基于单片机的智能拐杖软件设计-毕业论文

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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盲人手杖是一种帮助视障人士出行的辅助工具，它能够帮助盲人更加方便和安全地行走。

传统的盲人手杖主要是通过接触地面时的震动来提示盲人前方是否有障碍物，但这种方式存在一定的局限性，可能无法及时准确地发现障碍物。

而，通过集成各种感知及信息传输技术，能够实现更加智能和全面的辅助功能，为盲人提供更好的出行体验。

首先，智能盲人手杖的设计必须考虑到盲人在实际使用中的需求和情况。

盲人在行走时，最关键的问题就是如何避免碰撞和识别路上的障碍物。

因此，智能盲人手杖需要具备避障功能和障碍物识别功能。

在设计中，可以采用超声波传感器、红外传感器等技术来实现障碍物探测和距离测量，当手杖检测到障碍物时，可以通过声音或震动等方式提醒盲人及时避让，确保他们的安全。

其次，智能盲人手杖还可以结合定位导航技术，帮助盲人更加精准地找到目的地。

通过在手杖上集成GPS模块或者蓝牙导航设备，可以实时获取盲人的位置信息并为他们提供导航引导。

在城市中，地标众多，盲人很容易迷失方向。

智能盲人手杖可以通过语音提示或震动提醒盲人前方有导航信息，并根据实时交通情况为盲人规划最佳路线，帮助他们安全快速地到达目的地。

另外，智能盲人手杖的设计还可以考虑加入语音识别和语音交互功能，为盲人提供更加便捷的使用体验。

通过集成语音识别芯片和音箱，盲人可以直接与手杖进行语音交互，询问当前位置、目的地信息等。

同时，智能盲人手杖还可以接入互联网，获取实时天气、交通等信息，为盲人提供更全面的服务。

在紧急情况下，盲人可以通过手杖发送求助信号，实现远程呼救功能，确保盲人在面临危险时能够及时得到帮助。

此外，智能盲人手杖的设计还可以考虑加入智能灯光提示功能。

在夜晚或者光线较暗的环境下，盲人很容易迷失方向或者撞到障碍物。

通过在手杖顶部或者侧面加装LED灯，可以为盲人提供光源，引导他们前行。

同时，还可以结合光线传感器，实时调节灯光的亮度和颜色，提高盲人在夜间的识别能力。

基于STC15F2K60S2单片机的智能拐杖设计

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｂｌｉｎｄ’ Ｓｔｒａｖｅｌｉｓｎｏｔｓａｆｅ，ａｎｄｔｈｅｉｒｗａｌｋｉｎｇｉｓｎｏｔｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ，ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｄｅｓｉｇｎａｋｉｎｄｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｗａｌｋｉｎｇｓｔｉｃｋｆｏｒｔｈｅｂｌｉｎｄ，ｗｈｉｃｈｃａｎｄｅｔｅｃｔｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｏｂｓｔａｃｌｅｓｉｎｒｅａｌｔｉｍｅ，ａｎｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｖｏｉｃｅｒｅｍｉｎｄｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅ．Ｗｈｅｎｔｈｅｒｅｉｓａｎｅｍｅｒｇｅｎｃｙ，ｐｏｓｉｔｉｏｎｃａｎｂｅｓｅｎｔｔｏｔｈｅｇｕａｒｄｉａｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｂｕｔｔｏｎ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ａｃｌｏｃｋｍｏｄｕｌｅｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｎａｗａｌｋｉｎｇｓｔｉｃｋ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅａｋｅｙａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｔｈｒｏｕｇｈｖｏｉｃｅｐｒｏｍｐｔｓ．ＡｎｄｔｈｅｒｅａｒｅＬＥＤｌｉｇｈｔｓｏｎｃｒｕｔｃｈｅｓ，ｗｈｉｃｈｃａｎｒｅｍｉｎｄｔｈｅｏｔｈｅｒｐａｓｓｅｒｓ — ｂｙｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓｂｌｉｎｄ

