博物館導(dǎo)游智能小車的設(shè)計(jì)

韓廣欣++高云紅++郭鵬程

摘 要：本文介紹了一種博物館導(dǎo)游智能小車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)采用STC89C52RC單片機(jī)、光電傳感器及語音播報(bào)模塊對小車進(jìn)行控制。實(shí)現(xiàn)了包括循跡、蔽障、定點(diǎn)語音播報(bào)及無線控制等功能。利用本系統(tǒng)可以克服人工講解費(fèi)時費(fèi)力、靈活差的特點(diǎn)，更好地滿足現(xiàn)代旅游個性化的需求。

關(guān)鍵詞：博物館 導(dǎo)游小車 光電傳感器 單片機(jī)

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（c）-0001-02

博物館為公眾開放美術(shù)、工藝、科學(xué)、歷史及考古學(xué)的藏品，是一個為社會和社會發(fā)展服務(wù)的，向公眾開放的永久性機(jī)構(gòu)，為研究、教育和欣賞的目的，對人類和人類環(huán)境的見證物進(jìn)行搜集、保存、研究、傳播和展覽。博物館的陳列雖然具有很強(qiáng)的形象化直觀教育作用，但其難以針對不同文化水平和理解能力觀眾的不同需要來進(jìn)行布置，有些內(nèi)容不能充分表現(xiàn)，需要借助講解工作予以彌補(bǔ)，講解員通過直觀視覺初步獲得不連貫的感性知識，上升為對陳列主題思想的正確理解，以至成為系統(tǒng)的理論知識，從而使博物館陳列充分發(fā)揮其教育作用。隨著人們對目標(biāo)信息的獲取量、自由選擇度及其便利性的要求越來越高，傳統(tǒng)的以人導(dǎo)引講解為主的形式單一、信息量少、可選性差，且費(fèi)時費(fèi)力，講解人員工作強(qiáng)度大的缺點(diǎn)，難以滿足現(xiàn)代旅游發(fā)展的要求。本產(chǎn)品具有導(dǎo)引路線、可選擇講解內(nèi)容等功能。啟動后自行定位，按規(guī)定路線引領(lǐng)游覽者前行，且進(jìn)行實(shí)時講解。途中進(jìn)行避障規(guī)劃，檢測到有障礙物，停止前行。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 整體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用模塊式處理方式，分為中央處理系統(tǒng)、傳感模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、語音模塊，總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。通過光電傳感器（辨別路線、測定地點(diǎn)、發(fā)現(xiàn)障礙物）將信息傳輸給中央處理模塊，中央處理模塊接到傳感器傳來的信號并將其處理分析，然后根據(jù)處理結(jié)果控制電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)和語音系統(tǒng)，確保小車的行進(jìn)和報(bào)音的準(zhǔn)確性。遙控器進(jìn)發(fā)送指令，HS2272模塊接受高低電平使單片機(jī)控制語音系統(tǒng)重復(fù)播放或跳過。

1.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）紅外傳感器。采用五個TCRT5000紅外傳感器模塊。四個傳感器安裝小車前端下方的左、右兩端，實(shí)時檢測路線和定點(diǎn)標(biāo)志；一個傳感器安裝在小車前端，實(shí)時檢測障礙物，以實(shí)現(xiàn)小車的循跡、避障和定位功能。（2）電機(jī)驅(qū)動模塊。小車采用直流電機(jī)提供動力。它內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動電路，是二相和四相電路的專用驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，驅(qū)動46V、2A以下的電機(jī)。（3）語音模塊：采用MP3模塊，將MP3格式的語音文件放入TF卡的01文件夾中，分別以001、002等數(shù)字命名，以低電平觸發(fā)相應(yīng)的觸發(fā)端口即可播放語音，操作簡單。（4）單片機(jī)最小系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用STC89C52RC單片機(jī)作為主控片。它具有加密性強(qiáng)、低功耗、價格實(shí)惠、高速可靠、抗干擾性能優(yōu)良等特點(diǎn)。（5）無線通信模塊。采用PT2272模塊，接受來自于遙控器發(fā)出的高低電平進(jìn)而使單片機(jī)控制語音播放模塊和小車運(yùn)動狀態(tài)，PT2272模塊方式簡單，易于操作。

1.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）主程序流程圖。

小車循跡，檢測是否有障礙，有障礙則停止直至障礙消失，無障礙繼續(xù)前行，檢測是否到達(dá)定點(diǎn)，若到達(dá)定點(diǎn)，小車停止且播放語音，播放完成小車?yán)^續(xù)前行，直至到達(dá)終點(diǎn)，見圖2。

（2）無線通信流程圖。

當(dāng)K1鍵按下時，用戶選擇再次播放當(dāng)前展品介紹詞，由于游客的思維和小車的動作不具有同步性，所以小車要先判斷自己的位置，若處于游客要求的展品位置則再次播放，若未處于游客要求的展品位置，則后退直至到達(dá)展品位置，再次播放該展品介紹詞。當(dāng)K2鍵按下時，小車前行直至下一展品位置，播放該展品的介紹詞，見圖3。

2 結(jié)語

博物館的陳列有些內(nèi)容不能被游客充分理解，需要借助講解工作予以彌補(bǔ)。傳統(tǒng)的以人導(dǎo)引講解為主的形式單一、信息量少、可選性差，且費(fèi)時費(fèi)力，講解人員工作強(qiáng)度大的缺點(diǎn)。本設(shè)備經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證具有軟硬件設(shè)計(jì)簡單，成本較低，易于開發(fā)，安全可靠，操作方便等特點(diǎn)，可作為產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)，應(yīng)用于博物館等場所。

參考文獻(xiàn)

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