单片机的智能拐杖设计毕业
【摘要】 为方便盲人与老人出行,市场上有各种拐杖出售,但设计理念偏单一,不够智能化，无法较好的实现智能导盲效果。因此，设计出一款功能较智能化的拐杖显得非常重要。本设计是以SCM (AT89C52)作为主要控制器件的智能拐杖，同时具有Ultrasonic测障、GPS系统定位并通过语音芯片转换为智能语音提示的功能。本论文主要介绍了智能拐杖的机械结构以及它电路转换的相关工作原理，采用了超声波的发射电路和接收电路来实现障碍报警功能；使用SYN6288语音合成芯片，对相对于障碍物的距离和时间等简单的信息文本进行输出，从而真正的达到导盲拐杖智能化的使用效果，给使用者带来便利。
目 录
一、引言 1
（一）设计研究的背景及意义 1
（二）设计研究的内容 2
二、超声波测障及信号处理电路 2
（一）超声波测障系统框图 2
（二）超声波测障的原理 3
（三）超声波发射电路的设计 3
（四）超声波接收电路的设计 4
（五）障碍报警电路的设计 4
三、压电充电装置与提示语音模块 5
（一）压电充电装置的设计 5
（二）SYN6288芯片简介 6
（三）SYN6288语音合成芯片与单片机通信 7
（四）语音合成芯片输出电路图 8
四、拐杖机构及安装调试 9
（一）拐杖整体机构 9
（二）控制按钮的设定 9
五、GPS扩展功能 10
（一）GPS模块与硬件电路连接 10
（二）GPS25LVS OEM简介 10
（三）电平转换电路 11
（四）键盘模块 11
六、智能拐杖软件设计 12
（一）系统软件设计语言 12
（二）软件设计心得 12
（三）设计的软件环境简介 13
七、调试与安装 17
（一）产品调试与功能展现 17
结 论 19
参考文献 19
致 谢 20
附录1：部分主电路原理图 21
附
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
录2：部分主程序 26
引言
上个世纪90年代，我国曾经对所有人口进行过全国性的视力状况调查与跟踪，结果显示：我国视力残疾患者有近1500万，其中盲人患者就有将近600万，占残疾患者的0.4%。我国现阶段已进入老龄化社会，关爱老年人是全民的责任。全国防盲技术指导组办公室曾经公布过一份数据：从数据上可以看出，我国现阶段有530万的盲人，这表示我国的盲人总数占世界总盲人数的1/5。随着科技的发展，时代的进步，人类追求的不仅仅只是衣暖饭足，还有行动的简便，出行的舒适，这其中也包括了能让盲人和老人出门更安全，更方便。让生活越过越好是所有人的愿望，这是人民普遍追求的生活理念。此外，我国正步入老龄化国家的国情很显然毋庸置疑，老年人的急剧增加，大大刺激了老年人消费市场，因此为老年人设计一款具有GPS定位系统的拐杖显得尤为重要，这项设计不仅有利于盲人与老年人的外出活动，更加促进了老年人市场的经济发展，并对社会作出了重要贡献。
超声波测距具有短距离、高精度测距的优点，且其方向性强，不受天气、环境、电磁等因素干扰，可直接进行测距。传声波传播速度较快，时间较短，并且更有利于定向发射，可以根据实际需要进行强度的调节控制。因此超声波测距被广泛的运用到各种科技领域，用来模拟超声波测障系统方便生活。随着科技的发展，计算机、智能自动化的发展改善，以及工业机器人的扩展与应用等，超声波测距被不断的运用于工业中，根据需求进行一定的改善，并扩大其应用范围。因此怎样把非接触式的检测与和识别技术运用到民用实际的民用领域已变得十分重要。
1.1设计研究的背景及意义
盲人与老人属于这个社会的弱势群体，在日常生活中，他们会因为身体上的缺陷遇到很多的不便，发生不必要的安全事故。而随着科技的发展，通过运用高科技的设计来帮助他们弥补身体上的缺陷成为了时代所需，本文的设计理念就是基于此。通过科学技术，运用超声波测障系统来帮助盲人和老年人在生活中及时的避开障碍物,保护自身安全。?
