基于单片机的盲人蔽障器
盲人自动避障装置毕业设计 精品
摘要针对盲人行走过程中无法了解到前方是否存在障碍物的问题，本文设计了一种新型的基于单片机控制的盲人自动避障装置，且该装置带有语音提醒功能。
本方案通过超声波的发送和接收来检测前方一段距离内是否有障碍物存在，若有，则语音提醒模块发出提醒信息。
语音电路根据障碍物距离发出不同频率的报警声音，以提醒使用者。
此时使用者可按下按键，报警响声中断。
报警声响起时，电路板上的LED灯会亮起，以提醒路人让路。
本文所采用的主要芯片有超声波测距模块US-100,语音芯片ISD4004,音频功放TDA2822。
本装置的设计所采用的主要方法是：采用两个超声波模块进行测距，其中一个模块的超声波探头垂直向下，另一个模块的超声波探头斜向下。
二者夹角为60°。
由于超声波模块US-100的测距范围是：2㎝-450㎝。
因而采用这样的方式进行测距，水平测距范围是0.6㎝-389㎝。
采用这样的方法进行测距与只采用一个超声波模块平行进行测距相比较的优点是：（1）当前方的有坑时，也能检测出来并及时报警（2）能检测到高于地面的所有障碍物。
语音芯片ISD4004可存储8分钟的录音时间，本芯片录了四段录音：当离障碍物389㎝-200㎝时播放第一段录音，当离障碍物200㎝-100㎝时播放第二段录音，当离障碍物100㎝-0㎝时播放第三段录音，当前方有坑或沟时播放第四段录音。
通过多次实物验证，能实现预期目标。
本文是在基于单片机控制的超声波测距原理的基础上，配以其他的外围电路来实现避障功能的。
此装置简单实用且便携，设计在很大程度上解决了盲人行走中的安全问题。
关键字：单片机AT89S52；超声波测距US-100；语音提醒ISD4004；音频功放TDA2822AbstractIn view of the problem that the blind can’t understand whether there are obstacles in front during walking, a new obstacle-avoidance automatic device was designed, which is based on single-chip. In addition, it has the function of voice-reminding. The scheme is by means of ultrasonic’s sending and receiving to detect a distance ahead whether there exist within the obstacles. If any, voice reminder module is a reminder. Voice reminder module sends the frequency of alarm sound according to the different obstacle distance, to remind the user. At this time the user can press the set key, alarm sound interruption. When alarm sound up, the circuit boards will light up LED to warn the stranger for its way.This paper provides the chips have ultrasonic ranging module US-100, ISD4004 voice chip, TDA2822 audio power amplifier.The design of this device with main method is: the two ultrasonic module sequence, one of the modules of ultrasonic probe vertically down, the other a module of ultrasonic probe inclined down. Both an Angle of 60 °. Because of the ultrasonic module US-100 range is: 2㎝-450 ㎝. So it is this way sequence, level range is 0.6 ㎝range-389 ㎝. Using such methods and only use a range of ultrasonic module parallel sequence advantage is: the current party there pits, also can test out and even the police. ISD4004 voice chip can be stored 8 minutes recording time, the chip to record four recording: when the obstacles 389 ㎝-200 ㎝played the first recording, when the obstacles 200 ㎝-100 ㎝played the second recording, when the obstacles 100 ㎝-0 ㎝played the third recording, the current party a pit or groove fourth recording played.This paper is based on single chip microcomputer control on the basis of the principle of ultrasonic ranging, match with other peripheral circuit to achieve obstacle avoidance of the function. This device is simple and applicable portable, in the very great degree the blind man walk to solve the security issue.Keywords:Monolithic integrated circuit AT89S52; Ultrasonic ranging US-100; V oice remind ISD4004; TDA2822 audio power amplifier目录摘要 (I)Abstract (II)1 前言 (1)1.1设计的目的和意义 (1)1.2 盲人避障技术的研究现状 (2)2 设计所用的主要技术 (3)2.1 硬件技术 (3)2.2 软件技术 (3)3 系统设计 (5)3.1 总体框架 (5)3.2 各个模块的工作流程 (5)3.3 系统的软件流程图 (5)3.4 系统各个模块的设计 (6)3.4.1 超声波测距模块 (6)3.4.2 语音模块设计 (11)3.4.3 音频功放模块 (16)3.4.4 单片机最小系统及其简单应用 (19)4 测试部分 (24)4.1 实验方法 (24)4.1.1 超声波测距的方法 (24)4.1.2语音芯片的使用方法 (26)4.1.3 TDA2822的使用方法 (27)4.2 实验对象 (28)4.2.1超声波测距模块 (28)4.2.2 语音电路的使用情况 (28)4.3 软件设计思想 (28)5 实验结果分析与展望 (30)5.1实验结果分析 (30)5.2实验结果展望 (30)参考文献 (32)致谢 (33)附录A (34)附录B (41)1 前言1.1设计的目的和意义在我们日常生活中，盲人的生活有诸多不便，其中一个就是盲人在行走过程无法了解到前方是否有障碍物存在，难免出现撞到障碍物的情况。