智能拐杖机械结构设计--毕业论文

毕业设计（论文）题目：智能拐杖机械结构设计摘要全球已步入老龄化社会,老年人晚年的生活质量和安全性引起了世界各国学者的关注。

由于年龄原因容易突发意外情况,如摔倒、迷路等,不能跟家人及时取得联系，还有很多老年人容易健忘,外出时经常出现迟滞不归等,因此电子拐杖成为老年人的重要帮手。

现在市场上的手杖品牌混杂，质量参差不齐，功能单一，不能充分满足老年人生理要求。

有不少老年人的手杖是不理想的，一根合适的手杖对老年人的安全十分重要。

根据老年人的需求，我们可以设计一款集多种功能于一体的手杖来满足老年人的出行需求，锻炼需求，安全需求，使他们的生活更加便利，更加舒适。

关键词：拐杖、多功能、老年人、报警AbstractThe world has entered the aging society, the quality of life and safety of the elderly in old age by scholars of the world. Due to age due to unexpected accidents, such as falls, labyrinth, not with the family promptly get in touch, and many older people tend to be forgetful, when they go out often appear sluggish return, so electronic walking stick become a vital ally in the elderly. Now a brand on the market is mixed, uneven quality, single function, can not fully meet the requirements of elderly people. There are many old people walking stick is not ideal, a walking stick for the elderly are very important. According to the needs of the elderly, we can design a set of multiple functions in one of the cane to meet the travel needs of the elderly, training needs, security needs, their life more convenient, more comfortable.Keywords: Crutches, multi-function, elderly, alarm目录1绪论-----------------------------------------------------11.1 目前智能拐杖的研究及现状-----------------------------------------------11.2 课题的背景和意义------------------------------------------------------------12 概述----------------------------------------------------22.1 钢的介绍-----------------------------------------------------------------------22.2 45号钢概述---------------------------------------------------------------------23 硬件系统设计 --------------------------------------------43.1 系统总体结构及工作原理-------------------------------------------------- 43.2 系统主要部分介绍-------------------------------------------------- 43.2.1 高亮度LED灯 -------------------------------------------------53.2.2 LED闪烁灯模块 ---------------------------------------------- 63.2.3 mp3播放器 -------------------------------------------------- 73.2.4 反光镜部分-------------------------------------------------- 83.2.5按键部分 ---------------------------------------------------- 93.3电源及充电---------------------------------------------------------------------103.4可伸缩的拐杖腿设计---------------------------------------------------------- 114 利用CAD软件进行设计智能拐杖 ---------------------------144.1 拐杖的整体设计---------------------------------------------------------------145 结论----------------------------------------------------15致谢 -----------------------------------------------------16 参考文献 -------------------------------------------------17附录------------------------------------------------------18 附录1 设计实物图-------------------------------------------------------------------18前言21世纪是人口老龄化的时代，中国已于1999年进入老龄社会，是较早进入老龄社会的发展中国家之一。

智能导盲拐杖的设计毕业论文

天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕业论文专业：班级学号：学生姓名：指导教师：二〇一三年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于单片机电子导盲拐杖设计Electron blind-guide crutch design based on MCU专业班级：学生姓名指导教师：学院：电子工程学院2013年06月摘要随着社会的发展，在社会生活中应用超声波测距技术已很广泛，如汽车倒车雷达、测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声测距技术的研究和开发具有实际意义。

本设计研究为盲人提供行走时，遇到前方障碍物提前躲避的预警系统。

以AT89S52作为核心处理器，采用超声波回波时间差测量人与物体之间的安全距离，实现了提前预警使用者避让障碍物，起到避免安全隐患的作用。

该系统是基于AT89S52单片机的超声波测距系统,它根据超声波在空气中传播的反射原理,以超声波传感器为检测部件, 应用超声波在空气中传播的时间差来测量距离。

夜晚时利用光敏传感器控制警示灯开关，警示来往车辆避让。

另有时间播报功能。

主要由测距系统（包括超声波发射模块、超声波接收模块）和语音报警系统，时间播报系统，警示灯控制系统，稳压电源，五个主要模块构成。

该设计利用AT89S52单片机系统的I/O口，控制超声波传感器发出40KHz的超声波，利用反射回来的超声波信号，经过放大、整形、滤波等电路回到单片机，比较调试后确定与障碍物之间的距离，完成测距。

