1、唐山世界園藝博覽會數字化方案唐山世界園藝博覽會數字化方案基于基于 RFIDRFID 技術的展館自助電子導游系統的設計技術的展館自助電子導游系統的設計方方案案建建議議書書河北中科匯達科技有限公司2014 年 1 月 16 日目目 錄錄一、系統方案概述一、系統方案概述.1二、二、 背景介紹背景介紹.1三、系統需求分析三、系統需求分析.23.1 用戶需求分析用戶需求分析.23.2 功能需求分析功能需求分析.33.3 可行性分析可行性分析.43.3.1 技術可行性.53.3.2 設備可行性.5四、系統總體設計四、系統總體設計.54.1 系統框架設計系統框架設計.54.2 系統功能模塊劃分系統功能模塊劃

2、分.61一、系統方案概述一、系統方案概述傳統的隨團展覽方式由于游覽展廳、路線及時間的固定性等弊端給游客帶來了極大的限制與不便，隨著展覽業和信息技術的發展，提供個性化和自由的自助展館導游系統，實現了基于 RFID 技術的展館自助電子導游系統，成為了趨勢。系統采用先進的 RFID 技術，語音合成，路線規劃等技術，實現位置定位，展館內展品的感知、基于位置的智能化、多樣化的展館信息講解、路線及信息查詢，地圖顯示等功能的展館自助電子導游系統。關鍵詞 RFID 技術；自助電子導游；自動講解；路線規劃核心設計思想 1：在展館中固定需要講解位置部署一定數量的 RFID 節點，在平板電腦上安裝讀卡器，當游客手持

3、平板電腦進行游覽的時候自動讀取需要講解RFID 節點標識，進行響應內容的自助語音講解。優勢：提供全方位、自動化的導優勢：提供全方位、自動化的導引，智能講解。引，智能講解。核心設計思想 2：開發一款手機 APP 應用，在展館中展廳、展品位置提供二維碼，用戶進入展館之前利用 Wi-Fi 接入展館，或者下載 APP，掃描二維碼對展品或者展館進行標識，然后自動提供講解、導航。優勢：無需租用設備，用戶使用智能優勢：無需租用設備，用戶使用智能手機即可下載手機即可下載 APP。二、二、 背景介紹背景介紹隨著全球化進程的加速和我國產業結構的逐步升級，展覽業的發展正面臨著前所未有的機遇，已成為經濟發展中勢頭最強

4、勁和規模最大的產業之一。傳統的隨團展覽方式由于游覽展廳、路線及時間的固定性等弊端給游客帶來了極大的限制與不便，追求個性和自由的自助展館導游越來越受到推崇，但由于對展廳位置分布的不熟悉，又缺乏導游的指引，游客往往出現迷失方向、遺漏展廳等問題。盡管目前市場上也已出現了各種景區導航產品，如預錄制/存儲式、按鍵式，GPS 導航系統等，雖然這些產品使得導游更加標準化、規范化、現代化，同時也降低了導游人員的勞動強度，但這些產品往往不夠智能化，已不能夠滿足人們多樣化的需求。尤其是對GPS 導航系統來說，對于展館這種室內旅游表現信號不佳的特點，無法滿足游客的需要。能夠提供實時定位、結合位置提供智能化、多樣化的

5、展館信息講解、路線及信息查詢，地圖顯示等功能的展館自助電子導游系統的出現已是市場所需。隨著物聯網技術的發展，使游客在旅途中攜帶移動式自助導游系統成為可能。硬件設備的選擇方面，實驗箱中競賽套件提供的嵌入式網關設備具有全彩的液晶屏幕，以及非常強大的數據處理等功能和 Windows CE、Android 操作系統，它的這些特性為其實現自助導游系統的一系列功能提供了良好的現有軟硬件支持，所以本系統中采用平板2電腦設備作為游客的手持機。而后臺的數據管理信息則在 PC 機上運行。因此以平板電腦作為終端的硬件載體，并通過 RFID 技術、RFID 讀卡器和后臺 PC 機上數據管理模塊的通信，實現實時定位，自