基于单片机控制的机器人避障系统的设计
基于单片机控制的机器人避障系统的设计机器人是一种人工智能的应用，能够自主地完成一定的任务。
在近年来，随着单片机和传感器技术的快速发展，机器人的功能越来越强大。
而机器人避障系统则是机器人中的一个重要功能。
本文将介绍基于单片机控制的机器人避障系统的设计。
1.系统原理机器人避障系统的主要原理是通过使用红外传感器感知前方障碍物的距离，并通过单片机控制来调整机器人的方向，从而完成避障目标。
系统的硬件设备主要包括三部分：机器人平台、外部电路和控制器。
机器人平台是由驱动电机、步进电机等组成的，可通过单片机的PWM信号驱动，控制机器人前进、后退和转向等方向。
外部电路是由红外传感器、电位器、滤波电容和拖拉机等组成，可用于检测周围障碍物的距离、信号滤波和电源隔离等。
控制器是由单片机、电源、外设和接口等硬件组成，可用于实现机器人避障的控制和调度。
2.系统设计基于单片机控制的机器人避障系统的设计需要考虑到系统的功能、性能、可靠性和成本等因素。
系统的设计流程如下：1) 确定系统的方案需求，包括机器人平台、电路设计和软件编程等方面。
2) 设计机器人平台，包括驱动电机、步进电机和其他传感器等。
3) 在外部电路中添加红外传感器、电位器和电容等电路，用于检测周围环境和滤波作用。
4) 根据系统需求和硬件设计，写出单片机控制程序，并完成软件调试和测试。
5) 对系统的硬件电路和软件进行综合测试和调试，调整参数并不断优化系统的性能。
6) 对系统进行部署和测试，确认系统的运行稳定性和安全性。
3.系统实现为实现基于单片机控制的机器人避障系统的功能，需要在程序设计中处理好以下问题：1) 确定红外传感器的连线方式和引脚位置，以实现检测距离、滤波和电源隔离等作用。
2) 通过PWM信号驱动马达，控制机器人的转向和前进后退等方向，实现避障。
3) 设计PID控制算法，控制机器人前进方向和对障碍物的避让姿势。
在实验室进行测试时，我们将机器人放在一个由多个障碍物组成的复杂环境中，并让机器人自主遵循避障路线前进。
基于51单片机的智能盲人助行器的设计
文章编号：1007-757X(2021)06-0022-03基于51单片机的智能盲人助行器的设计严莉莉，张慎，胡应超，张宪萍(南京信息职业技术学院电子信息学院，江苏南京210023)摘要：介绍了以STC12C5A60S2单片机为控制器，结合超声测距模块、GPS信号接收模块、GSM模块和语音模块设计了一款智能盲人助行器。
该助行器通过超声模块和语音模块实现使用者周围障碍物探测和语音提醒，当使用者需要帮助时通过按键控制GSM模块发送GPS位置信息给指定手机号。
该助行器结构简单，操作方便，成本低廉，能够给盲人出行带来便利。
关键词：智能盲人助行器；GPS；GSM；超声模块；STC12中图分类号：TP368.1%TN871文献标志码：ADesign of Intelligent Walking Aids for the Blind Based on MCS-51YAN Lili,ZHANG Shen,HU Yingchao,ZHANG Xianpin g(School of Electronic Information,Nanjing Vocational College of Information Technology,Nanjing210023,China) Abstract:The paper introduces a kind of intelligent walking aid for the blind,it is designed to use STC12C5A60S2single chip microcomputer as controller and ultrasonic ranging module,GPS signal receiving module,GSM module and voice module.The walking aid can detect obstacles around the user and give voice reminders through the ultrasonic module and language module. When the user needs help,the GSM module can send GPS position information to the designated mobile phone number through the key control.The walking aid has the advantages of simple structure,convenient operation,low cost,and can bring conven-enceLoLheblindpeople.Key words:intelligent walking aid for the blind；GPS%GSM；ultrasonic module；STC120引言随着现代电子技术的迅速发展，各类生活用智能电子产品可谓是琳琅满目，比如：声控LED台灯、自动面包机、电子血糖仪等等，这些电子产品极大地方便了我们的生活，但是针对残障人士的智能电子产品依然较少&本文提出了以51单片机为核心控制器件设计的一款盲人智能助行器，该助行器能够通过超声避障和语音提醒帮助使用者及时避开周围障碍物，并且配置GPS和GSM模块,当使用者需要帮助时，可以一键发送自己的位置信息给指定手机号&由于盲人一般不能准确说出自己的位置，通过GPS 定位，方便家人能够及时找到*勺&11.1助行器结构及工作原理智能助行器以51单片机为控制核心结合超声波模块、语音模块、GPS模块、GSM模块和按键构成，其结构框图如图1所示&助行器使用时单片机通过控制安装在前方、左方、右方图1智能助行器结构框图的三个超声波模块探测周围两米内的障碍物,当某个方向有障碍物时,通过语音模块提醒使用者“某方向有障碍物,请小心！”而且助行器中安装的GPS模块实时接收使用者所处位置的经纬度信息，当使用者需要帮助时,可以按下控制键,通过GSM模块发送自己的位置信息短信给绑定手机号码,接收者可以通过经纬度信息获知具体位置,及时找到求助者所在位置&1.251单片机选型本文设计的智能助行器以51系列单片机为核心控制器,但是51系列的单片机型号众多,考虑到智能助行器中有GPS模块和GSM模块,这两个模块都是通过串行口和单片基金项目：江苏省大学生实践创新项目(201913112003Y)作者简介：严莉莉(1976-),女，硕士，副教授，研究方向：电子工程技术&张慎(1998-),男，大专，研究方向：测控技术&胡应超(1998-),男，大专，研究方向：测控技术&张宪萍(1999-),女,大专,研究方向：测控技术&・22机进行通信，所以在选择控制器时考虑选用具有双串口的单片机&本设计最终选用STC12C5A602作为控制器，它是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快812倍，而且具有双串口，能够满足本设计的需求&1.3超声避障语音功能实现超声避障功能是依据超声波方向性好、反射能力强的特点设计的&本助行器中超声模块采用HC-SR04,它可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可高达3mm,性能稳定，体积小，便于与微控制器连接在使用中单片机控制三个超声模块每隔2秒依次轮流发出超声波,当周围两米之内有障碍物时，单片机触发语音模块进行语音提醒，提醒使用者在某个方向有障碍物，请小心&语音提醒功能是通过WT588D语音模块来实现的, WT588D语音芯片是一款功能强大的可重复擦除烧写的语音单片机芯片，内置SPI-Flash存储器&WT588D提供了MP3控制模式、按键控制模式、并口控制模式、串口控制模式&本设计中使用了串口控制模式下的三线串口控制模式,三线串口控制模式由三条通信线组成，分别是数据DATA(P01)、片选CS(P02)、时钟CLK(P03),时序根据标准SPI 通信方式&音频输出采用PWM输出模式，直接连接扬声器。
