1、.编号： 校级大学生创新性实验计划项目申 报 书项 目 名 称：便携式安徽大学校园智能导游系统申 请 者：张宽负所 在 院 系： 电子科学与技术学院 专 业 年 级：07 级电子信息工程 指 导 教 师： 许先璠 起 止 时 间：2010 年 9 月2011 年 6 月 联 系 电 话： 13615695664电 子 信 箱：申 报 时 间：2010 年 5 月 18 日1安徽大学教务处制表项目名称 便携式安徽大学校园智能导游系统申请经费 2520 元 起止时间学号 姓名 年级 所在院系、专业联系电话 E-mail 负责人 P10714081张宽负 07 电院，电子信息工程P10714082刘
2、桃红 07 电院，电子信息工程P10714049孙长闩 07 电院，电子信息工程P10714091方鑫 07 电院，电子信息工程参加成员P10714031程乐红 07 电院，电子信息工程15956908671姓 名 职 称 所在院系 联系电话 E-mail许先璠 安徽大学电子科学与技术学院指导老师2一、项目申请理由（包括项目背景及自身具备的知识、素质、能力等研究等条件）随着高等学校校园的不断扩建，来访校园的各界人士不断增多，随之而带来了很多问题。比如，来访的人士想要找到自己的目的地，要不断的询问别人，否则不是一件容易的事；来校园游览的人士，想要具体地了解和观光一所高校，相对来讲更加的困难。开发
3、一套便携式智能导游系统便可以很好的解决这一难题，为来访的各界人士提供必要的帮助。它可以帮助来访安徽大学的人士找到想要去的地方，并且还可以详细的介绍安徽大学。本系统人性化设计，不仅可以为来访人士找出到达目的地的最优路径，而且当来访者到达某一景点还可以自由选择是否播放该景点的详细影音资料。来访安徽大学的人士只要手里拿着导游仪，便可以畅游于安徽大学校园。系统以安徽大学校园作为应用实例，一旦开发成功，如有需要可以根据不同需要进行改进，以推广到其它地方。本便携式智能导游系统具有较高的可移植性和方便性，可以应用到很多地方，比如说景区，会展场所及大多数公共场地，具有较高的社会应用前景。张宽负：获得过国家励志
4、奖学金，做过校级创新实验项目，参加过 2009 年全国大学生电子设计大赛。程乐红：学习优秀，学习过单片机，会单片机编程。方鑫：学习优秀，学过单片机，会 protel99se 绘图，过了计算机二级、三级。孙长闩：学习优秀，学过单片机，会单片机编程，会 protel99se 绘图。刘桃红：学习优秀，学过单片机，可以用 C 语言编程，过了计算机二级。我们小组人员配置合理，有理论知识好的，有动手能力强的，相信只要我们努力，就一定能成功完成项目。3二、项目研究内容（目前研究的现状、方法、观点、难点、特点和提出的创新点等）随着旅游业的快速发展及个性化旅游的出现，传统的人工导游已经很难满足游客的需求了，有关
5、电子导游系统的研究也应运而生。九十年代中期第一个研究原型提出后，导游系统已经取得了长足的发展，并且其在旅游业中的应用也越来越广。近年来随着普适计算思想的提出及电子信息技术的快速发展，出现了各种融合计算、通信、网络、娱乐、电子商务等多功能的智能终端。这对导游系统的发展提供了很好的硬件平台，使导游系统出现了很多新的发展趋势。很多国内外的研究机构与公司已经开发或正在研究各种能够提供个性化导游服务的智能终端设备。国内外已有相应的产品，美国的 WDC 公司发明的便携式电子导游系统，以及国内 Legend也是基于 GPS 技术的电子导游系统。以上这些产品虽然可以实现景点定位和服务设施搜索等功能，但由于技术
