專利名稱：基于rfid和數據重定向技術的自助語音系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于通信技術領域，涉及ー種自助語音系統，特別涉及ー種基于RFID和數據重定向技術的自助語音系統。
背景技術：
RFID (Radio Frequency Identif ication)技術，又稱無線射頻識別技術，是一種通信技術，可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標 之間建立機械或光學接觸。數據重定向技術是ー種架構于文件系統之上的數據處理技木。數據重定向的目的在于改變數據流向，使數據流按照需要繞過某些設備，進而直接送入目標設備中的數據處理技術，可以起到提高數據傳輸效率、節省設備資源的作用。目前市場上存在的電子講解器主要有兩類ー類是使用于戶外大型場所的電子講解器，所用到的技術主要是GPS，例如品游電子導游，其成本高，且無法在博物館類密集型景區精確定位；另ー類是旅游管理類電子講解器，其功能主要是協助導游做一些輔助性管理，例如清點人數、隊內講解，不能實現“全自動”的功能。
發明內容
本發明的目的在于彌補普通電子講解器不適合在室內密集型景區使用的缺憾，提供一種成本低、便于推廣的基于RFID和數據重定向技術的自助語音系統。其技術方案為一種基于RFID和數據重定向技術的自助語音系統，包括主控制器STC12C5A60S2、從控制器STC89C52RC、讀卡器芯片RC500、音頻解碼VS1003、SD卡模塊、MifareS50卡、音頻輸出模塊、天線，主控制器與從控制器之間通過串行接ロ連接，主控制器的串ロ發送端與從控制器的串ロ接收端連接，主控制器的串ロ接收端和從控制器的串ロ發送端相連接；SD卡模塊與主控制器采用SD卡的SPI模式連接4根主控制器I/O接ロ分別與SD卡的數據輸入端、數據輸出端、片選、時鐘信號端相連接；音頻解碼VS1003與主控制器采用VS1003的SPI模式連接4根主控制器I/O接ロ與音頻解碼VS1003的數據輸入端、數據輸出端、片選、時鐘信號端相連接；音頻輸出與音頻解碼VS1003標準的耳機接ロ連接；從控制器與RC500讀卡芯片的連接；RC500讀卡器芯片與天線連接。上述MifareS50卡為射頻標簽卡。MifareS50卡固定放置在景點處。上述音頻輸出為耳機。上述天線為印刷天線。上述從控制器與RC500讀卡芯片的連接包括中斷連接、片選連接、寫選通連接、命令/數據復選連接、8條數據總線連接、地址鎖存使能連接、復位連接。進ー步優選，所述主控制器中燒錄的軟件有FAT文件系統程序；VS1003驅動程序；SD卡驅動程序；串ロ驅動程序。進ー步，所 述從控制器中燒錄的軟件有符合IS014443A所有層通信協議的讀卡程序。與現有技術相比，本發明的有益效果為I、本發明在硬件資源很少的單片機上運行設計復雜的功能，能最大限度的節約成本，增加可行性；2、本發明的技術方案將新型技術RFID成功應用在了傳統的旅游業，用電子科學技術來改善旅游業的發展瓶頸；3、本發明為室內密集型景點設計并實現了ー套可行的、低成本的電子講解器，彌補電子導游只在戶外景區使用的缺憾；4、本系統語音數據資料以.mp3格式儲存于SD卡中，為了有效管理寫入SD卡中的數據，將FAT32文件系統移植在51單片機上，單片機可以方便地對SD卡上的文件進行操作。文件系統的植入是ー種在低端的處理器上開發出復雜系統的有效措施，也是本系統數據處理的創新之處。本系統采用文件系統的數據重定向功能，所謂重定向功能就是從SD卡中批量取出數據直接送到VS1003中解碼，避免在單片機中開辟數據緩存區，將VS1003音頻數據入口函數指針作為從SD卡中讀出數據的目標函數，數據的流向即發生了改變，使原來需要進入單片機RAM的數據直接輸送到VS1003中解碼，而SD卡中的數據是按扇區(512byte)讀寫的，這樣就避免了開辟512byte的單片機內部RAM。
