基于RFID和語音合成技術(shù)的語音導(dǎo)覽終端設(shè)計(jì)

引 言

　　在國內(nèi)的一些大型博物館和風(fēng)景區(qū)，已經(jīng)采用了一些語音導(dǎo)覽器，為游客提供各種解說和導(dǎo)游，大大方便了游客對(duì)博物館和風(fēng)景區(qū)歷史文化的了解。但傳統(tǒng)的語音導(dǎo)覽器功能比較單一、功耗大、成本高、數(shù)據(jù)更新復(fù)雜，游客需要手動(dòng)輸入編碼才能得到相應(yīng)的播放信息，限制了語音導(dǎo)覽器的進(jìn)一步推廣使用。本設(shè)計(jì)結(jié)合RFID射頻識(shí)別技術(shù)和TTS語音合成技術(shù)，提出了一種可自動(dòng)識(shí)別解說對(duì)象的語音導(dǎo)覽器，并結(jié)合USB存儲(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各種導(dǎo)覽信息的及時(shí)更新。

　　1 RFID技術(shù)、TTS技術(shù)及終端功能分析

　　RFID(Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別)俗稱電子標(biāo)簽，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)別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境中。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：標(biāo)簽(tag)，由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；閱讀器(reader)，讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；天線(anten—na)，在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。

　　TTS(Text To Speech，語音合成)技術(shù)解決如何將文字信息轉(zhuǎn)化為聲音信息的問題，從而變看為聽，使得人們獲取信息的方式更加豐富和自然。語音合成技術(shù)是實(shí)現(xiàn)人機(jī)語音通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，涉及聲學(xué)、語言學(xué)、數(shù)字信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)，是中文信息處理領(lǐng)域的一項(xiàng)前沿技術(shù)。

　　語音導(dǎo)覽終端作為便攜式終端，為確保其有足夠的能量可靠地工作，整個(gè)設(shè)計(jì)必須滿足低功耗要求。同時(shí)，通過對(duì)目前市場(chǎng)使用的語音導(dǎo)覽器的分析，本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的語音導(dǎo)覽終端主要實(shí)現(xiàn)以下基本功能：目標(biāo)對(duì)象自動(dòng)識(shí)別；導(dǎo)覽信息主動(dòng)播放；USB信息更新；游覽路線顯示；服務(wù)信息查詢。

　　2 語音導(dǎo)覽終端硬件原理設(shè)計(jì)

　　語音導(dǎo)覽終端基本原理框圖如圖1所示。RFID讀頭電路將獲得的標(biāo)簽信息送到微控制器。微控制器根據(jù)標(biāo)簽信息從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀取相應(yīng)的文本信息并通過串口送到TTS語音合成電路。TTS語音合成電路將文本信息轉(zhuǎn)換為語音信息，然后經(jīng)音頻放大電路放大后送到內(nèi)置喇叭或外接耳機(jī)。同時(shí)，LCD顯示屏根據(jù)標(biāo)簽信息顯示目前的游覽路線。另外，通過人機(jī)接口可以查詢一些服務(wù)信息。

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　　2．1 EM4095 RFID讀頭電路

　　EM4095是RFID基站讀寫芯片，載波工作頻率為100～150 kHz，可以對(duì)EM400X、EM4050、EM4150等標(biāo)簽進(jìn)行操作。采用圖2所示工作電路時(shí)，其工作頻率由以下關(guān)系式確定：

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　　在實(shí)際應(yīng)用中，上式中的電容選擇陶瓷電容，并根據(jù)實(shí)際測(cè)試情況適當(dāng)調(diào)整電感L1的值，從而確保工作頻率為125 kHz。

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