6、動講解，地圖顯示等功能，設計了展館導航系統，此導航系統的應用將為其提供全新的旅游感受。而對于展覽業來說，展館管理者更加完善了展覽服務體系，降低了人力勞動的成本，拓展了展覽服務模式，促進了展覽業的更大發展。目前，在國外，特別是發達國家，展覽館自助電子導游系統應用較多。如在博物館等室內展館，基本上取消了導游講解。特別是噪音比較大而又影響他人參觀的高音喇叭，在國外基本上找不到它的蹤影。游客進展館后，自己拿講解器聽講解，聽完后自覺放回原處，以便下位游客繼續使用。這使得博物館很安靜，沒有人為的雜音。在國內，展館自助電子導游系統的應用才剛剛起步。但是國內的應用主要還停留在數碼按鍵播放機和觸摸式視頻講解系統

7、上，前者如陜西皇帝陵、天津博物館等大部分展館采用的都是數碼按鍵系統，每到一個新展廳按一下相應的鍵，然后就可以聽到導游詞；后者如廣州陳家祠使用的自助電子導游機，游客通過觸摸屏幕上的按鈕，得到展覽館展廳的信息。這些電子導游只是一個聲音播放器或者是一個信息搜索臺，真正的電子導游系統應有智能性，一是智能引導功能，比如智能識別功能；二是自動講解功能，比如確定游客的具體位置，準確的介紹景點。三、系統需求分析三、系統需求分析展館自助電子導游系統概括地說分為兩大部分，一部分是展館的信息管理部分。展館的管理人員通過電腦對展館內系統所需的資源進行管理，電子地圖地設計和查看以及當前手持機位置查看。另一部分是參觀展館

8、的游客通過手持機進行自助導游。3.1 用戶需求分析用戶需求分析展館自助電子導游系統的用戶分為以下兩類：(1) 展館管理人員：展館管理人員在 PC 機上通過系統的信息管理部分實現用戶登錄、用戶管理、展館展廳信息管理、各個 RFID 節點的管理、手持機管理（包括手持機的增加和刪除管理以及手持機的租借管理） 、電子地圖的設計管理、手持機位置查看等功能。根據分析展館管理人員的需求，將展館管理人員分為展館管理系統管理員和展館管理系統普通用戶。用例圖如圖 3.1 所示。從圖中可以看出管理員可以實現用戶登錄、用戶管理、展館展廳信息管理、各個 RFID 節點的管理、手持機管理、電子地圖的設計管理、手持機位置查

9、看功能。3普通用戶的權限比管理員低一個級別，只能實現用戶登錄、手持機租借管理、電子地圖的查看和手持機位置查看功能。圖 3.1 展館管理系統用例圖(2) 參觀展館的游客：參觀展館的游客在到達展館以后自愿租借展館的平板電腦設備。平板電腦上包括電子地圖的顯示、查找展廳、結合游客所在位置地講解、路徑規劃等功能。根據分析游客的需求，用例圖如圖 3.2 所示。圖 3.2 游客用例圖3.2 功能需求分析功能需求分析根據展館自助電子導游系統的用戶需求分析特點，將整個系統分為 PC 機上的4信息管理功能部分和手持機上游客自助導游功能部分。PC 機上信息管理功能包括用戶登錄、用戶管理、展館展廳信息管理、各個RFI

10、D 節點的管理、手持機管理、電子地圖的設計管理、手持機位置查看。(1) 用戶登錄：運行 PC 機上的信息管理模塊，首先要求用戶輸入用戶名和密碼進行系統的登錄。(2) 用戶管理：系統分配若干個系統管理員用戶名和密碼給展館的管理人員，展館的管理人員通過系統分配的用戶名和密碼登錄系統后，進行查看用戶信息，添加用戶（包括添加普通用戶和管理員） ，修改用戶的用戶名、密碼以及權限，刪除用戶的操作。(3) 展館展廳信息管理：包括展廳信息的查看，添加展廳信息（展廳信息包括展廳名稱、展廳介紹的錄音文件、展廳圖片等信息） ，修改展廳信息、刪除展廳信息功能。(4) RFID 節點的管理：包括各個 RFID 節點信息

11、的查看，添加 RFID 和其對應的展廳名稱以及固定 RFID 的位置坐標，刪除 RFID 節點的功能。(5) 平板電腦管理：包括手持機管理和手持機借還管理兩個部分。手持機管理實現對手持機的增加和刪除操作；手持機借還管理實現手持機智能借、智能還和租借歷史記錄查詢等功能。(6) 電子地圖設計：用戶上傳一張展館分布平面圖，然后在此分布圖的基礎上進行添加展廳、刪除展廳的操作。還要輸入兩個展廳的實際距離，用于以后路徑規劃功能中。(7) 電子地圖查看：包括電子地圖平面地圖圖片的查看和輸入手持機名稱在地圖中查看手持機當前位置的功能。手持機上游客自助電子導游功能包括電子地圖的顯示、查找展廳、結合游客所在位置地