圖I是本發明的結構示意圖；圖2是本發明主控制器、從控制器軟件流程圖；圖3是本發明從控制器軟件詳細流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進ー步詳細地說明。參照圖1，一種基于RFID和數據重定向技術的自助語音系統，包括主控制器STC12C5A60S2、從控制器STC89C52RC、讀卡器芯片RC500、音頻解碼VS1003、SD卡模塊、MifareS50卡、音頻輸出、天線，主控制器與從控制器之間通過串行接ロ連接，通過TTL電平實現數據通信。主控制器的串ロ發送端與從控制器的串ロ接收端連接，主控制器的串ロ接收端和從控制器的串ロ發送端相連接；SD卡模塊與主控制器采用SPI模式連接采用4根主控制器I/O接ロ分別與SD卡的數據輸入端、數據輸出端、片選、時鐘信號端相連接，軟件中使用SPI模式進行讀寫操作；音頻解碼VS1003與主控制器采用VS1003的SPI模式連接采用4根主控制器I/O接ロ與音頻解碼VS1003的數據輸入端、數據輸出端、片選、時鐘信號端相連接，軟件控制SPI模式進行讀寫操作。注VS1003和SD卡的數據輸入端、數據輸出端與主控制器的連接使用相同的I/Oロ，此處采用時分復用技術，也是數據重定向的硬件條件；音頻輸出與音頻解碼VS1003的左右聲道引腳、線入輸入引腳、公共地緩沖器引腳三個端ロ連接，即標準的耳機接ロ ；從控制器與RC500讀卡芯片的連接包括中斷連接、片選連接、寫選通連接、命令/數據復選連接、8條數據總線連接、地址鎖存使能連接、復位連接；RC500讀卡器芯片與天線連接RC500讀卡芯片的發送器、內部參考電壓引伸出印刷天線。整個系統采用5V供電。硬件電路還包括控制器復位電路、控制器晶振電路、RC500讀卡芯片晶振電路、VS1003音頻解碼模塊和SD卡模塊所需的3. 3V和2. 5V的系統電源電路。主控制器中燒錄的軟件有FAT文件系統程序；VS1003驅動程序；SD卡驅動程序；串ロ驅動程序。從控制器中燒錄的軟件有符合IS014443A所有層通信協議的卡操作程序；除MifareS50卡外，其余模塊集成在電路板中，位于手持機中；MifareS50卡固定放置在景點處。本發明使用時，射頻模塊探測IOcm范圍內是否有可用電子標簽(MifareS50卡)，當電子標簽處于此范圍內吋，標簽卡進入READY狀態并向讀卡器模塊返回數據請求命令，單片機接受到此命令后，讀取標簽卡內標簽信號，即識別出展品代號，單片機根據此代號調用存儲在SD卡中的展品相關數據，將數據重定向到VS1003音頻解碼模塊，音頻解碼模塊經過譯碼輸出到放大電路，自助語音系統開始講解。參照圖2，本發明主控制器軟件流程圖中，第一歩主控制器(STC12A560S2)對各個子模塊實行初始化操作；第二歩主控制器發送命令，控制從控制器調用尋卡命令，間隔5秒重復發送一次，直到有標簽卡進入可讀區；第三歩主控制器依次發送命令防沖突、驗證卡密碼、讀取標簽卡內寄存器某ー塊區的值；第四步主控制器將讀取回來的值作為參數調用FAT文件系統打開文件函數；第五歩FAT文件系統將文件數據重新定向到音頻數據解碼模塊(VS1003模塊)，數據經VS1003解碼、放大、輸出，實現系統預定功能。參照圖3，本發明中，從控制器的軟件流程圖中從控制器采用“查詢中斷”方式等待主控制器發來的命令碼。“查詢中斷”方式是控制器循環檢測串口中斷標志位，確定是否有數據從串ロ發送來的一種等待機制；從控制器接到命令串，先對命令串CRC校驗，校驗結果返回上位機，校驗正確進入第三步，否則返回第一歩。命令串格式為數據包長度L(IByte)、命令字C(IByte)、數據包D(L-IBytes)、校驗字 X(IByte)；從控制器根據命令字C(IByte)執行相應操作。命令字包括“尋卡”、“防沖突”、“選卡”、“驗證密碼”、“讀卡數掘”、“寫卡數據”、“終止”；執彳丁完成后返回弟一步。上述軟件描述符合IS014443協議各個層；操作的實現是從控制器對讀卡器芯片RC500的功能性操作。“尋卡”、“驗證卡密碼”、“防沖突”、“讀取卡數據”均是通過串行通信向從控制器發送的命令串，具有如圖2所示“尋卡”的判斷模式。從控制器在接受到命令后，執行命令的過程就是與讀卡器芯片RC500通信的過程，其過程符合IS014443A的所有層協議。
