專利名稱：基于射頻識(shí)別技術(shù)的多語種自動(dòng)選擇語音播放系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種語音信息自動(dòng)播放的電子信息類產(chǎn)品，尤其涉及一種針對博 物館、展覽館或旅游景區(qū)等而設(shè)計(jì)的可以實(shí)現(xiàn)多種語言自動(dòng)選擇的語音信息自動(dòng)解說系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的博物館、展覽館或旅游景區(qū)中的解說工作主要由解說員擔(dān)任，解說員每天 要重復(fù)講解多次相同內(nèi)容的解說詞，且絕大多數(shù)解說員只能用單一語種解說。其工作不但 乏味，而且不能保證解說質(zhì)量。為此，非常希望能有一種不受制于人的自動(dòng)裝置代替解說 員，這樣既節(jié)省人力、增加效益，又能充分保證解說質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型就是一種可廣泛應(yīng)用于旅游業(yè)、博物館、展覽館、文化教育陳列館、產(chǎn) 品交易會(huì)等行業(yè)的智能電子解說系統(tǒng)，他將目前先進(jìn)的語音壓縮技術(shù)、數(shù)碼存儲(chǔ)技術(shù)、無線 電傳輸技術(shù)、數(shù)字編碼區(qū)域識(shí)別技術(shù)等應(yīng)用到該系統(tǒng)中。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種基于射頻識(shí)別技術(shù)的多語種自動(dòng)選擇語音播放系統(tǒng)，其具 體技術(shù)方案為組成結(jié)構(gòu)分為游客參觀證和多語種自動(dòng)選擇語音錄播器兩大部分，所述的 游客參觀證包含非接觸式無源射頻識(shí)別卡，該卡根據(jù)語種分類；所述的多語種自動(dòng)選擇語 音錄播器包含射頻讀卡器模塊、主控制模塊、語音信息處理模塊。包含展品信息的多語種自 動(dòng)選擇語音錄播器位于展品展臺(tái)上，游客只要入門懸掛含有語言種類要求信息的游客參觀 證(RFID卡)在展區(qū)內(nèi)游覽，當(dāng)選定想要了解的展點(diǎn)后，將游客參觀證(RFID卡)靠近多語 種自動(dòng)選擇語音錄播器，其內(nèi)的射頻讀卡器模塊會(huì)識(shí)別出游客參觀證(RFID卡)內(nèi)包含的 解說語種要求信息，并將獲得的信息發(fā)送到主控制模塊內(nèi)。主控制模塊在接收到游客信息 后，進(jìn)行處理、判斷，之后通過SPI接口控制語音信息處理模塊，使其播放出存儲(chǔ)在內(nèi)部的 相應(yīng)語種的語音信息，并由揚(yáng)聲器等語音輸出單元輸出，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播放功能。語音內(nèi)容 更新當(dāng)語音信息處理模塊的內(nèi)容需要更新時(shí)，通過清除按鍵，清除其內(nèi)部存儲(chǔ)器內(nèi)的舊語 音內(nèi)容，并使用錄音功能，通過語音輸入單元將新的語音信息輸入到語音信息處理模塊內(nèi) 部。本實(shí)用新型的有益效果是具有智能化、個(gè)性化、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，無論觀眾到達(dá) 的時(shí)間先后，也無論觀眾需要何種的語言，該系統(tǒng)都能自動(dòng)根據(jù)觀眾的需要確定解說的語 言種類，使每個(gè)觀眾得到每個(gè)展位、景點(diǎn)的完整信息。

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)原理框圖。圖2為射頻讀卡器模塊與主控制模塊的接口電路原理圖。圖3為主控制模塊與語音信息處理模塊的接口電路原理圖。[0009]圖1中1、游客參觀證，2、多語種自動(dòng)選擇語音錄播器，3、非接觸式無源射頻識(shí)別 卡，4、射頻讀卡器模塊，5、主控制模塊，6、語音信息處理模塊，7、語音輸出單元，8、語音輸入 單元。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例所述的基于射頻識(shí)別技術(shù)的多語種自動(dòng)選擇語音播放系統(tǒng)，組成結(jié)構(gòu)分 為游客參觀證1和多語種自動(dòng)選擇語音錄播器2兩大部分，所述的游客參觀證包含非接觸 式無源射頻識(shí)別卡3 ；所述的多語種自動(dòng)選擇語音錄播器包含能識(shí)別出游客參觀證內(nèi)信息 的射頻讀卡器模塊4、主控制模塊5、語音信息處理模塊6 ；射頻讀卡器模塊4連接主控制模 塊5，主控制模塊5通過SPI接口連接語音信息處理模塊6，語音信息處理模塊內(nèi)設(shè)置有語 音輸出單元7和語音輸入單元8。 主控制模塊的微控制器采用ATMEL公司的AVR型AtemgaS芯片，它接收來自前端 的射頻讀卡器模塊的識(shí)別結(jié)果，根據(jù)射頻讀卡器的閱讀結(jié)果來控制語言信息處理模塊的語 言選取和播放；語音信息處理模塊采用美國ISD公司的ISD4004型芯片。