基于北斗导航的智能导游服务平台的设计

文 豪，徐轶群，万隆君

（集美大学 轮机工程学院，福建 厦门 361021）

随着计算机网络技术和无线通信技术的发展，人们使用的手机以及网络服务越来越强大，通过智能移动终端提供实时准确、灵活便捷、个性化、可交互的导游服务的条件已经成熟。综合各种因素考虑，导游服务将通过后台服务器和带有BD导航的Android智能终端设备提供给游客，使游客在旅途中，可以实时掌握景点的相关游览信息。包括景点管理方上传的景点介绍、景点地图以及BD导航系统获取的游客当前方位等，从而为游客提供游览路线规划、实时交互的导游服务和其他相关信息的查询，方便游客自定制自己的游览计划；游览信息还提供其他游客上传的各类资料以及心得，游客可以按照自己的爱好阅读，从而加深对景点的理解和感触。

1 北斗卫星导航系统及其原理

北斗卫星导航系统（以下简称“BD”）是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（CNSS），是继美国的全球定位系统（GPS）和俄罗斯的GLONASS之后第3个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端3部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并兼具短报文通信能力。北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统。

北斗卫星导航系统的工作过程是：首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。 对定位申请，中心控制系统测出两个时间延迟：即从中心控制系统发出询问信号，经某一颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应信号，经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟；和从中心控制发出询问信号，经上述同一卫星到达用户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的，因此由上面两个延迟量可以算出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户处于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户[1]。

2 导游系统总体设计

该导游系统结合了智能终端，移动网络，BD网络等。整个系统模型由4部分组成：终端（包括PC客户端，智能移动终端）、定位网络（BD网络，3G移动网络）、通信网络（包括服务器）、后台维护与开发。BD定位网与BD模块通信，负责提供实时的位置坐标等信息；无线通信网与数据通信模块（GPRS、Wifi等）通信，负责系统和web服务器的交互通信；移动终端作为物理实体，与游客直接交互，它负责各方数据的整合和处理，为游客提供导游服务；后台维护与开发的计算机负责导游电子地图的制作和导游内容制作，为移动端的导游系统提供数据支持，不需要游客的参与[2]。

智能移动终端直接提供给用户，要接受定位信号以及用户之间的定位。后台数据库存储电子地图以及导游信息，用户可以通过智能终端下载视频，图片等数据完成交互。通信网络是智能导游系统中不可缺少的一部分，它负责地图的更新以及最新导游信息的查询。智能终端则为用户提供一个便捷的操作界面，用户可以通过终端完成定位，查询，以及交互等操作。文中重点介绍智能移动终端子系统的设计。

图1 智能导游系统平台框架设计Fig.1 Frame design of intelligent guide system platform

2.1 智能移动终端子系统的设计

该系统硬件平台选用 ARM平台 Mini210s，Mini210s是一款高性能的Cortex A8开发板，它由广州友善之臂设计、生产和发行销售。它采用三星S5PV210作为主处理器，运行主频可高达1GHz。S5PV210内部集成了PowerVR SGX540高性能图形引擎，支持3D图形流畅运行，并可流畅播放1080P大尺寸视频。

Mini210s接口齐全，结构紧凑，布局合理。系统移植的Android内核版本为Android2.3。应用程序开发语言为Java具备良好的可扩展性，便于软件升级和维护，加之系统本身提供了非常丰富的UI组件，故可以设计出交互性好的系统应用。此外，Google公司提供了Google API来支持Android系统运行如Google maps等应用，极大地方便了应用程序开发。智能导游终端子系统设计如图2所示。

WIFI模块通过RS232接口与Mini210s连接使用，通过这一模块可以使导游终端与Internet的无线连接，同时通过Internet连接旅游数据库可以方便查询用户想了解的相关信息。还可以通过Google maps提供的数据实现电子地图的功能[3]。

BD模块是北斗卫星导航系统的简称，其功能是为军事、民用、商用提供全球范围内不间断的定位、导航、测速、授时等数据服务。通过这一模块，自助电子导游系统可以在全球任意地点获得高精度、.全天候、连续、实时的三维定位、三维测速和时间基准。

图2 智能导游终端子系统设计Fig.2 Design of intelligent guide terminal subsystem

人机交互可以搭配使用4.3寸高清LCD液晶触摸显示屏，分辨率为480×272，完全满足导游系统要求。

2.2 数据库设计

数据库是各类旅游信息系统的心脏，电子导游系统也不例外，电子导游系统主要利用数据库来存储和处理旅游信息。其中信息数据库包括海量的图形数据、属性数据、影像数据与多媒体数据。需要根据数据的特点及数据量的大小采用不同的数据组织方式[4]。如景区景点电子导游系统的信息数据库一般仅存储景区景点的相关讲解信息，信息量相对较少，数据组织也较为简单；而旅游目的地电子导游系统的信息数据库不仅要存储景区景点的相关讲解信息，而且还涉及旅游企业信息、旅游交通信息及其他旅游目的地信息等，信息量较大，信息之间的逻辑结构也比较复杂。旅游信息数据库为导游系统的应用提供了数据保障。