本设计的运用可以从一定程度上减轻盲人与老年人在生活中的不便，降低安全隐患安全隐患，减少因盲人或老年人无法辨别障碍物而导致事故的发生。本产品具有GPS定位功能，能够及时的将求助信息反馈出去，可以有效的防止盲人与老年人在外出时与家人失去联系或者走失。这项设计的扩展，在一定程度上，可以很大的提高人体智能化，对提高人体智能化的设计具很大意义。由于超声波测障具有短距离、高精度测距的优点，且其方向性强，不受天气、环境、电磁等因素干扰，可直接进行测距。传声波传播速度较快，时间较短，并且更有利于定向发射，可以根据实际需要进行强度的调节控制。因此超声波测障，GPS定位等技术运用于现实生活中对科技的发展具有很大意义，且有很大的发展空间。
1.2设计研究的内容
本章的设计理念是根据模仿蝙蝠的超声波应用能力和回声定位的原理，通过传感器发送超声波，接收并分析障碍物的回波信息。这项设计采用了标准的升压电路,从而提高了整个换能器的信号输出能力；采用了精密的红外线接收芯片,以此来减少各个元器件或电路间的相互干扰,提高发射电路和接受电路的灵敏度；因为考虑到了环境因素（温度、湿度、光亮性）对超声波测距的影响,采加用了一个温度传感器,提高了整个电路的量测精度。本设计采用SCM （AT89C52）作为整个电路的控制系统，利用Ultrasonic ranging原理，设计出一种利用超声波测障来导盲的装置。该装置会对盲人所要经过的前方道路上存在的障碍物的距离进行探测和计算，将障碍物的具体位置以及距离使用者的距离信息转换为语音进行通报，从而使盲人得到信息后能够准确、安全的避开障碍物，达到导盲的效果。而且，该系统具有很多的优点，例如：硬件构造简单、工作性能好、使用安全可靠。测量距离的误差小等。由于盲人是无法得知路上是否会有车辆或者行人通过，而且夜晚的能见度较低，视野较差，为了盲人的人身安全，我们需要让路上的车辆和行人更及时更安全的避开盲人，所以采取了光敏电阻来探测使用者周围的环境亮度，当使用周围环境很暗，达到光敏电阻的下限，拐杖会自动将正常灯光转变成黄色警示灯光，用于引起路上的行人和车辆的注意，同时对盲人进行避让。当使用者遇到紧急问题时，拐杖会通过自带的GPS功能准确的显示出盲人所在的位置，从而帮助使用者及时采取相应的措施。
本设计工作的重点内容：
利用超声波测距感应道路上的事物，使使用者能够及时的避开危险；
目 录
一、引言 1
（一）设计研究的背景及意义 1
（二）设计研究的内容 2
二、超声波测障及信号处理电路 2
（一）超声波测障系统框图 2
（二）超声波测障的原理 3
（三）超声波发射电路的设计 3
（四）超声波接收电路的设计 4
（五）障碍报警电路的设计 4
三、压电充电装置与提示语音模块 5
（一）压电充电装置的设计 5
（二）SYN6288芯片简介 6
（三）SYN6288语音合成芯片与单片机通信 7
（四）语音合成芯片输出电路图 8
四、拐杖机构及安装调试 9
（一）拐杖整体机构 9
（二）控制按钮的设定 9
五、GPS扩展功能 10
（一）GPS模块与硬件电路连接 10
（二）GPS25LVS OEM简介 10
（三）电平转换电路 11
（四）键盘模块 11
六、智能拐杖软件设计 12
（一）系统软件设计语言 12
（二）软件设计心得 12
（三）设计的软件环境简介 13
七、调试与安装 17
（一）产品调试与功能展现 17
结 论 19
参考文献 19
致 谢 20
附录1：部分主电路原理图 21
附
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
录2：部分主程序 26
引言