本系統的工作過程如下
第一歩打 開電源，主控制器開始執行程序1、串ロ初始化；2、向從控制器循環發送“尋卡”命令；第二步用戶手持機靠近MifareS50卡，且距離卡IOcm以內時，尋卡成功；第三步“尋卡”成功后，主控制器發送“驗證卡密碼”、“防沖突”、“讀取卡數據”命令，且每條命令都需要有正確的返回值后才繼續發送下一條命令，最終向主控制器返回MifareS50卡內部寄存器的一個數據，此數據作為區別不同MifareS50卡的標識。“尋卡”、“驗證卡密碼”、“防沖突”、“讀取卡數據”在軟件程序中是經過編碼后的數據串；第四步主控制器得到MifareS50卡的標識數據后，根據此標識調用SD卡中與之相對應的音頻文件。步驟如下1、SD卡初始化；2、程序指針指向SD卡參數集合；3、FAT文件系統初始化、音頻解碼模塊VS1003初始化；4、打開SD卡音頻文件并重定向到音頻解碼模塊(VS1003) ;5、清空緩沖區。第五歩主控制器軟件返回到第一歩中的第二點。如此循環。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，本發明的保護范圍不限于此，使用不同型號的控制器芯片、讀卡器芯片(RC500的升級產品等)、存儲模式(U盤式存儲等)都能實現系統功能，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可顯而易見地得到技術方案的簡單變化或等效替換均落入本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種基于RFID和數據重定向技術的自助語音系統，其特征在于，包括主控制器STC12C5A60S2、從控制器STC89C52RC、讀卡器芯片RC500、音頻解碼VS1003、SD卡模塊、MifareS50卡、音頻輸出模塊、天線，主控制器與從控制器之間通過串行接口連接，主控制器的串口發送端與從控制器的串口接收端連接，主控制器的串口接收端和從控制器的串口發送端相連接； SD卡模塊與主控制器采用SD卡的SPI模式連接4根主控制器I/O接口分別與SD卡的數據輸入端、數據輸出端、片選、時鐘信號端相連接； 音頻解碼VS1003與主控制器采用VS1003的SPI模式連接4根主控制器I/O接口與音頻解碼VS1003的數據輸入端、數據輸出端、片選、時鐘信號端相連接； 音頻輸出與音頻解碼VS1003標準的耳機接口連接； 從控制器與RC500讀卡芯片的連接； RC500讀卡器芯片與天線連接。
2.根據權利要求I所述的自助語音系統，其特征在于，所述MifareS50卡為射頻標簽卡。
3.根據權利要求I所述的自助語音系統，其特征在于，所述MifareS50卡固定放置在景點處。
4.根據權利要求I所述的自助語音系統，其特征在于，所述音頻輸出為耳機。
5.根據權利要求I所述的自助語音系統，其特征在于，所述天線為印刷天線。
6.根據權利要求I所述的自助語音系統，其特征在于，所述從控制器與RC500讀卡芯片的連接包括中斷連接、片選連接、寫選通連接、命令/數據復選連接、8條數據總線連接、地址鎖存使能連接、復位連接。
7.根據權利要求I所述的自助語音系統，其特征在于，所述主控制器中燒錄的軟件有FAT文件系統程序；VS1003驅動程序；SD卡驅動程序；串口驅動程序。
8.根據權利要求I所述的自助語音系統，其特征在于，所述從控制器中燒錄的軟件有符合IS014443A所有層通信協議的讀卡程序。
全文摘要
本發明公開了一種基于RFID和數據重定向技術的自助語音系統，包括主控制器STC12C5A60S2、從控制器STC89C52RC、讀卡器芯片RC500、音頻解碼VS1003；SD卡模塊；MifareS50卡；音頻輸出；天線。本發明具有成本低，便于推廣的特點。適用于通信技術領域。
文檔編號G09F25/00GK102637398SQ20121010313
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者劉冬, 唐傳高, 姚志鳳, 張健, 李敏通 申請人:西北農林科技大學