6、上的局限性，都存在定位不精确，存储的数据量小和信息不够详实准确等缺点。专门应用于旅游景点，对具体的景点进行详实准确的讲解和对景区内的服务设施进行准确定位和介绍的手持电子设备还没有成型的产品。本系统应用最新技术很好的解决了这些问题，具有定位误差补偿功能和足够的存储数据量满足对各个景点的详细介绍。本系统就是一个以 GPS 模块为定位系统，以 ARM9 为核心处理器，基于linux 操作系统的人性化智能导游系统。其体积小，重量轻，可随身携带。触摸显示屏加上灵活、简易的人性化显示风格以达到个性化导游的宗旨。智能导游系统内还预先存入安徽大学校园内各个景点的详细语音介绍，根据游客的喜好进行点播。项目的创新
7、点1、目前应用十分广泛的民用 GPS 定位精度较低，对于小范围实现精确定位比较困难，本系统将采用实地勘测汇总矢量地图数据以实现误差补偿，同时我们将采用新型路线匹配算法，根据游客所走路线，进行对比纠正，以确保在寻路信息的准确。2、在最短路径遗传算法的基础上设计出适合小范围区域内寻找目的地的最优路径快速算法。目前最短路径遗传算法是求解两点最短路径比较流行的算法，但其在微机处理过程中占用大量资源，对于嵌入式系统不太适合，所以设计适合小范围区域内寻找目的地的最优路径快速算法非常必要。3、系统采用触摸式显示屏，不但可以实时显示地图，而且可以随时报告用户的触摸操作，省去键盘按钮，增强了人机交互性，满足个性
8、化追求。4、系统采用的矢量地图是在平面电子地图的基础上叠加了实际地理坐标与目前使用最为广泛的 MapInfo 格式电子地图相比，具有数据量小，占用资源少，非常适用嵌入式硬件的运行。5、系统加入自动归还提示功能，在游客离开校园是自动提示，方便导游仪的管理。研究详细内容、研究方案一、硬件设计4硬件系统结构主要包括：ARM9 处理器，触摸屏显示，GPS 定位模块，语音播报模块，电源管理模块（如图一） 。ARM9 处理器是一种基于 ARM920T 内核的 32 位 RISC CPU，该处理器集成度高、功能强大，拥有独立的 16KB 指令和 16KB 数据 CACHE、MMU 虚拟内存管理单元、NAND
9、 FLASH BOOT loader、系统管理单元 (SDRAM 处理器等)、3 通道UART、4 通道 DMA、4 通道具备 PWM 功能的定时器、IO 口、RTC(实时时钟)、8通道 10 bit 精度 ADC 和触摸屏处理器、IIC 总线接口、IIS 数字音频总线接口、USB HOST、USBDEVICE、SDMMC 卡处理器、集成 LCD 处理器(支持 STN 和 TFT)、2 通道 SPI 和 PLL 数字锁相环等，非常适用于便携设备 。触摸屏是用于嵌入式系统中最基本的用户交互设备之一。触摸屏的主要功能是显示信息和随时报告用户的触摸操作并标识触摸位置的坐标。应用于该系统更能体现人性化
10、，满足人们个性化追求。GPS 模 块 的 基 本 原 理 是 测 量 出 已 知 位 置 的 卫 星 到 用 户 接 收 机 之 间 的 距 离 ，然 后 综 合 多 颗 卫 星 的 数 据 就 可 知 道 接 收 机 的 具 体 位 置 。 采 用 该 模 块 可 以 在大 体 上 确 定 地 理 坐 标 ， 与 其 它 定 位 方 法 相 比 ， 成 本 低 ， 可 移 植 性 高 。电 源 管 理 模 块 是 管 理 系 统 各 个 模 块 的 用 电 情 况 ， 对 于 便 携 式 系 统 ， 能 耗 控 制是 一 个 非 常 重 要 的 问 题 ， 降 低 能 耗 ， 延 长 便 携
11、 式 系 统 的 待 机 时 间 具 有 非 常 重要 的 意 义 。二、软件设计嵌入式系统软件设计主要包括操作系统、驱动程序和应用程序。本系统对基于 2.6.9 版本的 Linux 内核进行了定制裁剪，其驱动程序主要是触摸屏的驱动和 GPS 模块驱动。应用程序则用于电子地图的显示和语音播报。这些软件将存储模块外部时钟ARM9 处理器 UARTGPS模块USB显示模块LCD 触摸屏JTAG电源管理模块语音播报模块图一：系统硬件结构5根据嵌入式开发流程来建立相应的开发环境。应用程序的开发主要是电子地图的显示和语音播报功能的实现。这实际是基于音频处理子系统、触摸显示子系统、RAM 单元、Flash
