CN205080605U - 能够检测小区域景点定位标识交叉覆盖的电子导游系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了能够检测小区域景点定位标识交叉覆盖的电子导游系统，包括导游机主控器，有源RFID模块，射频信号强度比较模块和多媒体播放模块；导游机主控器为单片机芯片；射频信号强度比较模块为FPGA芯片；有源RFID模块和多媒体播放模块均与所述导游机主控器通讯连接；导游机主控器还通过SPI串行通信接口与射频信号强度比较模块通讯连接。本实用新型具有能够检测出各个有源电子标识射频信号的信号强度，从而实现定位标识交叉覆盖检测的优点。

Description

能够检测小区域景点定位标识交叉覆盖的电子导游系统

技术领域

本实用新型涉及一电子导游系统，具体是一种能够检测小区域景点定位标识交叉覆盖的电子导游系统。

背景技术

电子导游机是游客在景区中使用的可以自动播放景点音频文件和视频文件的电子设备。智能电子导游机通常可以自动感应景点位置，自动播放景点解说词、指示当前游览的景点位置，以及指示游览路径，并且实现移动支付等功能。总的来说位置定位和移动支付是目前电子导游机具有的两大重要功能，也是电子导游机技术的两大发展方向。

目前采用有源RFID技术实现位置定位是一种普遍的技术路线选择，通常有源RFID(RadioFrequencyIdentification)技术适用于小区域景点定位，通信距离为0.5米至200米，分成433MHz、900MHz和2.45GHz三个通信频段。不同的通信距离可以通过调节发射功率实现，因此比较实用于景区不同景点的覆盖。

但是，现有技术中存在以下技术问题：对于使用2.45GHz有源RFID的系统，当在一个小区域里放置多个2.45GHz有源电子标识时，可能会存在一个台智能导游机收到多个定位标识信号的情况，即小区域景点定位标识交叉覆盖的现象。而电子导游机在一定时间段内只能播放一个景点语音，需要避免多个景点语音切换的情况，所以需要采用一种合理的交叉覆盖处理机制来避免景点语音来回切换的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是：怎样提供一种能够检测出各个有源电子标识射频信号的信号强度，从而实现定位标识交叉覆盖检测的电子导游系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案。

能够检测小区域景点定位标识交叉覆盖的电子导游系统，其特征在于，包括导游机主控器，有源RFID模块，射频信号强度比较模块和多媒体播放模块；

所述导游机主控器为单片机芯片；所述射频信号强度比较模块为FPGA芯片；

所述有源RFID模块和多媒体播放模块均与所述导游机主控器通讯连接；

所述导游机主控器还通过SPI串行通信接口与射频信号强度比较模块通讯连接。

进一步的，所述导游机主控器还同时与GPS模块和NFC模块通讯连接；所述GPS模块配置有用于接收太空GPS定位信号的微波天线；所述NFC模块配置有用于与消费型NFC阅读器和Mifare卡定位标识通讯的高频天线线圈。

更进一步的，所述NFC模块主要由PN512芯片构成。

相比现有技术，本实用新型具有如下优点：本项目采用FPGA芯片构成的射频信号强度比较模块检测2.4GHz有源电子标识射频信号强度，对多个景点定位标识的信号强度进行综合比较，将综合计算结果通过SPI串行通信接口发送给导游机主控器，导游机主控器根据综合计算结果进行景点语音切换，因此本实用新型具有能够检测出各个有源电子标识射频信号的信号强度，从而实现定位标识交叉覆盖检测的优点。

附图说明

图1是本实用新型结构图；

图2是NFC模块进行移动支付的工作过程示意图；

图3是NFC模块进行Mifare卡定位的工作过程示意图；

图4是电子导游机的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

具体电路结构如图1所示，能够检测小区域景点定位标识交叉覆盖的电子导游系统，包括导游机主控器，有源RFID模块，射频信号强度比较模块和多媒体播放模块；

导游机主控器可采用单片机芯片实现；射频信号强度比较模块采用FPGA芯片实现；

有源RFID模块和多媒体播放模块均与导游机主控器通讯连接；

导游机主控器还通过SPI串行通信接口与射频信号强度比较模块通讯连接。导游机主控器还同时与GPS模块和NFC模块通讯连接；GPS模块配置有用于接收太空GPS定位信号的微波天线；NFC模块配置有用于与消费型NFC阅读器和Mifare卡定位标识通讯的高频天线线圈；

本实用新型工作原理及工作过程如下：

(一)各主要模块工作要点如下：

有源RFID(RadioFrequencyIdentification)模块为有源射频识别模块，适用于小区域景点定位，通信距离为0.5米至200米，分成433MHz、900MHz和2.45GHz三个通信频段。

NFC(NearFieldCommunication)模块为近距离无线通讯模块，其采用非接触式识别和互联技术进行通讯，该NFC模块用于实现移动支付功能和10cm以内的近距离景点定位功能。

GPS(GlobalPositioningSystem)模块为全球定位系统模块，用于实现大区域景点定位，定位精度约4米。GPS模块配置有微波天线，GPS模块负责接收太空GPS定位信号，并计算出导游机当前所在位置。导游机主控器实时计算GPS方位信号，并与导游机存储的GPS地图不断对比，并锁定导游机所在景点区域。