基于单片机技术的超声波测距盲杖的设计
基于单片机技术的超声波测距盲杖的设计摘要：超声波测距盲杖是一种盲人助行工具，可以提供距离信息，帮助盲人行走。
本文介绍了超声波测距盲杖的系统组成和工作原理，并设计了测距模块、语音提示模块、蓝牙连接模块。
其中超声波测距模块和语音提示模块是本设计的重点。
本系统采用51单片机作为主控芯片，利用超声波测距原理和语音提示功能，实现了盲人在行走过程中的实时距离监测、障碍物检测、安全警报等功能，具有成本低、体积小、可靠性高等特点。
测试结果表明，本系统测量数据准确、可靠性高、可重复性强，能够满足盲人使用需求。
关键词：超声波测距单片机语音提示1.引言根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年全球盲人智能助视器行业深度市场调研及重点区域研究报告》显示，在全球中，中国是盲人数量最多的国家，在2020年盲人数量约为830万人，占全球失明人口的21%左右。
而短短两年——2022年4月23日，中国盲人协会转载的人民日报发布的《喜马拉雅助力中国盲人协会，共同孵化盲人音频主播》中显示，中国约有1731万盲人，每年因盲人在日常生活中的障碍而导致的事故达10万起，由于没有必要的无障碍设施，这些盲人无法正常的出行。
因此，研究一种能够辅助盲人安全出行的工具非常有必要。
目前市面上已有很多种类的助行工具，如手杖、盲杖、导盲犬等。
但这些助行工具均存在一些不足，如价格昂贵、携带不便、使用时间短等。
基于以上因素，本文主要研究一种基于单片机开发的超声波测距盲杖。
超声波测距是一种非接触式测量方法，具有精度高、响应速度快、抗电磁干扰等优点。
利用超声波测距原理可以实现对障碍物距离的测量。
超声波测距目前在医疗上使用比较广泛。
超声波测距系统主要是利用超声波在介质中传播时遇到障碍物反射回来的时间来计算距离。
本项目在设计上主要考虑以下几点：一是采用单片机作为控制核心，利用超声波测距原理实现对障碍物距离的测量；二是通过语音提示功能实现对障碍物距离进行播报；三是设计蓝牙模块可以发送超声波所测得的距离。
基于51单片机的盲人避障系统设计
基于51单片机的盲人避障系统设计作者：刘旭蔡丽来源：《科教导刊·电子版》2016年第35期摘要随着单片机技术的广泛应用，盲人导航系统可以采用单片机进行设计，本文主要以盲人手杖为载体，以51单片机为核心，采用红外技术，通过语音模块提示实现盲人避障的目的，本系统主要由三部分构成，包括红外发射模块，红外接收模块和语音提示输出模块。
关键词单片机盲人拐杖导航中图分类号：TP368 文献标识码：A0引言目前盲人导航主要靠传统的手杖，不便为盲人提供路面信息，这类拐杖的弊端很多，只能通过手杖碰触感知前方地面物体，而难以发现较远的物体或者半空物体。
当前国内生产的导盲设备也存在各种问题，而国外成熟的手杖产品价格较贵，难以普及化，因此采用廉价的单片机进行盲人导航设计具有实际意义。
本文主要以盲人手杖为载体，以51单片机为核心，由红外发射模块、红外接收模块和语音提示输出模块组成。
通过红外技术，用语音模块提示实现盲人避障的目的。
本系统主要分析盲人前方或半空遇到障碍物时，当距离障碍物大于50CM以正常速度前进，当小于50CM时根据语音提示，停止或者拐弯，从而实现避障目的。
2硬件系统设计系统硬件组成如图1所示，利用单片机的中断对红外线发射管进行调制发射38KHz信号，发射距离远近可由可调电阻调节。
发射出去的红外线遇到避障物的时候反射回来，红外线接收管对反射回来信号进行解调输出TTL电平，在遇障碍物时控制电机并使基础机器人转向。
外界对红外信号的干扰比较小，且易于实现。
接收头采用HS0038A2型一体化接收探头，接收头的输出脚OUT与单片机INT0引脚相接，如图2所示。
红外接收头在没有接收到红外信号时，INT0输出高电平，单片机不中断。
在接收到信号时输出低电平，单片机中断。
目前单片机系列很多，比较常用的如Intel公司的MCS-48系列、MCS-51系列、MCS-96系列产品。
本系统中选用51系列中的AT89S51。
传感器选择至关重要，目前有超声波、红外、视觉、雷达等方式，各有优缺点，其中超声波夜间不受影响，但容易受到环境影响，如天气等；视觉传感器分辨率好，但是不能直接测量距离，处理过程相对复杂；雷达也不受夜间影响，但容易受灰尘等因素的影响；而红外传感器价格合理，检测距离满足要求。
基于单片机的智能导盲杖的设计思路
基于单片机的智能导盲杖的设计思路
基于单片机的智能导盲杖是一种辅助视障人士行走的设备。
其设计思路主要包括以下几个方面：
1. 障碍物探测：通过使用传感器（如超声波传感器、红外线传感器等），检测周围环境中的障碍物，并根据检测结果发出警告信号，提醒使用者注意避让。
2. 定位导航：利用全球卫星定位系统（如GPS）和地图数据，通过单片机计算当前位置和目标位置之间的路线，并通过语音或震动等方式指引使用者前进方向，帮助其到达目的地。
3. 声音识别：通过声音传感器，识别周围环境中的重要声音，如交通信号灯的声音、车辆的鸣笛声等，以提醒使用者行进中的安全问题。
4. 蓝牙连接：与智能手机或其他设备进行蓝牙连接，可以实现远程遥控、数据传输等功能，方便使用者与其他人进行沟通或获取更多信息。
5. 指纹识别：为了确保只有授权的人员可以使用该导盲杖，可以集成指纹识别模块，对使用者进行身份验证。
6. 电源管理：为了延长电池寿命，可以设计省电模式，或者采用可充电电池，并提供低电量提示功能，以便及时更换电池。
这些是基于单片机的智能导盲杖的设计思路，通过集成多种传感器和功能模块，帮助视障人士在行走中更加安全和自信。
同时，还可以根据实际需求添加其他功能，如语音识别、避障算法优化等，以进
一步提升导盲杖的实用性和智能化水平。
大学毕业设计---基于单片机的盲人蔽障器
基于单片机的盲人避障器摘要：由于盲人在走路的时候没有办法知道前方有没有危险，这个问题给他们的生活带来了很多的不方便。
针对这类问题本文设计了一个由单片机控制的盲人避障器，这个器件装置具有语音提醒和报警的功能。
该方案的原理是探测前方一定范围内没有任何障碍，根据发送和接收超声波如果有，那么语音提示模块可以发出声音，按钮可以播放的距离。
当距离达到10cm时，蜂鸣器会报警提醒，如果有障碍物快速靠近的时候语音会发出“危险请躲避”的声音。
