基于APM7101的漢、英雙語MP3導游機的設計與實現(xiàn)

西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，使西藏的旅游業(yè)得到空前的發(fā)展。但西藏的旅游業(yè)起步較晚，使得當前的旅游業(yè)發(fā)展規(guī)模和水平不能滿足旅游快速發(fā)展的需求。目前，西藏地區(qū)導游人員缺乏，沒有特級導游人員，這就導致非本土導游人員沒有真正掌握西藏的地理和文化知識，講解內容偏離原有的文化內涵，造成游客的誤解，無法完整宣傳和推廣藏民族的文化；而現(xiàn)有的小語種導游人員無法滿足西藏廣闊的客源市場，制約了西藏旅游業(yè)的發(fā)展，造成大量國外游客流失。
針對上述問題，為了促進西藏旅游業(yè)的發(fā)展，加快旅游信息化步伐，這里提出了一種英、漢雙語的MP3導游系統(tǒng)的解決方案。該導游系統(tǒng)能夠定位游客位置，并用英、漢雙語為游客講解當前景點知識；在沒有導游的情況下，能及時直觀地反映當前景點的狀態(tài)，使游客的旅行更自由方便，增強游客的旅行樂趣。

1 APM7101的特點及其協(xié)議格式
APM7101是一款高性能的GPS(Global Positioning System)信號接收機，其體積小，很容易嵌入便攜式裝置。APM7101內部(其結構如圖1所示)集成有SiRFstarⅢGPS處理器，LNA電路，SAW濾波器，振蕩和校準電路，支持UART通信，內置4Mb閃存。該器件具有以下特性：1)20個通道接收；2)弱信號下快速TTFFs(Time to First Fix)；3)2個UART收發(fā)通道；4)接收靈敏度可達-159 dBm；5)支持NMEA-0183和SiRF協(xié)議；6)支持SBAS(WAAS、EGONS)。

GPS啟動后會間隔一定時間返回一次接收信息，其返回信息包括：GGA(1 s)／GSA(1 s)／RMC(1 s)／GSV(5 s)，通常僅使用其中的RMC信息，采用APM7101的GPS模組以NMEA協(xié)議格式發(fā)送消息?；綨MEA指令是一個ASCⅡ字符串，它以‘$’字符開始，以CR>LF>序列結束。NMEA標準消息(如表1所示)以‘GP’開始，然后是3個字符的消息標識碼。消息頭和后面的內容通過逗號進行分隔，消息以校檢碼結束，校檢碼由1個‘*’和2個16位的校驗字組成，校驗碼字段并不用逗號分隔。目前，校驗碼得到的方式是從‘$’到‘*’之間的字符進行逐位計算。作為ASCⅡ表示法。每個字段的長度是隨著精度的不同而變化的，因此記錄的長度也是變化的。

下面以實例分析NMEA消息格式：
$GPRMC，161229．487，A，3723．2475，N，12158．3416,W，0．13，309．62，120598，，*10
從上述消息可以得到：對于消息$GPRMC，161229．487表示時間為16點12分29．487秒；A表示這條消息是有效的；3723．2475和N表示北緯，3723．2475；12158．3416和E表示東經，12158．3416。

2 系統(tǒng)硬件總體設計
根據(jù)各功能的需求，其硬件組成框圖如圖2所示，它主要由SPCE061A單片機、GPS模組(APM7101)、LCD模塊和語音資源存儲模塊組成。其中，采用APM 7101作為GPS模組，采用SPCE061A作為主控制器，通過串口接收GPS模組發(fā)來的衛(wèi)星消息，根椐NMEA協(xié)議格式，對其進行解析，使用UART與SPCE061A主控板之間進行通信，從而實現(xiàn)定位功能；LCD采用SPLC501型液晶顯示模組，通過SPCE061A直接控制顯示相關信息；語音資源存儲模塊采用SPR4096模組，用于存儲景點的信息資源，使用SPCE061A的D／A轉換通道，經過由SPY0030構成的音頻放大電路直接輸出。

圖2中單片機的正常工作電壓為5 V，其I／O接口的電壓為5 V或3．3 V，需要注意的是：各模塊所用電壓不同，GPS模組的電壓一般為3．3 V，SPR4096與液晶顯示模組的電壓要求為5 V。因此，SPR4096模組、液晶模組與單片機采用同一電源供電，GPS采用端口供3．3 V。

3 GPS全球定位系統(tǒng)
圖3所示為GPS全球定位系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖，采用SPCE061A單片機作為主控制器，使用UART與SPCE061A進行通信，通過串口接收GPS模組發(fā)來的衛(wèi)星消息，為了保證GPS模組發(fā)來的消息及時接收，UART采用中斷接收方式。根據(jù)消息特定的格式，對其進行解析，最后將解析后的信息用于各種顯示及播報。GPS以NMEA協(xié)議格式發(fā)送消息，接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號，以獲得必要的定位信息，經數(shù)據(jù)處理，完成定位工作。