多媒体播放模块是输出装置，其包括景点语音和景点电子地图两种输出模式。

(二)有源RFID(RadioFrequencyIdentification)模块的具体工作过程(也即是如何进行定位标识交叉覆盖检测的过程)如下：

本实用新型采用FPGA芯片检测2.45GHz有源电子标识射频信号强度，并对多个景点定位标识的信号强度进行综合比较处理，根据综合比较处理结果进行景点语音切换。具体的，有源RFID模块配置有2.45GHz微波天线，该2.45GHz有源RFID模块通过电磁耦合方式与2.45GHz有源RFID定位标识进行通信，源RFID模块成为一个2.45GHz有源RFID阅读器，实现位置定位，当导游机收到多个定位标识信号的情况，即小区域景点定位标识交叉覆盖的现象时，导游机主控器(单片机)将定位标识信号通过SPI总线发送给FPGA芯片实现的射频信号强度比较模块，射频信号强度比较模块检测出各个有源电子标识射频信号的信号强度，并进行比较处理，将信号强度大的有源电子标识作为当前有效有源电子标识。当然FPGA需要将最终比较处理的结果(也即当前有效有源电子标识信息)回传给导游机主控器。

以上提及的单片机与FPGA之间的通信是这样实现的：

单片机产生SPI工作时序实现单片机与FPGA芯片之间的SPI通信接口，这种通信方式至少具有根4线(只需要单向通信时3根线也可实现)，具体的分别是：1、从设备数据输入线SDI，也是主设备数据输出线；2、从设备数据输出线SDO，也是主设备数据输入线；3、时钟信号线SCLK，时钟信号由主设备产生；4、从设备使能信号线CS。

主设备和从设备之间进行同步串行数据传输，在主设备的移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，地位在后，为全双工通信，简单高效。

在本实用新型中单片机为主设备，FPGA为从设备，FPGA在接收到单片机的数据后可以首先暂存，然后用于FPGA内部数字逻辑单元的控制或者数据输入。FPGA为大规模可编程数字集成电路，内部具有大量数字逻辑单元，通过硬件描述语言或者原理图调用设计均可实现强大的信号处理功能，从而为整个系统提供高速、稳定的硬件基础。并且FPGA内部逻辑单独设计，简化了单片机控制器的软件设计。

此外，关于工作时钟可采用如下方案解决：利用外部时钟电路为FPGA芯片提供工作时钟，FPGA芯片内部工作时钟信号经过FPGA内部分频模块分频后提供给单片机作为工作时钟使用，这样就可以进一步简化电路设计。

NFC模块，GPS模块的和其他未涉及的部分的具体电路结构，不属于本实用新型改进，均可采用现有成熟技术，其工作过程在此也不再赘述。

(三)系统整机工作过程如下：

移动支付智能电子导游机在工作过程中，导游机主控器综合NFC模块、GPS模块及有源RFID模块的各种输入条件，根据其内部预设的判断条件确定多媒体播放模块5的输出形式。

图4所示，本实用新型整机工作可采用以下步骤，步骤S1：导游机主控器对NFC模块、有源RFID模块、GPS模块及多媒体播放模块进行初始化；

步骤S2：所述导游机主控器判断其是否在如图2所示的消费型NFC阅读器的磁场范围内，如果该导游机主控器在该磁场范围内，并且收到消费型NFC阅读器发出的扣款命令，则进入步骤S3，否则进入步骤S4；

步骤S3：所述NFC模块进行移动支付处理，NFC模块完成移动支付处理后进入步骤S4；其中，所述移动支付一般都是小额消费，移动支付不需要游客输入交易密码，只要移动支付智能电子导游机内存有足够的金额即可；

步骤S4：所述导游机主控器1寻找如图3所示的Mifare卡定位标识，当读取到Mifare卡定位标识的ID时，则进入步骤S7，否则进入步骤S5；

步骤S5：对于需要进行有源RFID定位的景点，导游机主控器寻找有源RFID定位标识，当识别到有源RFID定位标识时，则进入步骤S7，否则进入步骤S6；

步骤S6：导游机主控器实时计算GPS方位信号，并与其存储的GPS地图不断对比，当锁定了定位区域，则进入步骤S7，如果在设定的时间内没有锁定到定位区域，则重新进入步骤S2；

步骤S7：所述多媒体播放模块5进行多媒体处理。

所述Mifare卡定位标识、有源RFID定位标识及GPS锁定都可以定位某具体景点，导游机主控器1总是控制多媒体播放模块以最新的定位信息播放定位景点对应的语音及更新电子地图显示内容。

本实用新型电子导游机在工作过程中，导游机主控器综合NFC模块、GPS模块及有源RFID模块的各种输入条件，根据其内部预设的判断条件确定多媒体播放模块的输出形式。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.能够检测小区域景点定位标识交叉覆盖的电子导游系统，其特征在于，包括导游机主控器，有源RFID模块，射频信号强度比较模块和多媒体播放模块；

所述导游机主控器为单片机芯片；所述射频信号强度比较模块为FPGA芯片；

所述有源RFID模块和多媒体播放模块均与所述导游机主控器通讯连接；

所述导游机主控器还通过SPI串行通信接口与射频信号强度比较模块通讯连接。

2.根据权利要求1所述的能够检测小区域景点定位标识交叉覆盖的电子导游系统，其特征在于，所述导游机主控器还同时与GPS模块和NFC模块通讯连接；所述GPS模块配置有用于接收太空GPS定位信号的微波天线；所述NFC模块配置有用于与消费型NFC阅读器和Mifare卡定位标识通讯的高频天线线圈。