关键词：AT89S52 HY-SRF05 语音芯片ISD1420Blind avoidance device based on micorocontroller Abstract: Since there is no way to know ahead the Blind whether there are obstacles in the process of walking,this issue has brought to their lives a lot of inconvenience.For this problem ,a obstacle-avoidance device was designed,which is based onprinciple of the program is based on transmitting and receiving ultrasonic probe to the front there exists a range of obstacles.If having,then the voice will sound to remind module, After pressing the button,it can broadcast the distance,when the distance is less than 10cm,Buzzer will alarm to remind,If there is an obstacle when approaching fast,then the voice will issue a “dangerous,please avoid”.This design uses A T89S52 microcontroller as the core of the low-power, high-performance, high-precision Ultrasonic Ranging display hardware and software design. The main chip ultrasonic ranging module HY-SRF05, voice chip ISD1420.Keywords：AT89S52 HY-SRF05 V oice remind ISD1420目录第1章绪论 (1)1.1设计的目的和意义 (1)1.2盲人避障器的研究前景 (2)第2章设计所用的主要技术 (3)2.1硬件技术 (3)2.2软件技术 (3)第3章硬件部分 (4)3.1总体框架 (4)3.3 系统的软件流程图 (4)3.4 系统各个模块的设计 (5)3.4.1 超声波测距模块 (5)3.4.2语音模块设计 (7)3.4.3单片机模块设计及应用 (10)3.4.4 液晶显示模块LCD1602 (14)3.4.5整个硬件电路的电路图和实物图 (15)第四章软件部分 (16)4.1主程序的流程图和过程 (16)4.2 子程序流程 (17)第五章总结 (21)第六章致谢 (22)参考文献 (23)第1章绪论1.1设计的目的和意义日常生活中，盲人在各个方面都有很多的不方便，在行走过程中也只能通过触觉来感知前方是否存在障碍物，这样就很容易遭遇危险，面对这种现实的问题，本次设计了一个由单片机控制的盲人用来躲避障碍物的器件。
基于单片机的红外检测盲人避障系统
毕业设计（论文）说明书本设计为红外检测盲人避障手杖器，其智能化功能设计要求如下：（1）正常情况下，人来后或有障碍后，第一阶段自动报警说明有人或障碍，人或障碍移动后，第二阶段自动报警说明前方无障碍；（2）如果遇到人或障碍太频繁，如使用间隔小于1min，则在第二个人或有障碍后，不进行二次的报警，避开障碍后，报警说明前方无人或障碍；（3）无障碍后自动进入省电模式。
2.2 系统组成及原理由图2.1可见，本系统主要包括红外发射、红外接收、单片机处理与控制系统以及控制信号放大与驱动等几个部分。
红外发射部分装有红外发光二极管，由红外发光二极发射红外光波，如果有障碍靠近，则红外光波受到人体的反射，反射回来的红外光波由红外接收部分接收。
红外接收部分接收到反射回来的红外光波后，红外光电传感器将此红外光信号转化为电信号，此电信号经放大、整形后传送到单片机。
单片机接收到驱动信号后，根据系统设计的需要做出相应的控制决策，输出相应的动作指令，由此来指挥执行部分执行相应的动作。
单片机发出的控制信号，传送给放大与驱动环节，由驱动电路驱动相应的执行机构，实现对手杖报警器的控制。
红外发射红外接收单片机处理部分放大驱动部分执行部分30H位寻址区16B 2FH 位地址20H 00H-7FH1FH 3区低128BRAM 18H R0-R717H 2区10H R0-R7工作寄存器区32B 0FH 1区08H R0-R707H 0区00H R0-R73.3各单元电路设计单片机所需要的控制信号不能是原始信号，因为单片机对其控制信号有一定的要求。
本系统对信号的处理使用了低通滤波电路、施密特整形电路以及正反放大等电路，下面做简单介绍。
3.3.1 低通滤波电路图3.1 低通滤波本系统采用的一阶RC低通滤波电路，如图3.1所示。
（1）传递函数电路的微分方程为：进行S域变换后可得 RC低通电路的传递函数是：（2）幅频响应令τ=RC，带入微分方程并取拉氏变换可得或者由此可得幅频关系为：由上式可知w=1/τ为该滤波器的截止频率，红外信号的频率是已知的，而τ=RC，因此，可以通过设定 R和C的值来设定滤波器的截止频率，使红外信号能通过滤波器而高于截至频率的信号被滤除。
基于单片机的智能盲人手杖的设计
基于单片机的智能盲人手杖的设计一、引言智能盲人手杖是一种利用现代科技手段，为盲人提供导航、避障、安全等功能的辅助工具。
随着科技的不断进步，智能盲人手杖的设计也不断完善和创新。
本文将基于单片机技术，探讨智能盲人手杖的设计原理、功能模块和实现方法，并对其性能进行评估。
二、智能盲人手杖设计原理1. 传感器模块传感器模块是智能盲人手杖的核心部分，用于感知周围环境信息。
常见的传感器包括超声波传感器、红外线传感器和光敏传感器等。
超声波传感器可以测量物体与手杖之间的距离，红外线传感器可以检测前方障碍物，光敏传感器可以判断光线强弱。
2. 控制模块控制模块负责处理从传感器模块获取到的信息，并根据预设规则进行判断和决策。
单片机作为控制模块常用的核心部件之一，具有较强的计算和控制能力。
通过编程实现算法逻辑，单片机可以对传感器数据进行处理和分析，并控制手杖的运动。
3. 功能模块智能盲人手杖的功能模块包括导航模块、避障模块和安全模块等。
导航模块通过地图数据和定位技术，为盲人提供导航指引，帮助其准确找到目的地。
避障模块通过传感器检测前方障碍物，并发出警示信号提醒盲人注意。
安全模块可以实时监测手杖状态，如倾斜、摔倒等，及时报警并发送求救信息。
三、智能盲人手杖功能实现1. 导航功能实现为了实现导航功能，智能盲人手杖需要获取当前位置信息并与目的地进行对比。
可以利用GPS定位技术获取当前位置，并将地图数据存储在嵌入式存储器中。
单片机通过读取存储器中的地图数据，并结合当前位置信息计算出最佳路径，并通过语音合成技术将导航指引发送给盲人。
2. 避障功能实现避障功能是智能盲人手杖中最重要的功能之一，它可以帮助盲人检测前方障碍物并避免碰撞。
通过超声波传感器和红外线传感器，手杖可以实时监测到前方的物体，并根据距离和位置发出不同的警示信号。
当距离过近或者有危险物体时，手杖会通过声音或震动提醒盲人注意。
3. 安全功能实现安全功能主要是监测手杖的状态，并及时报警并发送求救信息。
基于单片机的智能盲人手杖的设计
基于单片机的智能盲人手杖的设计
智能盲人手杖是基于单片机技术的一种辅助盲人出行的设备。
它
能够通过传感器检测周围环境，实时反馈给盲人，并提供语音提示和
震动反馈，以帮助盲人避免障碍物、寻找方向。
本文介绍了一种基于单片机的智能盲人手杖的设计。
首先，通过
光线传感器、超声波传感器等检测周围环境的传感器，获得障碍物的
距离和位置信息。
同时，为了提高设备的灵敏度和准确性，我们采用
了多个传感器的组合，并通过算法进行数据处理和分析，从而实现更
好的障碍物识别能力。
其次，为了方便盲人使用，我们在智能手杖上增加了语音提示和
震动反馈功能。
当检测到障碍物时，设备会通过语音提示告知盲人，