该装置将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合。

语音系统发出警示音，提醒使用者前方障碍物需躲避。

使盲人在看不见的情况下，能够识别前方的障碍物正常的行走，从而起到保护盲人安全的作用。

关键词：智能避障；超声波测距；AT89S52单片机ABSTRACTWith the development of society，It is applied widely by ultrasonic to measure distance, such as cars reversing radar，range finder and level measurement and so on. Because of the strong point of ultrasonic, low energy consumption, long distance transporting in media, thus it is practical and significant to measure distance by ultrasonic.This design study for the blind to walk, meet obstacles ahead of early warning system. AT89S52 as the core processor, USES the ultrasonic echo time difference measuring safety distance between people and objects, implement the early warning users avoid obstacles, avoid safe hidden trouble.Is the system of ultrasonic ranging system based on AT89S52 microcontroller, it is based on the reflection principle of ultrasonic wave in air and in ultrasonic sensors for detection components, application of ultrasonic wave in air time difference to measure distance. Night when using photosensitive sensor warning light switch control, avoidance of traffic warning. Otherwise time function. Mainly by the ranging system (including ultrasonic transmitting module, ultrasonic receiver module) and voice alarm system, time to broadcast system, warning lights, control system, regulated power supply, the five major modules.The design USES AT89S52 single chip microcomputer system I/O mouth, control issue of 40 KHZ ultrasonic ultrasonic sensor, using the reflected ultrasonic wave signal, after amplification, plastic, such as filter circuit back to the single-chip microcomputer, is after the debugging and the distance between the obstacles, to complete the range.The device will single-chip microcomputer real-time control and data processing capabilities, combined with ultrasonic ranging technology, sensor technology. Issued a warning sound, voice system remind users in front of the obstacles to avoid. Under the condition of the invisible for the blind and can identify the obstacles in front of the normal walking, which play a role to protect the safety of the blind.Key Words：Intelligent obstacle avoidance ；Ultrasonic ranging；Single chip microcomputer目录1．引言 (1)1.1设计研究的背景及意义 (1)1.2设计研究的内容 (1)1.3本章小结 (2)2．超声波系统的工作原理及方案 (3)2.1 超声的概述 (3)2.2超声波传感器 (3)2.3超声波测量中盲区及近限和远限 (4)2.4 超声测距的方案 (4)2.5本章小结 (5)3．智能导盲拐杖硬件系统设计 (6)3.1设计实现的功能 (6)3.2设计思路 (6)3.3硬件电路设计 (7)3.3.1 CPU模块 (7)3.3.2超声波换能模块 (10)3.3.3语音播报模块设计 (15)3.3.4温度检测模块和时钟模块的设计 (16)3.3.5灯光示警模块设计 (18)3.3.6 稳压电源模块的设计 (19)3.4本章小结 (20)4．智能导盲拐杖软件设计 (21)4.1系统软件设计语言 (21)4.2 软件设计心得 (21)4.3设计的软件环境简介 (21)4.4主要模块软件设计流程图 (23)4.5本章小结 (24)5系统的调试结果 (25)结论 (26)参考文献 (27)致 (28)附录1：部分主电路原理图 (29)附录2：部分主程序 (30)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。

基于STM32单片机的多功能智能盲人拐杖设计

基于 STM32 单片机的多功能智能盲人拐杖设计摘要：针对盲人出行安全问题，设计一款解决盲人出行困难的智能拐杖。

本设计以 STM32 单片机为控制核心，结合当前先进且较为成熟的信号处理算法、传感器技术、无线通信技术，通过超声波模块进行广角测障利用语音播报模块报警，引导盲人及时规避障碍物。

同时采用 MPU6050 水平检测模块监测拐杖与地面的倾角，在出现突发情况时，不仅可以通过语音模块识别求救，还可以用短信的方式将GPS的实时定位位置发送给监护人。

此外，采用OPENMV 4进行机器视觉图像分析，使拐杖能对外界变动的信息做出应答，为盲人通过路况复杂的红绿灯路口提供保障。

现测试结果表明，整个系统性能稳定，灵敏度较高，操作方便，且功能易于扩展，能满足盲人出行的多方面需求。

关键词：盲人拐杖；红绿灯识别；超声波测距；跌倒报警项目名称：“无忧出行”智能盲人手杖装置设计，项目编号：202010214020，国家级大学生创新训练项目1概述针对盲人出行安全问题，现有的辅助盲人出行工具性能单一且无法普及，设计智能盲人手杖可以帮助更多盲人实现安全出行。

随着信息化社会的飞速发展，在基本满足了大众的物质需求后，人们也更加关注社会残障群体。

相比于正常人，残障人士的生活有诸多的不便，更需要社会对他们的理解与关注。

针对盲人出行安全问题，现有的辅助盲人出行工具性能单一且无法普及，设计了一款基于STM32单片机控制的集超声波测障、语音播报、红绿灯识别、短信报警、GPS定位等功能于一体的智能拐杖系统, 能够实时监测周边情况, 保护老人安全出行。

