【正文】 需求分析的結(jié)論。由于基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游是面向大眾旅游消費(fèi)者的，所以在設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游的目標(biāo)群體做出全面的分析。通常來(lái)說(shuō)，人們外出旅游時(shí)會(huì)向旅行社咨詢旅游目的地以及一些外出事宜，這必然會(huì)選擇一個(gè)導(dǎo)游進(jìn)行全程陪同，而隨著基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游的興起，選擇用語(yǔ)音導(dǎo)游來(lái)幫助旅行的游客越來(lái)越多。從溫州市旅游局獲悉，在2014年的“十一”黃金周，雁蕩山景區(qū)累積接待游客量突破20萬(wàn)人次?！俺擞慰蛿?shù)量是歷年之最外，與以往不同的是雁蕩山推出了微信公眾平臺(tái)，為游客提供智能的導(dǎo)游服務(wù)，讓游客真實(shí)體驗(yàn)到了智慧旅游的成果”。在2013年，國(guó)外有研究者做過(guò)關(guān)于游客在旅行過(guò)程中是否愿意使用語(yǔ)音導(dǎo)游的調(diào)查。其調(diào)查結(jié)果如圖23所示：圖23 游客使用語(yǔ)音導(dǎo)覽圖23 基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游使用情況調(diào)查表通過(guò)上面的兩個(gè)例子，我們很容易看出：大部分的游客是很樂(lè)意使用基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游的，主要是因?yàn)榛趕tm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游既能引領(lǐng)游客游覽景點(diǎn)，還支持多種語(yǔ)言，滿足了游客的需求。而在調(diào)查中表示“可能”和“不知道”的游客也許之前是沒有接觸過(guò)基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游，所以他們對(duì)于基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游是否能滿足自己的旅游需求表示質(zhì)疑，這部分游客也是基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游的潛在用戶。當(dāng)然，在調(diào)查中也有一部分游客表示“不愿意”，究其原因是這些游客之前使用的基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游體驗(yàn)不佳所致。綜上所述，我們可以得出的結(jié)論是：在景區(qū)使用擴(kuò)音器會(huì)使景區(qū)環(huán)境非常吵雜，不利于人們舒適的旅行，還有就是有些導(dǎo)游的鼻音太重，導(dǎo)致大多游客聽不清講解。其實(shí)，大部分的游客是愿意借助基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游來(lái)幫助自己完成旅游行程的，如果基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游在功能方面和可用性方面表現(xiàn)得更好的話，那么基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游產(chǎn)品將擁有更加廣闊的市場(chǎng)前景，會(huì)受到廣大游客的青睞。隨著各國(guó)對(duì)旅游業(yè)的大力投資，旅游業(yè)成了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，各國(guó)出臺(tái)了許多新政策來(lái)推動(dòng)旅游業(yè)的發(fā)展，為了使游客能獲得優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)游服務(wù)，市面上出現(xiàn)了智能語(yǔ)音導(dǎo)游一卡通系統(tǒng)。在這部分本文對(duì)基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游的功能進(jìn)行需求分析，其目的是了解究竟哪些功能是游客在旅游時(shí)所必需的，這部分的調(diào)研是在與游客進(jìn)行交流時(shí)讓他們談?wù)勛约河X得語(yǔ)音導(dǎo)游最應(yīng)具備的功能。從調(diào)研和對(duì)現(xiàn)存語(yǔ)音導(dǎo)游進(jìn)行綜合分析后，我們知道基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游一卡通系統(tǒng)不僅需要具備導(dǎo)游服務(wù)功能，還應(yīng)該與游客進(jìn)行語(yǔ)音交互等功能，如果我們將目前市場(chǎng)上的語(yǔ)音導(dǎo)游進(jìn)行改進(jìn)，那么它的市場(chǎng)空間必然是巨大的。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和對(duì)個(gè)性化的認(rèn)識(shí)，尊重個(gè)體的個(gè)性化選擇已經(jīng)深入到社會(huì)生活的各個(gè)方面。在進(jìn)入旅游時(shí)代后，為了旅游業(yè)的發(fā)展，個(gè)性化也被融入到其中，旅游市場(chǎng)進(jìn)入了差異競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代。傳統(tǒng)的報(bào)團(tuán)旅游的優(yōu)點(diǎn)是免去了游客對(duì)于交通、住宿的擔(dān)憂，但其缺點(diǎn)也是很明顯的：旅游路線固定化且行程安排緊張。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及人們生活水平的提高，這種報(bào)團(tuán)出行的旅游方式已經(jīng)不能滿足游客的個(gè)性化需求。