基于RFID的便攜式智能語音播放器設(shè)計

　　0 引言

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

　　RFID(無線射頻識別技術(shù))是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(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)合的智能語音播放器也成為一種發(fā)展趨勢，它可實現(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，實現(xiàn)博物館等的自動化智能數(shù)字管理。

　　本文設(shè)計的便攜式智能語音播放器可以通過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，便攜式智能語音播放器接收到對應(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

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

　　該設(shè)計共由三部分構(gòu)成：RFID模塊;無線信號收發(fā)模塊;智能語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，大容量存儲器，USB通信接口等。

　　當(dāng)播放器處于工作狀態(tài)時，由RFID閱讀器識別標(biāo)簽信號后，再通過收發(fā)系統(tǒng)將語音信號信息及標(biāo)簽信息發(fā)送對應(yīng)標(biāo)簽信息的便攜式語音裝置，讀取存儲在便攜式語音裝置中的語音片段并播放語音。該系統(tǒng)有效工作距離為3～5 m，可存儲至少3～5段(每段時長3～ 5 min)語音文件(內(nèi)置中文、英文、日文語音文件)，語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

　　RFID系統(tǒng)工作原理：用戶標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號，則能通過感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在無源標(biāo)簽(被動標(biāo)簽，即Passive Tag)芯片中的產(chǎn)品地址信息，或由有源標(biāo)簽(主動標(biāo)簽，即Active Tag)主動發(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現(xiàn)射頻信號的空間(非接觸式)耦合，在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關(guān)系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換以及能量傳遞。

　　基于RFID的便攜式智能語音播放器工作范圍(感應(yīng)距離)應(yīng)控制在3～5 m，由于展廳各展臺之間距離較小，若感應(yīng)距離太遠(yuǎn)，容易造成信號間的干擾，出現(xiàn)未到展臺便已經(jīng)播放語音片段的情況，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，符合便攜式智能語音播放器的感應(yīng)距離要求，同時無源電子標(biāo)簽相對于有源電子標(biāo)簽更節(jié)約成本，且標(biāo)簽內(nèi)部無需內(nèi)置電源供電，易于攜帶且較為環(huán)保，因此，基于RFID的便攜式智能語音播放器選擇使用電子反向散射耦合方式的無源電子標(biāo)簽更為合適。