上个世纪90年代，我国曾经对所有人口进行过全国性的视力状况调查与跟踪，结果显示：我国视力残疾患者有近1500万，其中盲人患者就有将近600万，占残疾患者的0.4%。我国现阶段已进入老龄化社会，关爱老年人是全民的责任。全国防盲技术指导组办公室曾经公布过一份数据：从数据上可以看出，我国现阶段有530万的盲人，这表示我国的盲人总数占世界总盲人数的1/5。随着科技的发展，时代的进步，人类追求的不仅仅只是衣暖饭足，还有行动的简便，出行的舒适，这其中也包括了能让盲人和老人出门更安全，更方便。让生活越过越好是所有人的愿望，这是人民普遍追求的生活理念。此外，我国正步入老龄化国家的国情很显然毋庸置疑，老年人的急剧增加，大大刺激了老年人消费市场，因此为老年人设计一款具有GPS定位系统的拐杖显得尤为重要，这项设计不仅有利于盲人与老年人的外出活动，更加促进了老年人市场的经济发展，并对社会作出了重要贡献。
超声波测距具有短距离、高精度测距的优点，且其方向性强，不受天气、环境、电磁等因素干扰，可直接进行测距。传声波传播速度较快，时间较短，并且更有利于定向发射，可以根据实际需要进行强度的调节控制。因此超声波测距被广泛的运用到各种科技领域，用来模拟超声波测障系统方便生活。随着科技的发展，计算机、智能自动化的发展改善，以及工业机器人的扩展与应用等，超声波测距被不断的运用于工业中，根据需求进行一定的改善，并扩大其应用范围。因此怎样把非接触式的检测与和识别技术运用到民用实际的民用领域已变得十分重要。
1.1设计研究的背景及意义
盲人与老人属于这个社会的弱势群体，在日常生活中，他们会因为身体上的缺陷遇到很多的不便，发生不必要的安全事故。而随着科技的发展，通过运用高科技的设计来帮助他们弥补身体上的缺陷成为了时代所需，本文的设计理念就是基于此。通过科学技术，运用超声波测障系统来帮助盲人和老年人在生活中及时的避开障碍物,保护自身安全。?
本设计的运用可以从一定程度上减轻盲人与老年人在生活中的不便，降低安全隐患安全隐患，减少因盲人或老年人无法辨别障碍物而导致事故的发生。本产品具有GPS定位功能，能够及时的将求助信息反馈出去，可以有效的防止盲人与老年人在外出时与家人失去联系或者走失。这项设计的扩展，在一定程度上，可以很大的提高人体智能化，对提高人体智能化的设计具很大意义。由于超声波测障具有短距离、高精度测距的优点，且其方向性强，不受天气、环境、电磁等因素干扰，可直接进行测距。传声波传播速度较快，时间较短，并且更有利于定向发射，可以根据实际需要进行强度的调节控制。因此超声波测障，GPS定位等技术运用于现实生活中对科技的发展具有很大意义，且有很大的发展空间。
1.2设计研究的内容
本章的设计理念是根据模仿蝙蝠的超声波应用能力和回声定位的原理，通过传感器发送超声波，接收并分析障碍物的回波信息。这项设计采用了标准的升压电路,从而提高了整个换能器的信号输出能力；采用了精密的红外线接收芯片,以此来减少各个元器件或电路间的相互干扰,提高发射电路和接受电路的灵敏度；因为考虑到了环境因素（温度、湿度、光亮性）对超声波测距的影响,采加用了一个温度传感器,提高了整个电路的量测精度。本设计采用SCM （AT89C52）作为整个电路的控制系统，利用Ultrasonic ranging原理，设计出一种利用超声波测障来导盲的装置。该装置会对盲人所要经过的前方道路上存在的障碍物的距离进行探测和计算，将障碍物的具体位置以及距离使用者的距离信息转换为语音进行通报，从而使盲人得到信息后能够准确、安全的避开障碍物，达到导盲的效果。而且，该系统具有很多的优点，例如：硬件构造简单、工作性能好、使用安全可靠。测量距离的误差小等。由于盲人是无法得知路上是否会有车辆或者行人通过，而且夜晚的能见度较低，视野较差，为了盲人的人身安全，我们需要让路上的车辆和行人更及时更安全的避开盲人，所以采取了光敏电阻来探测使用者周围的环境亮度，当使用周围环境很暗，达到光敏电阻的下限，拐杖会自动将正常灯光转变成黄色警示灯光，用于引起路上的行人和车辆的注意，同时对盲人进行避让。当使用者遇到紧急问题时，拐杖会通过自带的GPS功能准确的显示出盲人所在的位置，从而帮助使用者及时采取相应的措施。
本设计工作的重点内容：
利用超声波测距感应道路上的事物，使使用者能够及时的避开危险；
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/1221.html
