基于RFID的便攜式智能語(yǔ)音播放器設(shè)計(jì)

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　　0 引言

　　傳統(tǒng)的電子導(dǎo)游系統(tǒng)一般采用紅外無(wú)線通信的方式，容易出現(xiàn)游客接收到錯(cuò)誤的景點(diǎn)信息而造成游客的不便。

　　RFID(無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù))是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，尤其是RFID技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的結(jié)合，更是使得它成為目前研究的熱點(diǎn)。因此，與RFID技術(shù)相結(jié)合的智能語(yǔ)音播放器也成為一種發(fā)展趨勢(shì)，它可實(shí)現(xiàn)用戶在展廳方便的進(jìn)行參觀、了解展品、收聽各類文物、景點(diǎn)介紹等，實(shí)現(xiàn)博物館等的自動(dòng)化智能數(shù)字管理。

　　本文設(shè)計(jì)的便攜式智能語(yǔ)音播放器可以通過USB接口與PC通信下載景點(diǎn)資料，RFID電子標(biāo)簽安放在景區(qū)內(nèi)，發(fā)射景點(diǎn)的編碼信息，當(dāng)游客進(jìn)入景區(qū)時(shí)，便攜式智能語(yǔ)音播放器接收到對(duì)應(yīng)的景點(diǎn)編碼信息后，進(jìn)行編碼并進(jìn)行播放。

　　1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　根據(jù)RFID技術(shù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于RFID的便攜式智能語(yǔ)音播放器的總體結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示。

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　　該設(shè)計(jì)共由三部分構(gòu)成：RFID模塊;無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊;智能語(yǔ)音播放控制及解碼模塊。主要包括RFID電子標(biāo)簽與閱讀器，用于主控的STC12LE5410AD單片機(jī)，VS1003音頻解碼芯片，大容量存儲(chǔ)器，USB通信接口等。

　　當(dāng)播放器處于工作狀態(tài)時(shí)，由RFID閱讀器識(shí)別標(biāo)簽信號(hào)后，再通過收發(fā)系統(tǒng)將語(yǔ)音信號(hào)信息及標(biāo)簽信息發(fā)送對(duì)應(yīng)標(biāo)簽信息的便攜式語(yǔ)音裝置，讀取存儲(chǔ)在便攜式語(yǔ)音裝置中的語(yǔ)音片段并播放語(yǔ)音。該系統(tǒng)有效工作距離為3～5 m，可存儲(chǔ)至少3～5段(每段時(shí)長(zhǎng)3～ 5 min)語(yǔ)音文件(內(nèi)置中文、英文、日文語(yǔ)音文件)，語(yǔ)音文件亦可由用戶通過播放器自主控制播放。

　　2 RFID模塊設(shè)計(jì)

　　RFID系統(tǒng)工作原理：用戶標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號(hào)，則能通過感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在無(wú)源標(biāo)簽(被動(dòng)標(biāo)簽，即Passive Tag)芯片中的產(chǎn)品地址信息，或由有源標(biāo)簽(主動(dòng)標(biāo)簽，即Active Tag)主動(dòng)發(fā)送某一頻率信息，再由閱讀器讀取信息并解碼，再進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的處理。

　　RFID系統(tǒng)的基本模型如圖2所示，電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(非接觸式)耦合，在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換以及能量傳遞。

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　　基于RFID的便攜式智能語(yǔ)音播放器工作范圍(感應(yīng)距離)應(yīng)控制在3～5 m，由于展廳各展臺(tái)之間距離較小，若感應(yīng)距離太遠(yuǎn)，容易造成信號(hào)間的干擾，出現(xiàn)未到展臺(tái)便已經(jīng)播放語(yǔ)音片段的情況，因此，感應(yīng)距離最遠(yuǎn)不超過10m。

　　電子反向散射耦合方式的作用距離為3～10 m，符合便攜式智能語(yǔ)音播放器的感應(yīng)距離要求，同時(shí)無(wú)源電子標(biāo)簽相對(duì)于有源電子標(biāo)簽更節(jié)約成本，且標(biāo)簽內(nèi)部無(wú)需內(nèi)置電源供電，易于攜帶且較為環(huán)保，因此，基于RFID的便攜式智能語(yǔ)音播放器選擇使用電子反向散射耦合方式的無(wú)源電子標(biāo)簽更為合適。