他們更愿意自己設(shè)計(jì)出行路線，或完全依靠網(wǎng)絡(luò)介紹完成自己的旅行，因此，相應(yīng)的出現(xiàn)了自助游、自駕游等個(gè)性化的旅游方式。旅游業(yè)想要更好的發(fā)展，勢(shì)必滿足游客的個(gè)性化需求，只有這樣，旅游資源才能更好的推銷出去。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和需求分析進(jìn)行論述后，能夠得到基于RFID技術(shù)的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖，如圖24所示。預(yù)先在景區(qū)的進(jìn)出口安裝IC卡門禁控制電路（該電路主要控制進(jìn)出口門開、關(guān)狀態(tài)），在景區(qū)的各景點(diǎn)安裝導(dǎo)游控制器電路（該電路中的語(yǔ)音芯片存儲(chǔ)包含漢語(yǔ)在內(nèi)的多種語(yǔ)言的景點(diǎn)語(yǔ)音介紹），這些電路模塊都通過(guò)can總線與售票點(diǎn)PC機(jī)的管理系統(tǒng)連接。游客在景區(qū)售票點(diǎn)購(gòu)票，工作人員結(jié)合與PC機(jī)串口相連的刷卡器，通過(guò)PC機(jī)上的景區(qū)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游一卡通管理系統(tǒng)為游客注冊(cè)一張IC卡。同時(shí)，管理系統(tǒng)把注冊(cè)的卡號(hào)通過(guò)can總線寫入景區(qū)進(jìn)出口的門禁控制電路中的控制芯片F(xiàn)lash和景區(qū)各景點(diǎn)語(yǔ)音導(dǎo)游器的控制芯片F(xiàn)lash進(jìn)行存儲(chǔ)。游客持已注冊(cè)的IC卡，可順利通過(guò)景區(qū)進(jìn)出口，并對(duì)各景點(diǎn)安裝的語(yǔ)音導(dǎo)游器刷卡區(qū)刷卡，就可啟動(dòng)各景點(diǎn)的語(yǔ)音解說(shuō)功能，通過(guò)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的刷卡次數(shù)，各國(guó)游客可方便選擇相應(yīng)的語(yǔ)言播放。游客結(jié)束游覽出門時(shí)，完成IC卡的回收和注銷。PC機(jī)上的基于stm32的景區(qū)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游一卡通管理系統(tǒng)，能方便完成IC卡注冊(cè)、刪除、注銷、掛失、查詢、統(tǒng)計(jì)等管理功能。 232232B…語(yǔ)音導(dǎo)游器A+景點(diǎn)1120Ω景點(diǎn)X……景點(diǎn)2語(yǔ)音導(dǎo)游器語(yǔ)音導(dǎo)游器232轉(zhuǎn)485模塊售票刷卡器門禁控制器景點(diǎn)1圖24 基于stm32的景區(qū)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游一卡通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在本章我們對(duì)基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游一卡通系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并在分析的基礎(chǔ)上得出整體設(shè)計(jì)目標(biāo)和詳細(xì)設(shè)計(jì)目標(biāo)，明確了此系統(tǒng)中管理員和游客的功能需求。在基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游的需求分析部分主要從用戶需求分析、功能需求分析和個(gè)性化需求三個(gè)方面來(lái)對(duì)系統(tǒng)的可行性進(jìn)行了分析，我們?cè)谠O(shè)計(jì)基于stm32的景點(diǎn)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游一卡通系統(tǒng)時(shí)要充分考慮各方面的需求，只有如此，我們?cè)O(shè)計(jì)出的產(chǎn)品才有市場(chǎng)，才能更好的為大家服務(wù)。第三章 下位機(jī)設(shè)計(jì)1. RFID技術(shù)射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)是一種無(wú)線自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，又稱為電子標(biāo)簽技術(shù)，是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種創(chuàng)新。RFID技術(shù)具有眾多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于交通、物流、安全、防偽等領(lǐng)域作為條形碼等識(shí)別技術(shù)的升級(jí)換代產(chǎn)品。從概念上來(lái)講，RFID類似于條碼掃描，對(duì)于條碼技術(shù)而言，它是將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物并使用專用的掃描讀寫器利用光信號(hào)將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器；而RFID則使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽，利用頻率信號(hào)將信息由RFID標(biāo)簽傳送至RFID讀寫器。最初在技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)答器是指能夠傳輸信息回復(fù)信息的電子模塊，近些年，由于射頻技術(shù)發(fā)展迅猛，應(yīng)答器有了新的說(shuō)法和含義，又被叫做智能標(biāo)簽或標(biāo)簽。