基于单片机电子导盲拐杖设计论文

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1、基于单片机电子导盲拐杖设计毕业论文目录1．引言11.1设计研究的背景及意义11.2设计研究的内容11.3本章小结22．超声波系统的工作原理及方案32.1超声的概述32.2超声波传感器32.3超声波测量中盲区及近限和远限42.4超声测距的方案42.5本章小结53．智能导盲拐杖硬件系统设计63.1设计实现的功能63.2设计思路63.3硬件电路设计73.3.1CPU模块73.3.2超声波换能模块103.3.3语音播报模块设计153.3.4温度检测模块和时钟模块的设计163.3.5灯光示警模块设计183.3.6稳压电源模块的设计193.4本章小结204．智能导盲拐杖软

2、件设计214.1系统软件设计语言214.2软件设计心得214.3设计的软件环境简介214.4主要模块软件设计流程图234.5本章小结245系统的调试结果2454结论25参考文献27致谢27附录1：部分主电路原理图29附录2：部分主程序3054天津职业技术师范大学2013届本科生毕业设计1．引言我国曾在上世纪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，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

3、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

4、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设计研究的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

5、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模仿蝙蝠的超声应用能力和原理，在研究现有的电子式超声波测距系统的基础上，应用回声定位的原理，通过传感器发送超声波，然后获得并分析障碍物的回波信息，研制一套超声波导盲系统。系统采用AT89S52单片机作为控制器,利用超声测距的原理,设计了一种超声波导盲装置，该装置可以对盲人前方道路上的障碍物进行距离探测并把障碍物距离信息转换成语音提示,盲人可以根据提示音，避让障碍同时达到导盲作用。该系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。又54天津职业技术师

6、范大学2013届本科生毕业设计因为盲人不辨行人与车辆在路上行走，又因夜晚能见度低，为了车辆和行人更容易避让盲人。另采用光敏电阻检测周围环境的亮度,并将该亮度转化为相反逻辑的红色警示光。用来提醒来往行人和车辆避让。另有时钟系统，可以控制并且语音播报时间，进行整点提醒。1.3本章小结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。54天津职业技术师范大学2013届本科生毕业设计2．超声波系统的工作原理及方案2.1超声的概述声音是与人类生活紧密相联的一种自然现象，人们对声音早有认识，在人们的日常生活中存在着各式各样的声音。在科学史上，声学

7、是发展最早的学科之一。然而，由于超声是人耳听不到的信号，直到18世纪，人们才开始研究海豚、蝙蝠等动物时，才推测自然界存在超声。声波是一种能在气体、液体和固体中传播的机械波。根据声波振动频率的范围来分类的，声波可分为高低不同的四种类型：频率在16KHz～20KHz之间的机械波，能为人耳所闻，称为声波；低于16KHz的机械波称为次声波；高于20KHz的机械波称为超声波；高于10MHz的机械波称为特超声波。声波产生的条件是首先要有一个作机械振动的质点来作波源，其次是要有传播振动的弹性介质。此外，当振动传播时，振动的质点并不随波而移动，只是在自己的平衡位置附近振动而已

8、，这与电磁波（交变电磁场以光速在空间的