2系统总体设计单片机实时监控测距模块传送来的信号，对信号处理后，进行避障决策判断。

当检测到障碍物时，手杖自动报警（语音和机械振动双重模式）提示盲人避障。

同时，用图像分析技术识别并筛选外界信息，构造合理的内部控制逻辑，组建红绿灯决策功能，另外，还有一键求助和黑夜防撞等特色功能，进一步提高盲人出行安全系数。

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。

基于MSP430单片机的智能导盲手杖设计

２．１超声模块电路
语音提示模块选用的是美国ＩＳＤ公司的ＩＳＤ４００３语音芯片．与普通的录音／重放芯片相比，ＩＳＤ４００３语音芯片具有如下特点：首先是记录声音没有段长度限制，并且声音记录不需要ＭＤ转换和压缩。其次．快速闪存作为存储介质，无电源可保存数据长达１００年．重复记录１００００次以上。此外．ＩＳＤ４００３具有记录时间长可达４分钟．语音提示模块电路２．３ＧＰＳ模块ＧＰＳ接收机包括主机、电源、接收机三个部分．因为拐杖内部集成度高的特点．所以接收模块选用定位ＧＰＳ２５一ＬＶＳＯＥＭ板．它定位速度快，工作安全。电源电路使用５ｖ标准电压源。ＭＳＰ４３０单片机与ＧＰＳ — ＯＥＭ板通过串口通信由于ＧＰＳ２５一ＬＶＳＯＥＭ输出的是符合ＲＳ２３２的对地对称的标准电平，单片机串口采用的是ｒＩＴｌ１Ｌ逻辑电平两种电平完全不同．因此．必须要用ＭＡＸ２３２进行转换才能够使两个电平连接，ＭＡＸ２３２为电平转换芯片．能够实现两种电平间的双向转换，ＧＰＳ — ＯＥＭ板的串口数据输出引脚（ＴＸＤ）通过ＭＡＸ电平转换后．连接单片机的ＲＸＤ引脚２．４ＧＳＭ短信模块本设计选用的是德国ＳＩＥＭＥＮＳ（西门子）公司的一款双频９００／１８００ＭＨＺ高度集成的ＧＳＭ短信模块ＴＣ３５Ｉ．ＴＣ３５Ｉ是一个支持中文短信息的工业级ＧＳＭ模块．工作在ＥＧＳＭ９００和ＧＳＭ１８００双频段．可以传输语音和数据信号．支持Ｔｅｘｔ和ＰＤＵ格式的ＳＭＳ．其数据接口通过ＡＴ命令实现双向传输指令和数据．可选波特率为３００ｂｐｓ～ｌ１５ｋｂｐｓ．该系统波特率设置为１９－２ｋｂｐｓ，短信模式采用ＰＤＵ模式．ＴＣ３５Ｉ模块与其他设备通信的格式为ＲＳ２３２．数据接１：３采用ＣＭＯＳ电平．在电路设计时需要加ＭＡＸ２３２电平转换电路．单片机的ＴＸＤ引脚通过ＭＡＸ电平转换后，连接ＴＣ３５Ｉ模块的串１：３数据输入引脚（ＲＸＤ）９Ｉ脚。

基于单片机的智能盲人手杖 (修改)

利用超声波传感器实现测距功能：探测前方障碍物距离，并将数据传输给单片机进行处理
利用语音合成芯片实现语音提示功能：为用户提供方向、距离等信息
通过 GPS 模块实现定位功能：将手杖位置信息传输给手机APP，方便用户了解行进路线
采用红外传感器实现避障功能：当探测到前方有障碍物时，通过单片机控制手杖自动转向避让
基于stm32单片机的智能盲人手杖
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项目背景
技术方案
软件设计
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硬件设计
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项目背景
项目背景
随着科技的发展，人类生活的智能化越来越普遍
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然而，传统的盲人手杖功能较为单一，无法满足日益多样化的需求
对于视障人群，他们需要依靠手杖来探测周围环境
因此，开发一款基于 STM32 单片机的智能盲人手杖，可以为视障人群提供更全面、更安全的服务
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项目目标
项目目标
开发一款基于 STM32 单片机的智能盲人手杖
实现超声波测距、红外避障、GPS定位、语音提示等功能
通过蓝牙技术将手杖与手机进行连接：实现远程控制
优化产品设计：确保其性能稳定、成本低廉、易于操作
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技术方案
技术方案
选择 STM32F4 系列单片机作为主控制器：其具有高性能、低功耗、丰富外设等特点
电源模块：采用锂电池供电，同时加入电源管理芯片，确保系统稳定运行
外壳设计：采用轻便、坚固的材料制作手杖外壳，确保产品实用性和耐用性
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软件设计
软件设计
使用 C 语言编写程序：实现各个功能模块的驱动和控制