RFID電子標(biāo)簽的閱讀器通過(guò)天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。許多行業(yè)都運(yùn)用了射頻識(shí)別技術(shù)。例如將標(biāo)簽附著在一輛正在生產(chǎn)中的汽車，廠方便可以追蹤此車在生產(chǎn)線上的進(jìn)度；倉(cāng)庫(kù)可以追蹤藥品的所在。射頻標(biāo)簽也可以附于牲畜與寵物上，方便對(duì)牲畜與寵物的積極識(shí)別（積極識(shí)別意思是防止數(shù)只牲畜使用同一個(gè)身份）。射頻識(shí)別的身份識(shí)別卡可以使員工得以進(jìn)入鎖住的建筑部分，汽車上的射頻應(yīng)答器也可以用來(lái)征收收費(fèi)路段與停車場(chǎng)的費(fèi)用。作為一種全新的技術(shù)，射頻識(shí)別在國(guó)外發(fā)展很快，產(chǎn)品種類較多，因此應(yīng)用也很廣泛。像TI、Motorola、Philips等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品，并且各廠商的產(chǎn)品各具特色。在國(guó)外的應(yīng)用中，已經(jīng)形成了從低頻到高頻，從低端到高端的產(chǎn)品系列和比較成熟的RFID產(chǎn)業(yè)鏈。國(guó)內(nèi)在低頻RFID技術(shù)和應(yīng)用方面比較成熟，高頻RFID技術(shù)也在提高，應(yīng)用也有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。通常的RFID系統(tǒng)包括前端的射頻部分和后臺(tái)的計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)。射頻部分由讀寫器和標(biāo)簽組成，如圖31所示。標(biāo)簽中植有IC芯片，標(biāo)簽和讀寫器通過(guò)電磁波進(jìn)行信息的傳輸和交換。因此，標(biāo)簽用于存儲(chǔ)所標(biāo)識(shí)物品的身份和屬性信息。讀寫器作為信息采集終端，利用射頻信號(hào)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別并與計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行通信。在RFI的實(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在被識(shí)別的物體表面或內(nèi)部。當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的物品通過(guò)讀寫器的識(shí)讀范圍時(shí)，讀寫器自動(dòng)以非接觸的方式將電子標(biāo)簽中的約定識(shí)別信息讀取出來(lái)，依據(jù)需要有時(shí)可以對(duì)標(biāo)簽中的信息進(jìn)行改動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)非接觸甚至遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別物品功能。圖31 RFID前端系統(tǒng)簡(jiǎn)圖IC卡 (Integrated Circuit Card，集成電路卡)，也稱智能卡(Smart card)、智慧卡(Intelligent card)、微電路卡(Microcircuit card)或微芯片卡等。IC卡是1974年一名法國(guó)新聞?dòng)浾甙l(fā)明的。它是將一個(gè)微電子芯片嵌入符合ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)的卡基中，做成卡片形式。集成電路芯片可以是存儲(chǔ)器或向處理器。帶有存儲(chǔ)器的IC卡又稱為記憶卡或存儲(chǔ)卡，帶有微處理器的IC卡又稱為智能卡或智慧卡。IC卡與讀寫器之間的通訊方式可以是接觸式，也可以是非接觸式。根據(jù)通訊接口把IC卡分成接觸式IC卡、非接觸式IC卡和雙界面卡(同時(shí)具備接觸式與非接觸式通訊接口)。IC卡由于其信息安全、便于攜帶、比較完善的標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn)，在身份認(rèn)證、銀行、電信、公共交通、車場(chǎng)管理等領(lǐng)域正得到越來(lái)越多的應(yīng)用[6]。圖32 IC卡結(jié)構(gòu)圖STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的ARMCortexM3內(nèi)核。按性能分成兩個(gè)不同的系列：STM32F103“增強(qiáng)型”系列和STM32F101“基本型”系列，圖33就是STM32的芯片示意圖。增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時(shí)鐘頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價(jià)格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是16位產(chǎn)品用戶的最佳選擇。兩個(gè)系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。時(shí)鐘頻率72MHz時(shí)，從閃存處執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品。圖33 STM32芯片示意圖STM32互連型系列產(chǎn)品強(qiáng)化了音頻性能，采用一個(gè)先進(jìn)的鎖相環(huán)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)音頻級(jí)別的I2S通信。結(jié)合USB主機(jī)或從機(jī)功能，STM32可以從外部存儲(chǔ)器（U盤或MP3播放器）讀取、解碼和輸出音頻信號(hào)。