并输出震动信号进行提醒。
此外，我们还在手杖上增加了路线导航的
功能，通过预设目的地位置，设备能够引导盲人沿着正确的路线前进，从而减少迷路的风险。
最后，为了实现设备的智能化和可扩展性，我们采用了基于单片
机的系统架构，构建了一套完整的软硬件平台。
同时，我们还设计了
一个可编程的控制面板，允许用户自定义设备的功能和参数，以满足
不同盲人的需要。
综上所述，基于单片机的智能盲人手杖是一种非常实用的辅助设备，能够帮助盲人更加便利、安全地出行。
在未来，我们将继续完善
设备的性能和功能，进一步提高盲人的生活质量。
基于STM32单片机的智能语音导盲机器人谢双辰李雪竹杨普康
基于STM32单片机的智能语音导盲机器人谢双辰李雪竹杨普康发布时间：2023-06-18T10:14:57.482Z 来源：《科技新时代》2023年6期作者：谢双辰李雪竹杨普康[导读] 智能导盲机器人以导盲犬的基本特征为参考模型，采用一种四轮驱动为基础的智能导盲机器人进行设计，盲人可以通过上位机或语音交互模块与智能导盲机器人进行交流，智能导盲机器人采用上位机和GPS精确定位完成道路规划，在导盲过程中机器人通过机器视觉、红外及超声波避障模块确保盲人出行路程中的安全，出行过程通过语音模块进行实时路况信息播报，智能导盲机器人有效解决盲人日常出行问题，还可以用于商业智能引导等。
导盲机器人主要由STM32MC单片机为核心，系统由上位机、无线通信WiFi模块、语音交互模块、手柄控制模块、机器视觉模块、避障模块、GPS 定位模块、姿态解析模块、电机驱动模块等组成。
宿州学院信息工程学院安徽宿州 234000摘要：智能导盲机器人以导盲犬的基本特征为参考模型，采用一种四轮驱动为基础的智能导盲机器人进行设计，盲人可以通过上位机或语音交互模块与智能导盲机器人进行交流，智能导盲机器人采用上位机和GPS精确定位完成道路规划，在导盲过程中机器人通过机器视觉、红外及超声波避障模块确保盲人出行路程中的安全，出行过程通过语音模块进行实时路况信息播报，智能导盲机器人有效解决盲人日常出行问题，还可以用于商业智能引导等。
导盲机器人主要由STM32MC单片机为核心，系统由上位机、无线通信WiFi模块、语音交互模块、手柄控制模块、机器视觉模块、避障模块、GPS 定位模块、姿态解析模块、电机驱动模块等组成。
智能导盲机器人还可以通过精密陀螺仪来判断机身所处的姿势并传输给MCU单片机，MCU单片机根据机身的姿势控制电机对智能导盲机器人的姿态和行走速度进行调整，以达到平稳效果进一步保证盲人出行安全，智能导盲机器人不仅用于导航导盲、还可以用于物资运输、防灾救援等功能。
基于单片机的盲人避障系统设计
基于单片机的盲人避障系统设计
盲人避障系统是一种普遍应用于城市中的辅助设备，目的是为了帮助视障人士安全出行。
本系统使用单片机为核心控制芯片，具有快速、准确、节能等特点，可以检测路上的障碍物并及时报警，提醒盲人注意前方。
具体设计方案如下：
1. 硬件部分设计：
1.1 避障传感器
避障传感器采用超声波模块，发送出来的超声波信号会在墙壁等障碍物上反射回来，通过接收模块接收反射回来的信号，计算出障碍物与传感器的距离。
1.2 警报器
警报器采用蜂鸣器，当传感器检测到有障碍物时，通过控制单片机输出信号开启蜂鸣器，发出一定频率和时间的声音提醒盲人。
1.3 主控板
主控板采用单片机控制，使用AVR系列单片机，具有高速、低功耗、稳定性好等特点，可以实时对传感器的信号进行处理，控制警报器开关并输出相关信息。
2. 软件部分设计：
2.1 超声波测量程序
超声波测量程序主要完成超声波传感器的工作，读取传感器发送的信号并计算当前障碍物与传感器的距离，根据距离输出相应的警报信息。
2.2 警报程序
警报程序主要负责控制蜂鸣器的开关，当有障碍物时，发送指令开启蜂鸣器发出警报声音。
2.3 单片机控制程序
单片机控制程序是本系统的核心部分，主要完成数据的处理和控制输出各种信号。
当检测到有障碍物时，触发警报程序，输出相应信息，同时控制蜂鸣器进行报警。
此外，为方便用户使用，本系统还可设计语音提示系统，通过语音与用户进行交互，反馈更加直观、易理解。
基于STMC89C51的避障智能盲人眼镜设计
科学技术创新基于ST M C 89C 51的避障智能盲人眼镜设计何月阳1欧美英段祥瑞伍正国张胜(滁州学院机械与电气工程学院,安徽滁州239000)随着时代的发展,最近几年人工智能的技术在快速的发展,使我们现在的生活越来越智能化。
其中,避障智能盲人眼镜的发展将会有效的解决盲人的出行问题,避障智能盲人眼镜是一种新型的基于超声波和图像识别的盲人智能导航避障眼镜,解决了盲人在行走过程中定位和躲避障碍的问题,从而提高了他们的工作和生活效率。
1系统设计眼镜品牌采用珐琅诗顿板材镜框模型,板材镜框是采用高科技塑料记忆板材做成的,塑料为合成的高分子化合物。
镜框使用冷加工制造,精细,质量好,经久耐用。
板材镜框不易燃烧,比较轻,几乎不受紫外线的照射而变色,硬度大光泽度好。
眼镜的构架主要由几个系统模块组成,它们分别是:小型单片机系统控制模块、红外线系统感应模块,超声波系统接收和发射模块,LED 灯系统警示模块、电源系统管理模块、语言系统感言模块,GPS 芯片系统追踪定位模块、高清摄像头探测模块、主从开关模块,系统的结构框图如图1所示。
图1避障智能盲人眼镜结构框图小型单片机系统控制模块:该模块的核心是采用STC89C51小型单片机,该款小型单片机体积小,质量轻,便于在眼镜上使用,并且该小型单片机还是一种微控制器,具有消耗低、性能高的优点。
障碍物系统检测模块:采用多个超声波测距传感器来实现测距的功能,与此同时,每组的超声波的接收与发射模块会接收信号,以此来判定前方是否有障碍物。
当检测模块接收到超声波接收与发射模块带来的返回信号时,计数器将会被中断。
检测的探头通过驱动器进行驱动以后,产生超声波,超声波系统接收与发射模块的电路采用已有的电路模块,这样可以节约工作时间,提高工作效率。
信息系统反馈模块:该模块要求当障碍物系统检测模块检测到前方有障碍物阻拦时,单片机系统控制模块就会对此种情况进行分析,从而来计算出人与障碍物之间的距离,将这个计算得到的距离传输给信息系统反馈模块,蜂鸣器就会根据不同的距离发出不同频率的报警声音。
基于单片机的红外避障导盲仪系统设计
收稿日期：２０２０－０１－０６基金项目：河南省郑州市高等学校大学生创新训练计划项目“基于红外传感的智能导盲仪系统研究”；郑州市电子信息功能材料及器件重点实验室项目作者简介：孙硕硕（１９９６－），男，河南商丘人，本科生，专业为光电信息科学与工程。
基于单片机的红外避障导盲仪系统设计孙硕硕 杨 东 郭刘飞 叶战争 胡松楠（黄河科技学院，河南郑州４５００６３）摘要：基于盲人丧失视觉功能，在生活中面临着极大挑战和危险，给社会和家人带来沉重负担问题，为了帮助视觉障碍人员安全的行进，提高和保障他们的生活能力与人身安全，世界各国一直在不断地进行电子导盲系统的研制。
设计了一种基于红外测距的导盲系统。
该系统通过红外线的反射原理来检测盲人周围各个方向上的环境信息，并将采集的的数据信息转化为声音信号，从而及时地提醒盲人躲避危险障碍物，使盲人的危险程度降到最低，并将实际运动数据进行分析，验证了系统的可行性。