基于单片机的多功能智能拐杖设计

2019年 / 第3期物联网技术智能处理与应用Intelligent Processing and Application77DOI ：10.16667/j.issn.2095-1302.2019.03.022收稿日期：2018-11-05 修回日期：2018-12-07基金项目：山东青年政治学院教学改革项目：基于学科竞赛的电子信息工程专业应用型才培养研究（201627）0 引言中国在2000年开始步入老龄化社会，目前已成为世界上老年人口最多的国家之一。

老年人身体机能的衰退给出行带来极大不便，腿脚不便的老年人会选择拐杖辅助出行[1]。

同时中国还是全世界盲人最多的国家之一。

一般情况下，盲人的出行只能依靠拐杖或导盲犬。

由于培养一只良好的导盲犬需要花费较长的精力和较高的成本，因此更多的人选择拐杖[2]。

然而传统的拐杖只是一根长棍，结构简单、功能单一，存在一系列问题。

国内有不少人对智能拐杖做了研究，仲小英[3]设计的智能拐杖采用GSM 通信和GPS 定位技术，但没有考虑到老年人夜晚行走的情况，如果在光线不好的情况下，老人可能因为视力下降而被障碍物绊倒，从而发生意外。

景婷婷[4]等人设计的智能拐杖采用红外避障，使用时极大地受到环境因素的限制。

王玉花[5]和魏庆丽[6]等人设计的智能拐杖增加了手机APP 功能和显示屏，但对于不会使用智能手机的老年人来说反而增加了使用难度。

本文通过采用超声波测距设计并加入夜晚模式，能够更好地保护老年人或盲人的出行安全。

本设计定位明确，专为老年和盲人群体设计，简化了拐杖结构，操作简单，方便实用。

1 系统的总体设计整个系统主要由单片机控制、GPS 定位、语音识别、GSM 通信、障碍物报警、摔倒检测、语音播报和灯光警示等模块组成。

系统上电后，拐杖开启智能模式，使用者在行走中，拐杖检测到前方障碍物，会语音提示报警；使用者不慎摔倒时，拐杖会发出警报声，引起周围行人注意并实施援救，若拐杖倾斜15 s ，单片机将自动控制GSM 通信模块，向监护人发出求救短信；当使用者预感到身体不适，可按下求救键，直接向监护人发送求救信息；若因操作不当，误发了求救短信，使用者还可按下误报键，向监护人发送安全信息，避免引起监护人不必要的担心；使用者可以语音控制家用电器的开关，实现了家用电器的智能控制。

基于单片机的导盲杖智能控制系统设计

154理论前沿Theory Frontier一、引言导盲杖能够帮助视障人群对周边出现的人或物作出判断，对提高视障人群的分辨能力具有着重要作用[1]。

为了改善导盲杖在实际应用过程中存在的不足，本文通过引入单片机，设计基于单片机的导盲杖智能控制系统。

并通过智能控制系统，提高了导盲杖应用的实用性、实时性与智能性，能够在较短时间内精确地反映出障碍物的具体位置信息。

二、硬件设计导盲杖智能控制系统的微处理器采用型号为STM26L102的单片机，其含有低功耗的处理器内核，对障碍物位置信息检测的速度较快[2]。

系统电源采用锂离子电池，具有电压高效转换功能，能够根据导盲杖的运行状况，调整其内部电压，能够保证在使用过程中具有充足的电量[3]。

GPS 模块采用集成度较高的芯片，由匹配元件、带通滤波器、基带处理器以及其他附加器件共同组成，能提高智能控制系统的灵活性。

三、软件设计（一）图像采集模块设计基于单片机的导盲杖智能控制系统设计田野左晨曦基金项目：2022年陕西省大学生创新创业训练计划项目《智能避障导盲拐杖》阶段性成果（XJY2022DC39）摘要：传统导盲杖控制系统采用超声波发射设计避障模块，但无法在短时间内准确检测出障碍物的具体位置，并作出告警提示，缺乏智能性与实用性。

基于此，引入单片机，设计了一种全新的导盲杖智能控制系统。

系统硬件的微处理器采用型号为STM26L102的单片机，检测速度优势显著。

设备采用周期性连续抓拍方法，设计系统图像采集模块，将系统单片机与超声波发射相结合，设计智能避障模块，探测行进过程中的障碍物，并通过导盲杖发出语音或振动告警。

通过测试，本文设计的控制系统识别障碍物的准确率较高，能够更加精确地控制导盲杖。

关键词：单片机；导盲杖；控制系统；智能图像采集模块对系统的实时控制具有重要作用。

本文在设计系统图像采集模块时，采用周期性连续抓拍的方法，在无需系统预览拍照功能的基础上，使导盲杖摄像头自动取景，并将其显示在系统图像采集模块的预览界面。

基于单片机的多功能智能盲杖

基于单片机的多功能智能盲杖摘要：随着我国当前经济实力的增长，视障群体的自立意识也在不断增强，盲人更期盼于能够满足其自身独立出行的方法和工具。

该盲杖基于STM32F407和STM32F103单片机，利用US-100超声波模块、OV2640摄像头、XFS5152CE语音合成芯片与ALIENTEK红外遥控器等共同实现遥控发送接收、语音、超声波探测、人脸识别等功能。