設(shè)計(jì)人員還可以在新系列微控制器上開發(fā)人機(jī)界面（HMI）功能，如播放和停止按鍵，以及顯示器界面。這個(gè)功能使其可用于各種家庭音響設(shè)備，如音響底座系統(tǒng)、鬧鐘/音樂(lè)播放器和家庭影院。新系列微控制器還沿續(xù)了STM32產(chǎn)品家族的低電壓和節(jié)能兩大優(yōu)點(diǎn)。，如鋰電池和鎳氫電池，封裝還設(shè)有一個(gè)電池工作模式專用引腳Vbat。以72MHz頻率從閃存執(zhí)行代碼，僅消耗 27mA電流。低功耗模式共有四種，可把電流消耗降至兩微安。從低功耗模式快速啟動(dòng)也同樣節(jié)省電能；啟動(dòng)電路使用STM32內(nèi)部生成的8MHz信號(hào)，把微控制器從停止模式喚醒用時(shí)小于6微秒[7]。該系統(tǒng)實(shí)體部分是由ID卡、導(dǎo)游機(jī)、門禁等多部分組成。我們?cè)诰皡^(qū)每個(gè)不同的景點(diǎn)都放有若干個(gè)導(dǎo)游機(jī)，門禁只在景區(qū)的出入口處進(jìn)行了安裝。每一個(gè)IC卡即就是所謂的門票都有唯一的ID卡號(hào)，當(dāng)上位機(jī)讀取了門票的卡號(hào)后，通過(guò)串口通信技術(shù)將該卡號(hào)寫入到每一個(gè)導(dǎo)游機(jī)和門禁的主控芯片中。當(dāng)游客走到入口或出口的門禁處的時(shí)候由于事先已經(jīng)將卡號(hào)存在了主控芯片的Flash存儲(chǔ)器中，當(dāng)卡放在感應(yīng)區(qū)的時(shí)候，讀取卡號(hào)和事先存儲(chǔ)的卡號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果卡號(hào)相同，門禁將自動(dòng)打開，游客進(jìn)入景區(qū)。同樣的道理，導(dǎo)游機(jī)也是如果卡號(hào)一致，中控芯片將會(huì)控制語(yǔ)音芯片，將存儲(chǔ)在語(yǔ)音芯片的解說(shuō)音頻通過(guò)放大電路連接的揚(yáng)聲器或者耳機(jī)播放出來(lái)。當(dāng)成功讀取卡號(hào)的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的導(dǎo)游機(jī)解說(shuō)開始，指示燈也將亮起來(lái)，播放完或者停止播放時(shí)，指示燈將熄滅。具體到電路板的制作過(guò)程，有一個(gè)電路板的設(shè)計(jì)軟件在其中起到了重要作用，整個(gè)電路板設(shè)計(jì)中就是以它為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。這款軟件就是Altium Designer，該軟件為電子工程師和電子設(shè)計(jì)師提供唯一的一體化應(yīng)用工具，并且包含了所有在完整的電子產(chǎn)品開發(fā)中必需的技術(shù)和功能。它將板級(jí)和FPGA級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式軟件開發(fā)、PCB板圖設(shè)計(jì)和制造加工等設(shè)計(jì)工具集成到一個(gè)單一的設(shè)計(jì)環(huán)境中。游客在景區(qū)售票點(diǎn)購(gòu)票，工作人員結(jié)合與PC機(jī)串口相連的刷卡器，通過(guò)PC機(jī)上的景區(qū)售票、語(yǔ)音導(dǎo)游一卡通管理系統(tǒng)為游客注冊(cè)一張IC卡。由于PC機(jī)默認(rèn)的只有RS232接口，有兩種方法可以得到PC上位機(jī)的RS485電路：（1）通過(guò)RS232/RS485轉(zhuǎn)換電路將PC機(jī)串口RS232信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào)，對(duì)于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離柵的產(chǎn)品。（2）通過(guò)PCI多串口卡，可以直接選用輸出信號(hào)為RS485類型的擴(kuò)展卡。本次畢設(shè)采用的是第一種方案。同時(shí)，管理系統(tǒng)把注冊(cè)的卡號(hào)通過(guò)485總線寫入景區(qū)進(jìn)出口的門禁控制電路中的控制芯片F(xiàn)lash和景區(qū)各景點(diǎn)語(yǔ)音導(dǎo)游器的控制芯片F(xiàn)lash進(jìn)行存儲(chǔ)，圖3圖35為部分接口電路圖，圖36為串口通訊電路圖。圖34 485總線的接口電路圖圖35 485總線的接口電路圖圖36 串口通訊電路圖首先簡(jiǎn)要介紹一下ISD4004 系列工作電壓為3V,單片錄放時(shí)間8 至16 分鐘，音質(zhì)好，適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS 技術(shù)，內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陣列。其型號(hào)分為以下幾種，如表37：ISD4004 系列工作電壓3V,單片錄放時(shí)間8 至16 分鐘,音質(zhì)好,適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS 技術(shù),內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制,操作命令可通過(guò)串行通信接口(SPI 或Microwire)送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù), 每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)FLASH存貯器中,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)和效果聲,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