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基于STM32的语音导览系统的设计

杨瑞柱?? 周淑玉?? 罗璨?? 姜伟?? 苏州大学城市轨道交通学院?? 现代电子技术?? 2015年02月28日 ?? 收藏1
景点语音导览主要有以下几种方式:一种是通过全球定位系统(GPS)的用户终端接收工作卫星的导航信息,从而解算出车辆的经纬度信息,进而计算出实时坐标,将其与景点坐标相比较,当车辆驶入景点一定距离范围内时,不用人工干预,系统自动播报景点语音信息;另一种是对车轮轴的转角脉冲进行计数,将计数值和预置值对比,即可确定播放时刻,达到准确播放景点语音信息的目的;第三种方案是利用无线射频识别技术,在每一个景点范围内设置一个具有唯一ID 的射频发射器,采用间歇工作方式发射信号,当旅游列车即将到达景点时,车载系统接收到射频发射器信号并解码出景点的ID 号,由系统控制自动播放对应编号的景点语音信息。由于景点自然环境的复杂性,第一种方式难以满足系统要求;第二种方式简单可靠,但旅游轨道车辆运行方向存在不确定性,其相对位置往返变化,系统的自动化程度较低且复杂度较高。本文采用第三种方案实现景点语音自动导览系统。

本文首先介绍了系统总体结构,然后,给出了系统各主要功能模块的具体设计,并重点研究了基于ARM3核的STM32F103RBT6芯片与语音芯片ISD4004之间的SPI 通信控制和实现技术,给出了系统设计实现结果。

最后,给出了有一定工程应用参考价值的结论。

1 系统总体设计

本系统结构原理设计如图1 所示。本设计利用旅游列车轨道固定的特点,在轨道沿线景点预先安装固定ID的RFID,综合考虑到作用距离、数据通信方式、可靠性、使用寿命和维护成本,选用产品433 MHz有源标签GAO C124061。其存储ID 字长32 b。由于在野外自然环境中,出现碰撞的可能性极低,所以,RFID 阅读器只需要正确可靠地获得RFID的ID值,与固定景点所对应,用以触发中断,开始播放该景点的语音信息。

图1 中,MCU 采用STM32F103RBT6 芯片,该芯片是基于ARM Cortex-M3内核高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用MCU。本设计选择这款的原因是看重其性价比:128 KB FLASH、20 KB SRAM、2个SPI、3个串口、1个USB、1个CAN、2个12位的ADC、RTC、51个可用I/O脚等一系列性能特征,能完全满足本系统性能要求。总结下来,STM32具有价格低、功能强、使用简单、开发方便等几个很有利的优势。ISD4004为语音录放存储芯片,根据外部控制和外围电路辅助,可随机对其进行语音录入和语音播放。系统MCU 通过RFID 阅读器获得旅游列车沿途RFID的固定ID,根据ID号所对应的预设语音数据存储位置的起始地址信息,通过对ISD4004内置的SPI端口进行控制,实现景点语音选段自动播放。

图1 系统结构原理框图
图1 系统结构原理框图

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语音导览? STMFRBT? 软件设计? SPI通信?

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