12、講解、路徑規劃等功能。(1) 電子地圖顯示：根據展館管理人員設計好的地圖，在手持設備上進行顯示，并標注游客的當前所在位置，對已經參觀過的景點進行標注。(2) 展廳查找：將所有展廳的名字都列出來，游客選擇自己所要搜索的景點。找到景點以后在地圖上相應位置進行標注。(3) 自動講解：根據游客所在位置，對展廳的信息進行實時地講解。(4) 路徑規劃：游客選擇一個起始點展廳和一個終點展廳，系統自動規劃出一條合適的路徑并在電子地圖上顯示供游客參考。3.3 可行性分析可行性分析經過充分了解國內外旅游業和展覽業的發展情況后，對市場調研并閱讀了大量的國內外相關研究現狀后，對自助電子導游系統需求做出詳細的系統需求分

13、析。53.3.1 技術可行性技術可行性系統可采用 C#（JAVA）語言，Visual Studio 2008（Eclipse）開發平臺和 SQL Server 2005 進行設計開發。PC 端的展館管理功能部分采用 C/S（B/S）結構完成基本的信息管理以及和各個節點的管理。(1) 隨著語音合成技術的發展和不斷完善，讓機器“開口說話”已經成為可能。現在又很多智能手機上的軟件都有短信通的功能，能夠將手機上的短消息文本朗讀出來。本系統決定應用先進的語言合成技術來朗讀展館的信息介紹。(2) 在設計電子地圖時由于各個展館展廳的分布情況各異，采用通過展館管理人員添加展廳功能，系統自動將展廳在圖片上的顯示

14、位置存入數據庫。在相應展廳進行標注時只要從數據庫讀取位置信息進行標注即可。(3) 為了完成展廳內短距離室內定位問題，采用一種利用 RFID 技術的解決方，得出游客所在位置的坐標，然后根據位置坐標實現展廳內自動化、智能化的信息講解。(4) 系統中最短路徑規劃的實現采用目前被普遍認可并受到好評的迪杰斯特拉算法，并在其基礎上進行改進。3.3.2 設備可行性設備可行性設備的選擇上，平板電腦以及 Android 系統提供了充分的軟硬件支持。利用RFID 技術實現定位；平板電腦提供了全彩的顯示屏和 Android 操作系統，用它來充當手持機設備實現少量數據的處理，地圖顯示和結合位置信息的自動講解在軟硬件方

15、面都是不錯的選擇。四、系統總體設計四、系統總體設計系統的總體框架進行設計進而對系統功能模塊進行劃分。4.1 系統框架設計系統框架設計系統根據用戶和軟件運行的載體大體劃分為兩大部分，它們之間彼此獨立運行同時又互相通信保持聯系。系統的總體框架如圖 4.1 所示。6圖 4.1 系統總體框圖圖中將一些 RFID 節點布置在展廳的固定位置，當游客手拿手持機設備（手持機設備上帶有一個讀卡器）在展廳移動時，手持機上的讀卡器采集到展館物品，得出出手持機也就是游客的位置坐標，然后根據定位結果進行智能化講解。利用相應的數據庫操作軟件設計來實現電子地圖顯示、展廳位置搜索、路線規劃等功能。通過數據庫的信息管理實現展館

16、的展廳信息管理、展廳內展品的位置信息管理、固定 RFID 信息管理、手持機信息管理、電子地圖管理等功能。在實現手持機位置查看功能時，通過通信距離內的固定節點快速地采集到手持機的信息，同時利用路由廣播的方式把信息傳遞給其他固定節點，最終形成一個信息傳遞鏈并經過信息的多級跳躍回傳給展館 PC 機管理部分加以處理，并將定位結果展現出來，實現 PC機管理端對游客位置的查看。4.2 系統功能模塊劃分系統功能模塊劃分根據系統總體設計的框圖和系統功能將整體系統進行劃分為三個子系統： PC機上展館管理人員信息管理子系統、游客手持機上自助電子導游子系統和 PC 機與手持機通信子系統。(1) PC 機上信息管理子系統：PC 機上的信息管理子系統主要是完成用戶