关键词：单片机；红外线测距；报警照明中图分类号：ＴＰ３６８ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９６－７９０Ｘ（２０２０）０５－００３９－０２ＤＯＩ：１０．１９５７６／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－７９０Ｘ．２０２０．０５．００８ＤｅｓｉｇｎｏｆＩｎｆｒａｒｅｄＯｂｓｔａｃｌｅＡｖｏｉｄｉｎｇａｎｄＧｕｉｄｉｎｇＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＳｉｎｇｌｅＣｈｉｐＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒＳｕｎＳｈｕｏｓｈｕｏ ＹａｎｇＤｏｎｇ ＧｕｏＬｉｕｆｅｉ ＹｅＺｈａｎｚｈｅｎｇ ＨｕＳｏｎｇｎａｎ（ＨｕａｎｇｈｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｌｌｅｇｅ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＣｉｔｙ，ＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ４５００６３）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｂｌｉｎｄｐｅｏｐｌｅａｒｅｆａｃｉｎｇｇｒｅａｔｃｈａｌｌｅｎｇｅｓａｎｄｄａｎｇｅｒｓｉｎｔｈｅｉｒｌｉｆｅｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｌｏｓｓｏｆｖｉｓｕａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｂｒｉｎｇｓｈｅａｖｙｂｕｒｄｅｎｔｏｔｈｅｓｏｃｉｅｔｙａｎｄｔｈｅｉｒｆａｍｉｌｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｈｅｌｐｐｅｏｐｌｅｗｉｔｈｖｉｓｕａｌｉｍｐａｉｒｍｅｎｔｓｔｏｍｏｖｅｆｏｒｗａｒｄｓａｆｅｌｙ，ｉｍｐｒｏｖｅａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｔｈｅｉｒｌｉｖｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄａｎｄｐｅｒｓｏｎａｌｓａｆｅｔｙ，ｃｏｕｎｔｒｉｅｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｗｏｒｌｄｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｎｓｔａｎｔｌｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｂｌｉｎｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｂｌｉｎｄｇｕｉｄｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｉｎｆｒａｒｅｄｒａｎｇｉｎｇｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｅｔｅｃｔｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎａｌｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｂｌｉｎｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ａｎｄｃｏｎｖｅｒｔｓｔｈｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｄａｔａｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｏｓｏｕｎｄｓｉｇｎａｌｓ，ｓｏａｓｔｏｒｅｍｉｎｄｔｈｅｂｌｉｎｄｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｄａｎｇｅｒｏｕｓｏｂｓｔａｃｌｅｓｉｎｔｉｍｅａｎｄｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｒｉｓｋｏｆｔｈｅｂｌｉｎｋ．Ｉｔｈａｓａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆｓｏｃｉａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｉｎｆｒａｒｅｄｒａｎｇｉｎｇ；ａｌａｒｍｌｉｇｈｔｉｎｇ０ 引言中国是世界范围内视觉障碍人群最多的国家，目前我国约有４０００万盲人，并且在以较快的速度增长。
基于52单片机的导盲避障报警手杖
基于52单片机的导盲避障报警手杖本文研究的是具有多功能的手杖，帮助盲人能够和正常人一样出行生活，为了使盲人的生活更加美好。
用52单片机将处理环境的信息通过震荡和语音告诉盲人，导盲杖上有三个功能按钮，分别为指示当前方向功能、指示当前时间功能、启动手柄震动功能，还可以通过GPS确定盲人的位置。
标签：52单片机；手杖；GPS；GSM1 引言正目前全球有4500万盲人，并且有1.8亿的人有视力障碍。
众所周知，盲人虽然眼睛看不见，但是其他感官却比常人发达许多，比如听觉和感觉，我们可以利用盲人的听觉以及被牵引时的感觉来让盲人达到出行的目的。
通过研究多功能的手杖学习52单片机的内部资源，利用GPS模块来确定盲人的位置，夜间警示路人盲杖上的指示灯自动亮，利用GSM模块紧急短信按键按下时，发送一短信至110报告失踪，手杖利用GPS模块，GSM模块来保障盲人的出行生活，使盲人的生活更加美好。
2 导盲避障报警手杖的设计理念该设计是以52单片机为主控芯片，通过盲人手杖上的三個功能按鈕，分别为指示当前方向功能、指示当前时间功能、启动手柄震动功能，当紧急短信按键按下时，发送一短信至110报告失踪。
当指示当前时间按钮按下时，语音播报当前的时间，精确到分，范围24小时任意时间。
当启动手柄震动按钮后，当前方1.8米内有障碍物时，手柄开始震动，这样在喧闹的环境下，盲人听不到语音报警时，可以感觉到手柄的震动报警，再次按下改键则关闭手柄震动功能。
如果盲人自己走失，除了当紧急短信按键按下时，发送一短信至110报告失踪。
也可以开启导盲杖的GPS功能，这样家人就可以通过互联网确定盲人的位置了，以防盲人走丢。
3 硬件电路设计硬件电路分为电源模块，单片机最小系统模块，GPS模块，GSM模块，时间模块，超声波模块，指示灯模块。
下面分别介绍下电源模块，时间模块，指示灯。
3.1 电源模块电路整个系统是通过2节18650电池来供电，然而单片机系统需要的是5V电源，传感器模块需要的是 3.3V电源。
基于STM32单片机的智能导盲机器人设计
图1 智能导盲机器人定位模块、姿态解析模块、电机驱动模块等组成。
智能导盲机器人以STM32 MCU单片机为主控核心，盲人可通过导盲手柄控制和启停智能导盲机器重庆市教育系统科技创新课题项目。
何杰，重庆科创职业学院，副教授，研究方向：智能产品设计、智能控制技术。
收稿日期：2020-04-15，修回日期：2020-06-10。
期（总第322期）2020年7月（2）WiFi模块电路设计。
智能导盲机器人无线通信采用ESP8266无线WiFi收发模块电路，如图3所示，它是智能导盲机器人的无线通信接口，单片机通过ESP8266无线WiFi收发模块与上位机进行数据发送与接收以实现远程控制和访问的目的。
（3）步进电机模块。
智能导盲机器人电机驱动电路如图4所示，当上位机与MCU单片机完成路径规划后，MCU将控制信号通过I/O接口驱动电机完成前进、左转、右转、后退以到达正常行走的目的。
（4）姿态模块电路设计。