该盲杖能够在盲人出行时通过语音播报及时将路况情况反馈给使用者并能够提醒盲人盲杖所在位置，保证盲人行走安全；同时该盲杖能够及时帮助盲人识别周围的人群，通过识别扫描判断是否为盲人所熟悉的人，并将识别和判断结果播报给盲人，避免盲人未知的危险。

该盲杖旨在保障盲人的出行安全以保证盲人外出自由，带给盲人行走的安全感和愉悦感。

关键词：盲人智能手杖；单片机；超声波测距；人脸识别1.引言盲人由于收到视力的限制，外出行走多依靠于盲杖，而传统的导盲杖仅起到探索前方路面的作用。

经查阅得知，当前已有的智能盲杖多是对于前方障碍物的探测研究，缺乏可以帮助盲人与外界交流的设计，盲人无法对陌生人进行身份判断，盲杖丢失时盲人无法找回盲杖，因此这种导盲拐杖对于盲人的保护不够全面，不能满足盲人日常的需求。

本系统采用STM32F103和STM32F407单片机作为控制器，设计出一种集超声波探测、人脸识别、语音播报、遥控发送接收于一体的多功能导盲手杖，可以对前方的障碍物进行探测、实时锁定盲杖的位置避免盲杖丢失、对所遇到的人进行识别判断并通过语音播报反馈给盲人。

1.盲杖总体功能设计概述本文设计的智能盲杖所完成的功能包括超声波测距、人脸识别、红外遥控、语音播报四个模块。

在盲人外出时，盲杖的超声波测距模块可以检测前方是否有障碍物，并且探测出盲人与障碍物之间的距离，已达到提前发出障碍物信息给盲人的目的，使得盲人可以做出相应的反应，及时避开障碍物；人脸识别模块可以预先录入盲人亲朋好友的人脸信息，在外出遇到他人时，该模块可以通过识别人脸，将识别信息与已录入的信息对比，判断出该人是否为盲人的亲朋好友。

基于单片机控制的智能导盲杖设计

www�ele169�com | 31智能应用0 引言据统计，我国约有盲人600万-700万，占世界盲人总数的18%，是世界上盲人最多的国家。

随着时代的发展，人们对盲人的关爱日益渐增，政府对盲人的重视程度也越来越高。

盲人参加一些正常活动的时候大多需要借助一些外物辅助，其中最常见的就是导盲杖。

以前的导盲杖就是一根普通的棍棒，盲人需要经过长期的练习才能勉强运用。

目前而言，市面上的导盲杖也只是用简单的铝合金之类的，它们的主要功能是可以折叠，方便携带。

这类导盲杖除了方便携带外就和原本的导盲杖没什么区别，对于盲人的帮助不是很大。

有些导盲杖上加上了语音提醒，但却是提醒周围的人，告诉他们自己是盲人，需要帮助。

虽说这样的盲人杖是方便了一点，但在某些特定环境下对盲人的帮助还不是很大，比如周围没有人但地形又很复杂的情况下，这种盲人杖所发挥的作用与传统的盲人杖发挥的作用基本一样。

本作品设计的智能导盲杖就在传统导盲杖的基础上，外加遥控发送接收、语音、超声波探测、GPS 定位等电路。

（1）遥控发送、接收系统主要是为了让盲人更好的分辨出导盲杖所在的位置，这个功能主要是为了在某些特定的情况下盲人找不到导盲杖的时候使用的，通过遥控使导盲杖发出声音，以获得导盲杖的位置所在。

（2）语音系统主要是用于提醒盲人导盲杖所在位置，障碍所在位置，达到让盲人提前知道障碍所在，使盲人更好的做出反应。

（3）超声波测距系统是为了帮助盲人检测前方何处有障碍物，以达到提前发出信号给盲人使得盲人可以做出相应的反应。

1 硬件电路设计■1.1 系统结构超声波检测系统主要由MCU 控制模块、语音芯片模块、超声波检测模块、电源模块、无线接收发射、无线遥控接收等组成，如图1所示。

定位通话系统主要由定位通话主控、GPS 定位模块、SIM■1.2 硬件模块介绍1.2.1 MCU 模块MCU 模块是采用STC89C52单片机作为控制核心，此单片机是STC 公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 字节系统可编程Flash 存储器，价格便宜，适合实际应用需要。

