. 基于AT85C51SND3和CC2500的智能电子导游系统[J]. 工业控制计算机，2008，21(7)：74-75.
[3] 王涛春，陈军，张学杰，等.基于GPS和PDA的电子导游系统的关键技术[J]. 计算机应用，2004(24)：247-250.
[4] 唐启鹏，周求湛，杨熙春，等. 智能语音导游器的设计与实现[J].信息技术与信息化，2004(4)：21-23.
[5] 赵骥，张学东.手持电子导游系统的设计与实现[J].鞍山科技大学学报，2006，29(4)：381-384.
[6] 武兴建，吴金宏.无线收发数传MODEM模块PTR2000的原理与应用[J]. 国外电子元器件，2001(12):4-6.