2.3 多媒体应用

信息的媒体（Media）是指承载传递信息的文本、图形、声音、图像等，两个或多于两个的信息媒体组合称之为多媒体。不同种类的信息在不同的载体上进行传播交流，体现了多种信息媒体的特征。我们的电子导游系统突破了传统单一媒体—声音或文本，采用声音、图像、文字一体化的多媒体方式向游客传递旅游信息。多媒体应用模块主要完成3个功能:景点音频解说、景点图片预览、景点视频播放。利用解说音频的播放可以有效降低导游的工作强度，而且通过景点图片和视频的预览，可以补充展现景点珍贵的历史图片和特定时间段的景色，从而更加展现出景点的魅力[5]。

2.4 BD导航系统

BD信号接收模块接收到卫星信号，然后经过解析等一系列数据处理，就可以实现游客的实时定位。另外，丰富的BD信号不仅包含了位置信息，经过解析处理，还能得到游客的行进速度和行进方向等信息。这些信息的获取都要经过BD数据处理模块来实现[6]。

3 服务整体框架及模块介绍

整个系统为3类用户提供信息服务，如图4所示。

图3 BD数据处理模块Fig.3 BD data processing module

图4 服务整体框架图Fig.4 Overall frame diagram of service

1）为景点管理员提供信息平台的服务模块

景区管理员可以实时的发布旅游信息，包括实时旅游信息提示的发布，电子导游信息的发布，同时还包括景点广告信息的发布。景区管理员还可以通过平台制作语音，视频，图片等类型的电子导游，方便游客详细了解景区的各个景点。景区管理员可以借助PC终端查看当前游客人数的分布，游客的反馈信息，查看网站上景点的关注度，以及对游客反馈信息的回复。通过该信息平台可以方便管理员对整个景区的管理，同时可以很好地为游客解决困难及疑惑。

2）为移动终端用户提供各类信息的服务模块

游客可以通过智能移动终端的BD服务对景点的信息如：BD导航信息，游客分享的旅游信息，景点的官方信息等进行查询；移动终端可以记录游客的旅游路径，同时还可以存储游客的照片等数据。该终端还可以下载景点音视频等数据，另外还可以导出本终端的相关数据；游客可以通过智能移动终端访问我们的网站SNS，上传游览途中所照的美景，同时还可以发表自己的个性签名以及感想。

3）为不在旅行中的用户提供各类信息的服务模块

网络用户可以通过PC终端查询旅游信息，如景点列表、游客的信息分享、景点的官方信息等可以增加景点的知名度，吸引更多的游客前往旅游；没有游览过景点的游客可以访问旅游网站SNS，然后下载景点的相关视频，图片等信息，增加对景点的了解。已经游览过景点的游客可以上传此次游览途中所拍的美景，可以与更多人分享自己切身的感受；用户可以通过PC终端建立自己的空间，用户可以通过空间发表自己的旅游见闻，奇闻异事。然后可以分享自己的空间以及查看别人的空间，用户还可以添加好友，方便游客们在线交流，从而使SNS网站成为一个服务全面的社交平台。

4 结束语

景区智能导游服务平台的开发，通过和移动公司或者景点合作，可提供高质量的旅游信息，最终整合国内的旅游资源，打造权威、开放的旅游信息发布平台和旅游方面的SNS平台，并为游客提供更加优质、廉价、便捷的信息服务平台，成为旅行爱好者不可缺少的移动终端应用，。同时还可开发相应的终端产品，为旅行爱好者提供更为便捷的产品。逐步形成内容广泛、服务灵活的数字旅游信息平台。

[1]百度百科.北斗卫星导航系统 [EB/OL].（2012）.http://baike.baidu.com/view/152894.htm.

[2]王军.便携式智能导游终端系统的人性化设计与开发[D].杭州：浙江大学，2007.

[3]王亮，曾连荪.基于Android平台智能云导游系统的探索[J].电子设计工程，2012，20（12）:22.

WANG Liang，ZENG Lian-sun.The exploration based on Android platform intelligent cloud guide system[J].Electronic Design Engineering，2012，20（12）:22.

[4]张琴英.乐山大佛风景区触摸屏导游信息系统的设计与实现[D].西安：陕西师范大学，2007

[5]郭俊峰.自助电子导游系统的研究[D].青岛：青岛大学，2007.

[6]杜艳冰.基于GPS定位的校园电子导游系统设计与实现[D].北京：北京林业大学，2011.