一种盲人识字辅助装置的实现方法.pdf

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1、四论文一种盲人识字辅助装置的实现方法术陈暑生马国欣曾骏君陆聪袁玲(1．华南理工大学自动化科学与工程学院2．华南理工大学电子与信息学院)摘要：本文介绍了一种盲人识字辅助装置的实现方法。盲人对于文字和图像的获取途径来自于触觉，同时，在识字的过程还需要语音提示来辅助，说明所触摸文字的含义。本系统能完成上述功能，系统由盲人显示器、智能语音发声装置、SD卡存储等模块组成。其中，盲人显示器是系统的核心组成部件，通过二维运动控制等手段，在有字迹的像素点处放置颗粒物，从而形成突起，供盲人触摸识别文字或图像。本系统对于盲人识字及认知图像有着重大意义。关键词：盲人显示器；识字辅助；AT

2、MEGA32；语音；sD卡存储(7)颗粒物回收设备，用于每次显示完之后的颗1引言粒物清除及回收，以方便下一次显示。其原理是，由盲人识字辅助系统由盲人显示器、智能语音发声电机控制一个与显示面板直接接触的毛刷进行运动，装置、SD卡存储等模块组成。将颗粒物推入回收沟槽。盲人显示器是系统的核心组成部件，包括二维运盲人识字辅助系统结构图如图1所示。动控制系统、颗粒物掉落控制装置、步进电机驱动电路等组成。通过控制颗粒物掉落装置在二维平面内运：K动，当某像素点处有字迹时，打开颗粒物掉落装置的AVR单片机阀门，令颗粒落下，即形成突起，供盲人触摸，达到盲人识字的功能。盲人识字辅助系统

3、各部分的功能如下：图1盲人识字辅助系统结构图f1)二维运动控制系统是显示器最重要的部分。2硬件设计通过分别控制两个维上的步进电机，使颗粒物掉落装2．1盲人显示器硬件结构置能够做二维平面上的运动，作为各个基本像素点。盲人显示器硬件结构如图2所示。(2)颗粒物掉落装置完成最终的文字突起的任务。当确认某像素点位置有字迹时，打开阀门，令颗粒物落下。(3)步进电机驱动电路。用来驱动二维运动平台上的步进电机。(4)智能语音发声装置实现发声辅助，达到真正意义上的同步。当盲人触摸显示器上的盲文时，将文字的发声读出，帮助记忆、学习。图2盲人显示器硬件结构图(5)SD卡用来存储盲文字库

4、及学习文档。盲人显示器由两个步进电机分别控制滑块在水(6)颗粒物锁存装置，利用薄膜将显示形成颗粒平面上做二维运动。X方向电机3上的齿轮带动齿条物锁住，以确保盲人在触摸显示器的时候不至于将颗4直接完成一维运动，其中1为x方向滑动导轨，在粒物移动。木基金项目：华南理工大学国家大学生创新性实验项目《盲2011年第1期自动化与信息工程19人识字辅助系统》(项目编号091056120)电机3作用下滑块2可以作X方向的运动；Y轴方向者必须加入额外的SD卡控制单元以支持SD卡的读写上，滑块2上固定着电机6及蜗杆7，当电机6带动[2】o由于单片机上有SPI接口，在SPI模式下，通过

5、四蜗杆7转动时，会推动滑片8使得滑块5做Y方向上条信号线就可以完成所有的数据交换，因此选用SPI的运动【JJ。滑块5的Y方向滑动导轨忽略未画出，滑模式进行通信。SD卡模块原理图如图5所示。块5上安装着颗粒物掉落装置9，下文将作详细介绍。两电机配合，可控制滑块到达二维平面上的任意位置，精度由电机决定。颗粒物掉落装置结构图如图3所示。1O滑块上5设有颗粒物13掉落装置，由颗粒物锥型容器l3、步进电机l0、滑片12等组＼12成。当滑片12移开容图3颗粒物掉落装置结构图图4SYN6288语音模块电路图器口，相当于阀门打开，则颗粒物向下漏下，形成文字突起【1]。滑片12固定于

6、电机10的轴上，可随之旋转，即阀门的打开及关闭通过控制步进电机左右转动即可。2．2智能语音发声模块设计目前的语音合成技术比较发达，出现了一些语音合成芯片，只需通过串口将单字或词语的编号通过串口打进去，即可完成发音，非常方便。本系统中，我们采用了SYN6288芯片。SYN6288语音合成芯片的特点：SYN6288通过异步串口(U6)通讯方式，接收待合成的文本数据，实现文本到语音(或TTS语音)的转换；支持GB2312、图5SD卡模块原理图GBK、BIG5和UNICODE内码格式的文本；具有智2．4步进电机驱动电路能的文本分析处理算法，可正确识别数值、号码、时本系统中，

7、使用L297+L298作为两相双极性的步间日期及常用的度量衡符号。进电机驱动电路，它采用定电流方式驱动，每相电流语音发声模块及外围原理图如图4所示，通过串峰值可达2A。L297是步进电机控制器，用来产生两口引脚直接与单片机连接，无需电平转换。相双极性驱动信号(A、B、C、D)，同时可进行电2．3sD卡模块设计机电流值设定。L298用来驱动步进电机的电力输出，本系统中，SD卡用于存储盲文字库或盲人希望是双全桥连接方式驱动，由于电机线圈完全利用，使阅读的图像及文档。步进电机可以到达最佳的驱动【3]。驱动原理图如图6SD卡有两个可选的通信协议：SD模式、SPI模式。所