基于单片机控制的导盲杖的设计

基于单片机控制的导盲杖的设计摘要：世界上视觉障碍者数量众多，95%的信息是通过视觉获得的。

因而设计一款实用的导盲杖来帮助视觉障碍者是十分重要的。

本论文确定了超声波导盲杖的总体设计方案，重点阐述了系统的硬件设计。

该系统采用MCS-51系列单片机89C52作为主控制器，设计了超声波发射接收电路和语音报警电路，以及LED 提醒功能，通过单片机的控制，以达到辅助盲人安全行走的目的。

关键词：单片机；导盲杖；超声波1、引言人生活过程中95%的信息是通过视觉获得的。

盲人生活在黑暗的世界中，给工作、生活、社交活动带来了莫大的困难。

如何安全行走,是盲人生活中最大的问题。

传统的手杖使用起来有诸多不便，导盲犬的训练周期过长且价格较贵，不利于普及。

随着电子技术的不断成熟和发展，人们对电子产品的需求转移到为人类的生活服务上来。

依据超声波测距原理，可以制作导盲杖帮助盲人行走。

通过单片机对超声波测距的控制进行声音播报，来提醒盲人当前状况，也使得这完全优于导盲犬。

2、系统设计该系统由单片机、超声波发射接收电路、液晶显示电路及语音模块等组成，控制核心为单片机。

单片机在接收到传感器的信息后，将传感器的测量信号转换为距离信息，再通过语音进行提醒。

系统工作原理方框示意图如图1所示：图1 系统工作原理框图3、超声波导盲系统（1）超声波概述声波按频率高低不同可分为三种：频率低于20Hz的机械波称为次声波；在20Hz～20KHz之间的机械波，能为人耳所闻，称为声波；高于20KHz的机械波称为超声波，其中频率大于100M的机械波称为超高频声波，其具有了波粒两相性。

（2）超声波传感器超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的用于产生和接收超声波的器件，它既能够把其他形式的能转化为所需频率的超声能又能够把超声能转化为其他形式的能。

（3）超声检测的原理和方法超声测距的方法有相位检测法、声波幅值检测法和往返时间检测法等。

其中相位检测法精度高，但是监测范围有限，声波幅值检测法易受反射波的影响，采用最多的是往返时间检测法。

基于STM32单片机的多功能智能拐杖设计

基于STM32单片机的多功能智能拐杖设计作者：郑灏喻伟闯钱楷龚美凤刘志雄来源：《科技创新与应用》2018年第15期摘要：针对目前老人出行安全的问题，设计一款在老人出现意外状况时能及时呼救和报警的智能拐杖。

设计以STM32单片机为控制核心，结合当前先进的成熟的信号处理算法、传感器技术、无线通信技术，采用MPU6050水平检测模块实时测量拐杖与地面的倾角，在出现突发情况时通过语音模块识别求救，GPS模块实现定位功能，以信息的方式发送给监护人。

此外，系统还能显示温湿度、PM2.5浓度等环境信息。

测试结果表明，整个系统性能稳定，灵敏度高，操作方便，并且功能易于扩展，满足老年人出行多方面需求。

关键词：STM32单片机；水平检测；语音识别；GPS定位中图分类号：TP311 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）15-0032-02Abstract： Aiming at the problem of safety for the elderly， a smart crutch is designed which can call for help and call the police in time when an accident occurs. The design takes STM32 microcontroller as the control core， combines the current advanced signal processing algorithm，sensor technology， wireless communication technology， and adopts the MPU6050 horizontal detection module to measure the angle between crutches and the ground in real time. In case of emergency， the GPS module realizes the positioning function through the voice module identification and call for help GPS module， and sends the information to the guardian in the way of information. In addition， the system can also display temperature and humidity， PM2.5 concentration and other environmental information. The test results show that the whole system has the advantages of stable performance， high sensitivity， convenient operation， and easy expansion of functions to meet the needs of the elderly in many aspects of travel.Keywords： STM32single chip microcontroller； horizontal detection； speech recognition；GPS positioning1 概述21世纪的中国各地人口老龄化现象日益明显，外出出行及运动是新世纪老年人的生活理念，但另一方面摔倒也是老年人经常发生的意外，严重影响了老人的身心健康[1]。