非接觸式無源射頻識(shí)別卡采用的是目前市場的主流產(chǎn)品Philips公司的非接觸 型Mifare卡，射頻讀卡器模塊的讀卡器芯片采用Philips公司的MF RC552讀卡器，它也是 一款非接觸式的低功耗的讀卡器芯片，它是應(yīng)用于1.56MHZ非接觸式通信中高集成讀卡芯 片系列中的一員。該讀卡器利用先進(jìn)的調(diào)制與解調(diào)概念，完全集成了 13.56MHZ下所有類 型的被動(dòng)非接觸式通讀方式和協(xié)議。MFRC552支持IS014443A所有的層，傳輸速度最高達(dá) 424KBPS。內(nèi)部的發(fā)送器部分不需要增加有源電路就能夠直接驅(qū)動(dòng)近距離天線，接收部分提 供了一個(gè)堅(jiān)固而有效的解調(diào)和解碼電路，用于接收IS014443A兼容的應(yīng)答信號(hào)。其中的數(shù) 字處理部分提供奇偶和CRC檢測功能。它具有SPI模式、UART模式、I2C模式三種接口方式， 它可以方便地與任何微控制器通信，甚至可以通過RS-232或RS-485通信方式直接與PC機(jī) 相連，給終端設(shè)計(jì)提供了前所未有的靈活性。MF RC552讀卡器通過天線向非接觸式無源射頻識(shí)別卡發(fā)送無線載波信號(hào)，這些 信號(hào)經(jīng)過非接觸式無源射頻識(shí)別卡的天線耦合接收后，先進(jìn)行波箱轉(zhuǎn)換，然后對其整流濾 波，由電壓調(diào)節(jié)模塊對電壓進(jìn)行進(jìn)一步處理，包括穩(wěn)壓等，最終輸出到非接觸式無源射頻識(shí) 別卡上的各級電路上，此時(shí)接收到載波信號(hào)后就通過本卡片上的調(diào)制和接調(diào)電路對載波信 號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，處理后的信號(hào)就送到本卡片上的微控制器以供控制及處理。非接觸式無 源射頻識(shí)別卡處理好數(shù)據(jù)后，也通過它本身的天線向MF RC552讀卡器返回載波信號(hào)，MF RC552讀卡器也通過自身的調(diào)制解調(diào)電路來對這些信號(hào)進(jìn)行處理。這些返回的載波信號(hào)頻 率與MF RC552的發(fā)出載波信號(hào)的頻率是一致的。通過這樣一個(gè)通信回路MFRC552就可以 對非接觸式無源射頻識(shí)別卡的內(nèi)容進(jìn)行讀寫操作。需要注意的是讀卡器的性能與天線參數(shù) 有直接關(guān)系，天線的性能高低決定讀卡的距離遠(yuǎn)近。射頻讀卡器模塊4與主控制模塊5的接口電路設(shè)計(jì)見圖2 =MF RC552的天線部分 有電感器件 L2、L3、電容器件 C4、C5、C6、C7、C8、C9、CIO、Cll、C12、C13、電阻器件 R2、R3 組 成，其中電感L2接MF RC552的11管腳TXl端，電感L3接MF RC552的13管腳TX2端；電 容C4C5C8C9C10C11的公共端接MF RC552的14管腳TVSS端；電阻R2和R3的公共端接MF RC552的17管腳RX端；電阻R3和C13的公共端接MF RC552的16管腳VMID端，C13的另一端接地。C14、C15、Xl組成MF RC552的晶振電路，Xl和C14的公共端接MFRC552的21管 腳OSCIN端。Xl和C15的公共端接MF RC552的22管腳OSCOUT端，C14、C15的另外公共端 接地；MF RC552的29、30、31管腳分別與微控制器的19、17、18管腳連接組成SPI通信接
口。完成微控制器對讀卡器的讀寫操作。MF RC552的8腳RST復(fù)位端通過上拉電阻R4與微控制器的16管腳連接；MF RC552的1管腳IIC端接地，其32管腳EA端接3. 3V;其4、5、10、18管腳接地； 其2、3、12、15管腳接3. 3V ；其余管腳懸空。ISD系列語音芯片是美國ISD公司推出的產(chǎn)品。該系列語音芯片采用多電平直接 接模擬存儲(chǔ)(Chip Corder)專利技術(shù)，ISD4004語音芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含晶體振蕩器、 防混疊濾波器、平滑濾波器、自動(dòng)靜噪、音頻功率放大器及高密度多電平閃爍存儲(chǔ)陣列等， 因此只需很少的外圍器件就可構(gòu)成一個(gè)完整的聲音錄放系統(tǒng)。ISD4004語音芯片帶SPI接 口，它不需A/D轉(zhuǎn)換，避免了一般固體錄音電路量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲?？芍?復(fù)記錄10萬次，斷電后仍可以保存數(shù)據(jù)100年。該電路正常工作時(shí)功耗為200mW，音量增大 時(shí)功耗有所增加。整個(gè)電路工作穩(wěn)定、可靠，輸出的聲音清晰，音色優(yōu)美，主觀上聽不到循環(huán) 模式下將ISD地址置零所產(chǎn)生的間斷音。