智能导盲机器人姿态由MPU6050精密陀螺仪来判断机身姿势和行走的速度，将采集的信息传输给MCU主控芯片，主控芯片根据机器人现有姿势和速度输出相应指令控制驱动电机对机器人的姿势和速度进行调整，以达到平衡的（6）超声波避障模块电路设计。
由于红外传感器的探测范围有限，为了使导盲机器人可以探测3 软件设计智能导盲机器人软件设计是以系统设计为基础，满足智能导盲机器人的各项功能，程序设先将各类传感器模块、电机驱动模块、姿态模块、GPS模块、无线通信模块等，开发软件将各功能进行程序模块化设计，再将采集各类信息传送给MCU单片机进行检测、判断和执行相应程序算法等，让智能导盲机器人安全到达目的地。
主要程序设计流程图如图9所示，主程序主要由开始启动、初始化各系统模块、等待上位机指令、是否启动前进、避障、导盲、到达目的地等。
智能导盲机器人通过与上位机交互完成路径规划、智能导航、避障等，有效解决盲人出行难题。
随着人工智能不断开发、应用、技术不断成熟和发展，安全性能有了很大的提高，智能导盲机器人对于盲人导盲、道路探测、智能避障、以及物资运输、防灾救援、生命迹象探测、道路巡视等有着，智能机器人将不断改善人类生活方式、改变世界、已经成为人类生活中不可缺少的一图2 MCU主控芯片电路图图3 串口无线WiFi收发图4 电机驱动图5 陀螺仪电路图6 红外传感器模块图7 超声波测距图8电源模块图9 智能导盲机器人原理。
基于STM32单片机的智能盲人助行器
基于STM32单片机的智能盲人助行器摘要：本设计是一种基于STM32F4系列芯片为主控的具有自主反馈前方路段信息的盲人助行器, 可以适应生产发展的需要，利用原有助行器, 在此基础上，增加合理的传感器,并进行的数据融合与反馈,从而提高设备的稳定性及可靠性。
此外还可实现数字化控制，各模块单元均以微处理器为控制核心，主要利用软件程序实现自动控制方案。
某些方面具有创新和独特性，它功能强大、控制灵活、精准度高、动态响应快、可靠性高、适用范围更广等优点。
关键词：智能盲人助行器；STM32单片机； HC_SR04超声波;1、设计背景及意义背景:目前我国盲人或者弱视人群在国内的人数非常庞大, 在2020年盲人数量约为830万人，占全球失明人口的21%左右，且每年新增盲人数量已经达到40万以上。
无论是由先天或者后天的视力缺陷, 盲人或者弱视人在生活中都相比于正常人存在很多的生活不便,在这其中安全出行已经成为盲人及弱视力人群的一大主要生活障碍。
随着科技和社会的发展，在人们生活质量日新月异地提高的同时，也使得我们的生活环境变得越来越嘈杂，交通环境复杂多变，使得盲人独立出行的困难越来越大,甚至部分盲人几步不出门。
在这一背景下,设计出一种可以安全可靠能切实帮助盲人的助行器,使得盲人能够最大可能的了解道路、障碍物等实时信息,以提高盲人及弱视力群体的生活水平。
意义:目前我国盲人或者弱视人群在国内的人数非常庞大, 在2020年盲人数量约为830万人，占全球失明人口的21%左右，且每年新增盲人数量已经达到40万以上。
无论是由先天或者后天的视力缺陷, 盲人或者弱视人在生活中都相比于正常人存在很多的生活不便,在这其中安全出行已经成为盲人及弱视力人群的一大主要生活障碍。
随着科技和社会的发展，在人们生活质量日新月异地提高的同时，也使得我们的生活环境变得越来越嘈杂，交通环境复杂多变，使得盲人独立出行的困难越来越大,甚至部分盲人几步不出门。
基于单片机的盲人避障装置的设计
基于单片机的盲人避障装置的设计
刘延霞;谷林柱
【期刊名称】《软件》
【年(卷),期】2011(32)3
【摘要】针对盲人行走过程中无法了解到前方是否存在障碍物的问题,本文设计了一种新型的基于单片机控制的盲人避障装置,且该装置带有语音提醒功能.本方案通过超声波发送接收来检测前方一段距离内是否有障碍物存在,若有,则语音提醒模块发出提醒信息.本文是在基于单片机控制的超声波测距原理的基础上,配以比较电路,来确定目标范围内障碍物的存在,相关部分附有硬件电路图、程序流程图.此装置简单实用且便携,设计在很大程度上解决了盲人行走中的安全问题.
【总页数】4页(P101-103,106)
【作者】刘延霞;谷林柱
【作者单位】中国矿业大学信息与电气工程学院,徐州221116;中国矿业大学信息与电气工程学院,徐州221116
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
【相关文献】
1.基于AT89C52的盲人避障装置的研究与设计 [J], 魏有法
2.基于单片机的智能盲人避障靴子 [J], 刘天金;杨雪
3.基于51单片机的盲人避障系统设计 [J], 刘旭;蔡丽
4.基于STMC89C51的避障智能盲人眼镜设计 [J], 何月阳;欧美英;段祥瑞;伍正国;张胜
5.基于神经网络的智能盲人物体识别和避障仪设计 [J], 陈威宇;朱颖;钟其麟;曾焕凯
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基于单片机的盲人避障器摘要：由于盲人在走路的时候没有办法知道前方有没有危险，这个问题给他们的生活带来了很多的不方便。
针对这类问题本文设计了一个由单片机控制的盲人避障器，这个器件装置具有语音提醒和报警的功能。
该方案的原理是探测前方一定范围内没有任何障碍，根据发送和接收超声波如果有，那么语音提示模块可以发出声音，按钮可以播放的距离。
当距离达到10cm时，蜂鸣器会报警提醒，如果有障碍物快速靠近的时候语音会发出“危险请躲避”的声音。
关键词：AT89S52 HY-SRF05 语音芯片ISD1420Blind avoidance device based on micorocontroller Abstract: Since there is no way to know ahead the Blind whether there are obstacles in the process of walking,this issue has brought to their lives a lot of inconvenience.For this problem ,a obstacle-avoidance device was designed,which is based onprinciple of the program is based on transmitting and receiving ultrasonic probe to the front there exists a range of obstacles.If having,then the voice will sound to remind module, After pressing the button,it can broadcast the distance,when the distance is less than 10cm,Buzzer will alarm to remind,If there is an obstacle when approaching fast,then the voice will issue a “dangerous,please avoid”.This design uses A T89S52 microcontroller as the core of the low-power, high-performance, high-precision Ultrasonic Ranging display hardware and software design. The main chip ultrasonic ranging module HY-SRF05, voice chip ISD1420.Keywords：AT89S52 HY-SRF05 V oice remind ISD1420目录第1章绪论 (1)1.1设计的目的和意义 (1)1.2盲人避障器的研究前景 (2)第2章设计所用的主要技术 (3)2.1硬件技术 (3)2.2软件技术 (3)第3章硬件部分 (4)3.1总体框架 (4)3.3 系统的软件流程图 (4)3.4 系统各个模块的设计 (5)3.4.1 超声波测距模块 (5)3.4.2语音模块设计 (7)3.4.3单片机模块设计及应用 (10)3.4.4 液晶显示模块LCD1602 (14)3.4.5整个硬件电路的电路图和实物图 (15)第四章软件部分 (16)4.1主程序的流程图和过程 (16)4.2 子程序流程 (17)第五章总结 (21)第六章致谢 (22)参考文献 (23)第1章绪论1.1设计的目的和意义日常生活中，盲人在各个方面都有很多的不方便，在行走过程中也只能通过触觉来感知前方是否存在障碍物，这样就很容易遭遇危险，面对这种现实的问题，本次设计了一个由单片机控制的盲人用来躲避障碍物的器件。