基于单片机的多功能智能拐杖设计

基于单片机的多功能智能拐杖设计摘要：为了解决老年人因记忆衰退、身体虚弱以及失明而带来的日常困扰，越来越多全新的多功能智能拐杖被研发并应用于实际，它可以帮助老年人以及失明的人，在需要的时候，可以辅助进行行走，并且可以进行实时的监测，以及发出报警，以确保他们在紧急状态下可以得到帮助。

这把拐杖能够满足老年人和聋哑人的日常需要，并且能够确保他们的安全。

关键词：单片机；多功能；智能拐杖引言目前，我国的老年人数量居于世界首位。

随着年纪的增长，我国的老年人的生活质量也日益下降，他们的肢力和智力都受到了严重的影响，许多老年人只好使用拐杖或其他工具。

此外，我国也有众多的盲人。

随着科技的发展，越来越多的盲人可以使用新型的辅助工具，如智能手环、智能手表、智能手表机等，来帮助他们完全掌握自己的语言，从而实现自主生活。

相比之前的拐杖，智能手环的使用可以大大减少耗时耗力，提供便捷的服务。

采用超声波测距技术，特别是在夜晚环境中，可以有效提高老年人及其他残疾者的出行安全。

此外，该设计的目的是针对老年人及其他残疾者，它的设计精心设计，减少了拐杖的重量，使其变得轻巧易携。

一、基于单片机的多功能智能拐杖系统的总体设计新型的智能拐杖系统的设计旨在为老人的安全驾驶带来更多便利。

主要的结构包括：一台单片机操作，一台GPS定位，一台语音识别，一台GSM通讯，一台障碍物报警，一台摔倒检测，一台语音播报，以及一台灯光警示。

当老人的拐杖接入电源，老人的拐杖就可以进入智能模式，当老人遇到危险，拐杖就可以及时响应，帮助老人安全驾驶。

如果老人的拐杖倾斜15s，单片机就可以自动调节GSM通讯，让老人的安全驾驶更加顺畅。

如果老人的手机有任何问题，可以立即通过手机应急响应功能来寻找老人的帮助。

如果老人的手机有故障，可以立即通过手机应急响应功能来进行修复。

通过手机应急响应功能，老人的手机也将随时随地保持在正常状态。

这把拐杖非常易于使用，它的功能非常强大，可以帮助老年人或者失明者。

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。

基于单片机的多功能智能拐杖设计

基于单片机的多功能智能拐杖设计摘要：现如今，我国的老龄化发展越来越快，我国的老年人无论在记忆力减退、腿脚不便、盲人视力等等都会导致生活不便等问题，文中设计了一款多功能智能拐杖，能够为老年人和盲人提供行走支撑、实时监控、及时求救、障碍物报警、告知使用者当前的方位和时间、紧急情况下向家人求助等功能。

该拐杖符合老年人和盲人的生活需求，有助于安全出行，保障他们的人身安全。

关键词：智能拐杖；GSM通信；语音识别；GPS定位；单片机；安全出行引言本文介绍的一种多功能智能盲人拐杖的实现方法，这种多功能智能盲人拐杖应用了GPS、语音功能、超声波、线性传感器以及APP等新技术，能够实现对前方障碍物实时探知报警、位置等信息的语音提示等功能。

GPS功能和语音功能可规划出行的路线，引导盲人到达目的地。

超声波探测障碍物，保障盲人的安全。

线性传感器的伸缩功能，方便盲人上下楼梯；求救功能，可在紧急情况下发送求救信号。

该多功能智能盲人拐杖以AT89S51单片机为核心，采用低成本、高精度、微型化硬件和软件相结合的设计方法，其设计和实现方法如下。

1概述21世纪的中国各地人口老龄化现象日益明显，外出出行及运动是新世纪老年人的生活理念，但另一方面摔倒也是老年人经常发生的意外，严重影响了老人的身心健康。

考虑到老年人对拐杖的需求，设计了一款基于STM32单片机控制的集环境信息显示、语音识别、短信报警、GPS定位等功能于一体的智能拐杖系统，能够实时监护使用者的行走状态及周边情况，综合采集信息进行多方面显示。

系统可适用于居民小区或社会福利站等小型社区的老年人群体，并可以进行功能扩展，应用到单独个体使用，达到应用到日常生活中的作用。

2系统硬件设计1）超声波测距模块超声波测距模块的工作原理是使用超声波发射模块发射超声波，当确定发射模块已经开始工作时，利用软件进行计时，当超声波接收模块收到超声波在空气中碰到障碍物返回来的反射波后，程序便立刻停止计时，这样就可以得到发射超声波和接收回波的时间差△t，将空气中超声波的传播速度设为v，然后利用S=v·△t/2，就能够计算出超声波模块发射点距障碍物的距离S，即时间差测距法。

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。