系統(tǒng)最大錄放時(shí)間為16min，如需增加錄放時(shí)間， 只需增加ISD4004芯片數(shù)量，通過片選即可實(shí)現(xiàn)。例如，采用4片ISD4004，就能達(dá)到近一個(gè) 小時(shí)的錄音長度。其語音內(nèi)容分段存儲(chǔ)，程序可以選定任一段作為錄音、放音的起始地址。主控制模塊5與語音信息處理模塊6的接口電路如圖3 語音輸入單元由麥克風(fēng) MIC、電阻R9、R10、R11、電容C21、C22、C23、C24 組成，其中 C22 與 ISD 4004 的 17 管腳 ANAIN+ 端口連接；其中C23與ISD 4004的16管腳ANAIN-端口連接；C24與ISD 4004的14管腳 ANCAP端口連接；C21、R11、C24的一端分別與地連接，R9—端接工作電源。該電路用于錄入 語音，可完成普通的現(xiàn)場錄音。在語音輸出單元中，語音輸出選用低電壓通用集成功率放大 器LM386M，該典型電路中，LM386M的1腳和8腳間串接接C17R7的旁路電容，可以使電路的 放大倍數(shù)提高200倍，LM386M的6腳接電源；4腳接地；7腳通過C18接地；輸入端2腳接地； 其5腳與C20、C19相連，C20另一端接揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器另一端接地，R8 一端接地，另一端與 C18連接；輸入端3接電位器RW ；電位器RW與電容C25串接與ISD4004的13管腳ANDOUT 端連接；ISD4004語音輸出信號(hào)由13管腳的ANDOUT輸出給LM386放大器。ISD4004與微控制器的通信是通過SPI接口通信的，ISD4004的1、2、3、28腳分別 與微控制器ATMEGA8的28、17、18、19管腳連接，ISD4004的1管腳為片選信號(hào)端，它的2、3、 28腳組成SPI通過接口，這些管腳分別與微控制器的SPI通信口的對應(yīng)管腳連接。微控制 器通過對ISD4004片選，可通過SPI接口對ISD4004進(jìn)行讀寫操作，以完成有地址選擇地錄 音與放音的任務(wù)。ISD4004的25管腳的INT端、24管腳的RAC端分別與微控制器的4、5管 腳連接，R5、R6為他們的上拉電阻；ISD4004的23、26、4、11、12與地連接；其18,27管腳與電源連接；調(diào)試接口 ISP的2端接電源，其4、6、8、10端接地，其5端接微控制器的復(fù)位端，3 腳懸空，其1、7、9端分別與微控制器的SPI接口 17、18、19管腳連接。該接口用下載器與微 控制器間的通信，完成對微控制器的程序下載任務(wù)。[0024] 本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施例，任何在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu) 思或者改變，均列為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種基于射頻識(shí)別技術(shù)的多語種自動(dòng)選擇語音播放系統(tǒng)，其特征在于組成結(jié)構(gòu)分為游客參觀證(1)和多語種自動(dòng)選擇語音錄播器(2)兩大部分，所述的游客參觀證包含非接觸式無源射頻識(shí)別卡(3)；所述的多語種自動(dòng)選擇語音錄播器包含能識(shí)別出游客參觀證內(nèi)信息的射頻讀卡器模塊(4)、主控制模塊(5)、語音信息處理模塊(6)；射頻讀卡器模塊(4)連接主控制模塊(5)，主控制模塊(5)通過SPI接口連接語音信息處理模塊(6)，語音信息處理模塊(6)內(nèi)設(shè)置有語音輸出單元(7)和語音輸入單元(8)。
專利摘要一種基于射頻識(shí)別技術(shù)的多語種自動(dòng)選擇語音播放系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于旅游業(yè)、博物館、展覽館、文化教育陳列館、產(chǎn)品交易會(huì)等行業(yè)。組成結(jié)構(gòu)分為游客參觀證和多語種自動(dòng)選擇語音錄播器兩大部分，所述的游客參觀證包含非接觸式無源射頻識(shí)別卡；所述的多語種自動(dòng)選擇語音錄播器包含能識(shí)別出游客參觀證內(nèi)信息的射頻讀卡器模塊、主控制模塊、語音信息處理模塊語音信息處理模塊內(nèi)設(shè)置有語音輸出單元和語音輸入單元。本實(shí)用新型具有智能化、個(gè)性化、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，無論觀眾到達(dá)的時(shí)間先后，也無論觀眾需要何種的語言，該系統(tǒng)都能自動(dòng)根據(jù)觀眾的需要確定解說的語言種類，使每個(gè)觀眾得到每個(gè)展位、景點(diǎn)的完整信息。
文檔編號(hào)G06K19/07GK201673683SQ201020183389
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者孫永梅, 曾潔, 賈世杰, 鄒娟, 陳少華 申請人:大連交通大學(xué)