基于RK2706的RFID智能导游系统设计

摘要：提出由射频收发模块和音视频处理模块组成的电子导游系统设计方案，通过融合RFID技术和多媒体处理技术实现了导游系统的智能化。介绍了由无线收发芯片nRF24E1实现的有源导游标签硬件设计与软件流程，给出了以nRF24E1和音视频处理芯片RK2706为核心的导游机的软硬件实现方法。
关键词：RFID；导游标签；nRF24E1；导游机；RK2706

引言
在大型展会和博物馆等场所中，采用RFID技术的电子导游系统可显著提升展会的服务档次，为游客提供更为优质、人性化的服务。应用智能导游系统，游客在游览过程中不需要跟随导游人员，用手中的智能电子导游设备即可自动收听多语种的解说，并可从导游机上获取展品的视频资料及游览位置等导览提示与其他服务信息，以保证活动安全有序进行。

1 智能导游系统技术方案
智能导游系统结构框图如图1所示。采用RFID(射频识别)技术实现的智能导游系统，主要由导游机、导游标签以及充电箱、耳机、挂绳等附属设备组成。每个导游标签中存储有唯一的自身标识信息，导游机中预先存储相关导游资料信息，导游机和导游标签之间通过无线射频形式实现信息传递。

事先在各个展馆、展区和其他区域(展馆之间的通道等)布置一定数量的导游标签，导游标签不停地发送包含特定信息的射频信号。一旦游客携带的导游机进入触发范围区域，就能自动感应到该标识信号，导游机根据接收到的标识信号自动播放所属区域的导游信息。
具体应用时，游客在入口处，从前台服务人员处登记注册并租借导游机，之后便可使用导游机进行自助游览。游客可通过导游机的触摸屏查询相关信息、选择讲解语言种类、切换工作方式(自动或手动)、调节音量，以及进行其他功能设置。当导游机工作在自动状态下，游客在展区不受游览线路的限制，无需任何操作，走到任何一处景点，导游机会自动感应、自动讲解，遇到十字路口会自动提示游客每条道路的走向。同时，导游机的屏幕可显示游客在展馆中的当前位置信息或其他视频服务信息等。当导游机工作在手动状态下，游客可直接选择点播相关音视频信息。当游客结束浏览，经过出口时设备会通过语音提示及自动呜叫，提醒游客归还设备。

2 导游标签设计
导游标签采用有源电子标签，本设计的功能要求简单，仅需存储一串符合一定通信协议的标识数据，并能转换成射频信号发送出去。为简化系统设计，提高无线系统的稳定性和可靠性，选用Nordic公司内置微控制器的无线收发芯片nRF24E1。nRF24E1工作于2．4～2．5 GHzISM频段，多达125个频点，可通过改频和跳频来避免干扰；内部集成了增强型8051内核、2．4 GHz无线收发器、A／D转换器等，具有体积小、功耗低、片上资源丰富、无线传输稳定可靠等优点。该芯片外围电路器件少，配置简单，发射功率、工作频率等工作参数可以通过软件设置完
成，非常适合用于有源标签的设计。nRF24E1的内部结构图略。
由nRF24E1构成的有源标签电路如图2所示。

nRF24E1具有一个512字节的ROM、一个4 KB的RAM和一个256字节的RAM。其中，512字节的ROM用于存储引导程序，4 KB的RAM用于运行用户程序，256字节的RAM用作数据存储器。图2中外挂的25AA320为串行E2PROM，用于存储用户程序，通过SPI接口与nRF24E1进行连接。nRF24E1系统电路上电后，在512字节ROM中引导程序的控制下，将E2PROM中存储的用户程序下载到4 KB的RAM程序运行空间中，然后再执行。