智能语音导盲系统设计

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1、南京理工大学泰州科技学院作者：黄建军1绪论我国曾在上世纪90年代进行过视力残疾状况的调查，结果显示，我国有视力残疾患者近1400万，其中盲人约就有620万。从全国防盲技术指导组办公室得到的数据也显示[1]，我国有550万盲人，占世界盲人总数的1/5。随着人民生活水平的不断的进步，让生活变得越来越简单方便成为了人民普遍追求的生活理念。盲人既是我们普通人民中的一员，又是一个特殊群体，他们由于先天或后天的生理缺陷在日常生活中比我们常人会遇到更多的不方便，不能准确及时的发现并躲避障碍物就是一个重要的弊端。如果有一种既轻巧，又便宜，同时又能及时的识别周围障碍物并发出报警信号的智

2、能拐杖在盲人的手中将会为盲人的生活提供极大地方便。由于超声波的速度相对光速要小的多，其传播时间更加容易被检测，并且易于定向的发射，方向性较好，强度可以控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。同时随着计算机技术、自动化技术及工业机器人的不断出现，测距和识别技术在工业中已经得到了普遍的运用与发展，如何把这种非接触式检测与识别技术应用到民用领域已变得十分重要了。1.1课题背景及意义盲人既是我们普通人民中的一员，又是一个特殊群体，他们由于先天或后天的生理缺陷在日常生活中比我们常人会遇到更多的不方便和安全隐患。本设计就是为了避免盲人在行走时与前方障碍相撞。盲人导盲预警系统的运

3、用可极大地减轻盲人的行走不便与安全隐患，降低且避免因盲人不辨障碍而导致的事故的发生，同时它将对提高人体智能化设计起到重要的意义。对超声波具有传播速度慢，指向性强，能级消耗缓慢，对色彩、光照度不敏感的特点进行利用，同时因为超声波传感器结构相对简单、体积小、性价比高、信息处理简单而且可靠，易于小型化和集成化，并且可以进行实时控制等特点。所以这一项技术应用于导盲产品中将有广阔的发展前景。1.2设计研究的内容本设计中超声波测距的设计是根据蝙蝠依靠超声波进行夜间飞行捕食的能力和原理，并且利用现在的单片机控制式超声测距系统，运用超声波一来一回确定目标位置的原理，主要是通过超声波传

4、感器发送和接受超声波，然后通过对比分析发射的波与遇到障碍物后的回波信息，这样就完成了超声波导盲仪的数据采集部分。本设计系统的单片机是使用AT89S52芯片，主要运用的原理也是超声波测距方面的。通过组装和协调各个硬件完成该装置的硬件部分，该装置可以把盲人前方道路上遇到的一定范围内的障碍物进行距离探测并且可以将障碍物距离盲人多少米转换成实时语音提示,通过语音提示盲人可以知道前方是否有障碍物，从而进行危险躲避。该系统有很多其他产品所不具备的特点比如：电路结构简单，元器件价格便宜。电路的抗干扰性强。因为盲人在夜晚行走时，行人和车辆不容易发现，可能对盲人的生命构成危险，所以本设

5、计还需要增加夜间灯光的设计。选择运用光敏电阻，通过检测周围环境的亮度就相当于电阻灯光电路的通断开关,并把提示灯的亮度转化为相对逻辑的红色警示闪光灯。用来提醒来往行人和车辆避让。另外还有快闪提示，当有快速物体靠近时，有相应的语音提示。1.3论文结构第1章本章主要介绍了设计超声波导盲拐杖的背景及意义。对设计研究的大致内容做了概述。第2章首先是超声波的概论以及测距原理的注意点，并提出了本设计的测距方案。第3章只要是系统的硬件部分首先提出设计思路然后画出硬件电路设计框架，然后详细的给出了硬件电路中使用了的各个模块关键元器件的说明。第4章智能语音导盲仪的软件设计，首先是说明软件

6、是设计环境，然后给出软件的编程流程图，然后准备编程进行程序的仿真。第5章是对系统调试的分析，通过理论数据与实际所得结果的对比得出误差，然后就可以改正原来的系统从而进行改进。第6章结束语主要是介绍本次毕业设计中所遇到的困难，以及对自己所学专业的深刻认识。2超声波测距的工作原理及方案论证2.1超声波概述声音是自然界生物之间沟通交流的工具，声音在人类发展的初期就已经产生了，在我们所存在的大千世界中存在着各种各样丰富多彩的声音。在科学的发展道路上，声学早就是一个古老而又充满活力的学科。但是人的耳朵是听不到超声波信号的，大概到了十八世纪，人们发现海豚、蝙蝠等生物的别具一格然后开

7、始了研究，才发现自然界存在一种波叫超声波。声波是一种机械波并且在液体、气体、固体中都是可以传播的。按照声波的振动频率来划分，声波可以分为四种不同高低频率的波：频率范围处于16kHz～20kHz之间的机械振动波[2]，定义为声波，人的耳朵可以听见；频率小于16kHz的机械振动声波被称为次声波；频率高于20kHz的机械震动声波被称为超声波；高于10MHz的机械振动波被称为特超声波。产生声波必须具备两个条件第一要有振动源的质点，第二要有传播声波的介质，声波在某些条件下是不好传播的。另外单单具备以上两个条件也是不行的，质点振动时还不能随波的移动而移动，而且质