RFID(Radio Frequency Identification,射頻識別)俗稱電子標簽,是一種非接觸式的自動識別技術。它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,識別工作無需人工干預,可工作于各種惡劣環境中。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。最基本的RFID系統由三部分組成:標簽(tag),由耦合元件及芯片組成,每個標簽具有唯一的電子編碼,附著在物體上標識目標對象;閱讀器(reader),讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備,可設計為手持式或固定式;天線(anten—na),在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。
TTS(Text To Speech,語音合成)技術解決如何將文字信息轉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。語音合成技術是實現人機語音通信的關鍵技術之一,涉及聲學、語言學、數字信號處理、計算機科學等多種學科知識,是中文信息處理領域的一項前沿技術。
語音導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,整個設計必須滿足低功耗要求。同時,通過對目前市場使用的語音導覽器的分析,本設計所要實現的語音導覽終端主要實現以下基本功能:目標對象自動識別;導覽信息主動播放;USB信息更新;游覽路線顯示;服務信息查模壓電感器生產詢。
2、語音導覽終端硬件原理設計
語音導覽終端基本原理框圖如圖1所示。RFID讀頭電路將獲得的標簽信息送到微控制器。微控制器根據標簽信息從數據存儲器中讀取相應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換為語音信息,然后經音頻放大電路放大后送到內置喇叭或外接耳機。同時,LCD顯示屏根據標簽信息顯示目前的游覽路線。另外,通過人機接口可以查詢一些服務信息。
2.1EM4095RFID讀頭電路
EM4095是RFID基站讀寫芯片,載波工作頻率為100~150kHz,可以對EM400X、EM4050、EM4150等標簽進電感器行操作。采用圖2所示工作電路時,其工作頻率由以下關系式確定:
在實際應用中,上式中的電容選擇陶瓷電容,并根據實際測試情況適當調整功貼片電感器生產廠率電感L1的值,從而確保工作頻率為125kHz。
2.2XF—S3011語音合成及音頻放大電路
XF一S30ll芯片是中科大訊飛信息科技有限公司研發的一款中文語音合成芯片,將完整的語音合成系統完全集成到單一的處理器內部,通過串口接收并合成任意文本。串口波特率為9600bps,并通過RAD端口指示語音芯片目前的工作狀態(Busy/Ready)。由于XF一S3011芯片輸出的音頻信號功率比較小,為了使音頻信號有足夠的功率驅動揚聲器,需要通過LM4871電路進行功率放大,放大增益可以通過電阻R來調節。圖3和圖4是XF一S3011芯片和LM4871芯片外圍電路設計圖。