12、 单元等硬件资源的特点编写的应用函数模块的集合。此集合的编写源于对各个硬件模块的深入了解，以及对硬件资源的充分利用和挖掘、对时序的严格控制，同时包括精确的软件流程，合理分配存储资源，协调 ARM 处理能力等，从而完成音频播放、静态图片显示、影像播放、音频录制等多媒体所对应的函数集合。各函数集合包括方便的应用程序接口。通过这些接口可为调用这些函数的主函数提供便利（如图三） 。硬件驱动程序操作系统应用技术软件图二：系统软件结构N初始化外设模块系统上电启动 bootloader加载内核运行应用程序是否启动应用程序结束N图三：系统软件流程图6系统整体设计的重点、难点1、如何将安徽大学磬苑校区的静态平面
13、图与地理坐标相结合，构建一个可供查询的地理坐标数据库。2、如何补偿由于民用 GPS 卫星定位系统精度低所造成的误差。3、如何恰当的对 linux 操作系统进行裁剪使之适合本系统的需求，为用户提供一个良好的操作界面。技术路线1、实地勘测，采用 GPS 系统测出安徽大学磬苑校区各个景点和重要地点的地理坐标绘出磬苑校区地理矢量图，做出地理坐标数据库。2、由于民用 GPS 卫星定位系统精度低，对于小范围内精确定位比较困难，所以将采用实地补偿法，在特定位置确立校准点；同时我们将采用新型路线匹配法，根据游客所走路线，进行对比纠正。3、linux 操作系统是目前非常流行的开源操作系统，其应用十分广泛。尤其适
14、合多进程系统的场合，将其进行恰当的裁剪，去除非必要部分，再移植于嵌入式系统，可完成系统对多任务的处理。参考文献：1、基于 GPS 和 PDA 的电子导游系统的关键技术 作者：王涛春2、Design and implement of palm E-guide system 作者：赵骥3、基于 PDA 的电子导游系统关键技术的研究 作者：王涛春7三、项目进度安排（查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、开题报告、实验研究、数据统计、处理与分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结题答辩和成果推广等）主要研究阶段（起止时间） 阶段预期成果 成果形式前期2010.9-10.12完成查阅资
15、料、选题、自主设计项目研究方案，设计各硬件模块，并实地进行数据勘测。安徽大学磬苑校区矢量地图。安徽大学磬苑校区地理坐标数据库。中期2010.12-11.2进行项目的具体实施并记录实验的相关数据便携式安徽大学校园智能导游系统实验样机后期2011.2-11.5 调试好整个系统 成品最终成果名称 最终成果形式最终研究成果 便携式安徽大学校园智能导游系统便携式安徽大学校园智能导游系统研究报告及相关论文。四、拟利用资源（实验室、研究所、实验教学示范中心、创新实践基地、仪器设备、资料等）实验室常用仪器、仪表。五、项目经费预算与用途（购置实验材料、试剂、药品、加工测试、资料、复印、调研、交通等经费开支）分析
16、测试费及材料：1200 元资料打印、复印费：20 元其他材料、费用：800 元8六、项目预期成果（研究论文、申请专利、工程设计、调研报告、开发软件、研制产品、项目鉴定等）最终研究成果：便携式安徽大学校园智能导游系统研究报告及相关论文。七、项目诚信承诺本项目负责人和全体成员慎重承诺，该项目研究不抄袭他人成果，不弄虚作假，先诚实做人，再诚信做学问和研究，按项目研究进度保质保量完成各项研究任务。项目负责人签名： 项目组成员签名：年 月 日 年 月 日八、指导教师意见（从项目学科性、前沿性、可行性、研究性、可操作性和成效性加以评价）签 名：年 月 日九、学院意见：签名盖章：年 月 日十、学校意见：签名盖章：年 月 日