盲人避障器的功能是：利用超声波预测前方障碍物的距离，实时按键后语音播报距离；当障碍物在10cm范围时能够报警；前方有障碍物快速靠近时能提醒抓紧避开。
这个设计所用的基本理念是用超声波来测量距离。
经过超声波发射器发送V 速度在空气中传播，达到物反射回来，往返时间是T，S = VT / 2可以计算从所测量的距离。
超声波是一种声波，它的声速与温度有一定的关系，下面列出了几个不同温度的声速。
这样就可以计算出障碍物与发射源的距离。
避障技术在本设计中采用的也有一些探索性的检测与识别的参考价值。
障碍物与发射源之间的距离是研究避障的前提条件。
超声波能够直接测量一些近的距离数据。
高分辨率，使用范围，准确的方向，不受光，烟雾的影响，电磁干扰等因素的影响，超声更大的覆盖。
现如今，超声波因为它的原理简单，容易完成和低成本的一些特点，被广泛应用在液体位置的测量、移动机器人如何的定向和躲避障碍物等等方面。
超声波测距系统是一个基于单片机的结构简洁、测量精确度高的系统。
盲人避障器只是它的一个应用。
测量范围可在本设计中实现了非接触测距2cm-450cm感应功能，测量精度可达3mm。
因为一般，盲人在走路的时候都会手里拿着导盲仗来感知道路的情况。
但往往很多情况下手持导盲仗特别不方便。
因为有时可能会误伤到人，虽然也有专门的盲道，但是却没有达到它的效果。
而本次设计就解决了这些不必要的麻烦。
因为这次的装置设计的简单轻巧，在盲人安全出行方面起到了非常有利的价值。
1.2盲人避障器的研究前景之前的盲人避障器采用的是红外线探测障碍物是否存在。
但是在实际的生活中，红外线受干扰的因素很多。
如果有反射光，就会很容易出错。
所以某些设备在发射出信号的时候，就会先发射出一连串连续的红外的脉冲信号，然后把发射法虽然在某种程度上降低了错误的判断，但是当反射光足够强时，还是容易出现干扰的情况。
避障装置使用的技术是一种非接触式的检测技术。
还有一些其他的这种检测方法的应用，比如雷达检测、激光检测等等。
雷达检测虽然具有能够长时间工作，在恶劣环境中依然能够工作的优点。
但是当出现电磁波时，雷达检测就会出现混乱。
激光检测具有自己独特的特性，它的方向性强，只有一种颜色，亮度非常高，而且雷达检测的速度是相当地快。
在雨雾天气里，依然能够穿透。
对干扰的抵抗能力特别强，但是激光检测的成本实在是太高了，数据的处理又相当地复杂。
这几种检测方式比较来看，超声波检测的可使用性是最大的。
超声波检测能够直接去测量近距离的物体，它的纵向分辨率非常高，超声波检测使用的范围很广，方向性也很强。
最主要的是超声波检测不会受到光线、烟雾、电磁干扰等等因素的影响，而且超声波检测的覆盖面比较大，因此超声波检测已经广泛地应用在液位的测量，机器人的定向移动和躲避障碍物等领域，超声波检测的应用前景一片光明。
超声波检测是一个价格低廉，信号可靠，不会受光线天气电磁影响的一种非接触式检测技术。
所以超声波检测必将有一个非常广阔的市场前景。
现在，超声波换能器材料，如压电陶瓷和陶瓷的电致伸缩。
这两种材料会使得超声波换能器存在阻抗失配的问题。
就是虽然驱动脉冲结束了，但是因为惯性作用换能器依然会振动从而产生盲区影响系统的测量精度。
因此，未来发展的一个重要方向是改进的超声换能器材料。
回波信号处理技术的日益完善能够有利于选择更加合理的超声波发射脉冲。
研发出更加高性能的超声波换能器。
提高超声波测距系统，分辨能力，和超声波测距的精确度以及超声波测距的抗干扰的能力。
这个是超声波发挥各自的优点，得到的结果必然更精确与准确，这也是检测技术发展的一个热门的方向。
主要设计结合单片机技术的超声波检测技术，可以准确地识别从排放源的距离的障碍，可以准确的判断，声音提醒盲人躲避障碍障系统，与其他比较，本次设计的盲人避障器的优点是更加地轻巧方便携带，精确度高，操作简单性价比较高，成本低，便于批量生产。
因此本次设计的盲人避障器不仅仅是理论上而且在实际应用上都有可取之处，给盲人黑暗的生活带来了光明。
第2章设计所用的主要技术2.1硬件技术基于单片机控制的盲人避障器的设计原理是超声波测距，这个系统还具有功能，单片机控制的技术。
本次所用超声波测距模块能够检测450cm以内的距离。
所采用的方法为时间法，就是依据声音的传播速度和时间的差值来计算出障碍物的距离。
在电子线路中，采用了超声波的测距模块从而实现了障碍物的自动检测。
在语音方面，采用了语音芯片ISD1420模拟了音频的经过功放电路的放大，输出的音量会变大，并且吐字清楚。
在单片机应用中，准确的传输主要采用单片机的外部中断和定时器功能实现超声波和接受。
利用单片机I/O口模拟串行传输的声音，合成所需的数据。
2.2软件技术本次设计所采用的编写语言是C语言，因为C语言的编写效率高。
策划的超声波测距模块能够控制超声波的发送和接受，还有能够准确地计算障碍物距离。
超声波可以控制语音芯片录音。
软件要实现的功能：（1）能够利用超声波预测前方障碍物的距离实时按键后语音播报距离；（2）当障碍物的具体范围小于10cm时蜂鸣器报警；（3）前方有障碍物快速靠近时能够提醒躲避。
通过对软件方面的设计，已经具备以上的三种控制功能。
但技术有限，还能进一步强化把这个装置设计的更加美观，人性化，更加符合盲人的习惯。
第3章硬件部分3.1总体框架3.2各个模块的工作流程3.3 系统的软件流程图这次设计主要芯片是超声波测距模块HY-SRF05,语音芯片ISD1420,所使用的单片机是AT89S52。
程序有主程序，超声波子程序，语音模块程序。
软件包含两个部分，分别是主程序和中断程序。
主程序主要完成的工作，超声波的发射与接收工作。
定时中断程序主要是使得超声波发射，外部中断完成距离的计算，结果输出等等工作。
如下图所示：3.4 系统各个模块的设计3.4.1 超声波测距模块超声波的基本工作原理使用I / O端口触发距离测量，高电平信号至少10毫秒;超声波模块会自己发出8个40千赫兹的方波，自己检测有没有信号回来；如果信号结束以后，将通过I/O端口的回波信号输出到一个高水平，高水平的时间是超声从开始时间后返（2）超声波测距的主要参数（3）超声波模块结构图模块内传播的超声波发射电路是由非门的振荡器电路组成。
非门电路不仅简单而且容易调试。
也特别容易被软件所控制。
这个电路图中把两个非门的电路连接到单一的产品有浸渍包,内部包括自动偏压控制电路、前置放大器电路、带通滤波、峰值检测,集成比较器,施密特塑造输出电路,与少量的外部组件可以接收和处理信号38 khz左右。
（1）超声波模块的引脚定义（5）超声波时序图上面的图显示，你只需要提供一个脉冲10以上的触发信号，系统可以发送8个40 kHz的循环水平和检测回波电路。