基于单片机的盲人避障装置的设计
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。
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。
一宗基于单片机的辅盲衣架设计
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基于STM32单片机的智能避障系统的设计
基于STM32单片机的智能避障系统的设计智能避障系统是一种常见的应用于机器人、无人驾驶车辆等领域的技术，它能够感知周围环境并通过控制器实现自主避免障碍物的功能。
本文将介绍一种基于STM32单片机的智能避障系统的设计方案，并详细探讨其硬件电路和软件算法的实现。
一、系统概述智能避障系统主要由感知模块、控制模块和执行模块组成。
感知模块负责采集环境信息，如距离、角度等；控制模块根据感知模块提供的数据做出决策；执行模块实施决策并执行相应操作。
本设计采用STM32单片机作为控制模块，并配合相关传感器和执行器实现系统功能。
二、硬件电路设计智能避障系统的硬件电路设计涉及到传感器的选择与连接、STM32单片机的配置与控制等方面。
1. 传感器选择与连接为了感知周围环境，我们选择了超声波传感器作为避障系统的感知模块。
超声波传感器能够测量物体与传感器之间的距离，并将测量结果转化为电信号输出。
我们将超声波传感器与STM32单片机的GPIO口进行连接，用于接收超声波传感器输出的距离数据。
2. STM32单片机的配置与控制我们选择了STM32单片机作为智能避障系统的控制模块。
在电路设计中，需要配置STM32单片机的引脚功能，使其能够实现与其他模块的通信。
同时，我们需要编写相应的软件程序，通过读取传感器的数据并进行算法处理，实现智能避障的功能。
具体的配置与控制方式可以根据实际需求进行设计。
三、软件算法实现智能避障系统的软件算法实现主要包括信号处理和决策控制两个部分。
1. 信号处理在信号处理部分，我们需要对传感器输出的距离数据进行处理和分析。
可以利用滤波算法对数据进行平滑处理，去除噪声干扰，提高测量精度。
同时，还可以采用合适的算法将传感器输出的距离数据转化为障碍物的具体位置和形状信息，为后续的决策控制提供有价值的数据。
2. 决策控制在决策控制部分，我们可以根据距离数据和系统设定的规则，制定相应的决策策略。
当系统检测到障碍物时，可以通过控制执行模块来避免碰撞。
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51单片机的智能视觉播报盲杖研究
基于51单片机的智能视觉播报盲杖研究随着社会的进步和科技的发展，人们对于改善盲人生活质量的关注度也越来越高。
为了解决盲人在日常生活中行走困难的问题，许多智能辅助设备被研发出来。
本文将重点研究基于51单片机的智能视觉播报盲杖，探讨其工作原理、设计思路以及未来的发展方向。
一、引言在现代社会中，盲人朋友的行动障碍一直是一个严重的问题。
传统的盲杖只能提供较简单的触觉反馈，无法帮助盲人更好地适应复杂的环境。
而基于51单片机的智能视觉播报盲杖可以通过图像识别技术提供更丰富的信息，帮助盲人更好地避开障碍物。
下面将详细介绍该盲杖的工作原理和设计。
二、工作原理基于51单片机的智能视觉播报盲杖主要由图像采集模块、图像处理模块、语音播报模块和控制模块组成。
2.1 图像采集模块图像采集模块使用摄像头对周围环境进行实时拍摄，并将图像信息传输到图像处理模块。
2.2 图像处理模块图像处理模块利用图像处理算法对采集到的图像进行分析和处理。
通过识别图像中的障碍物或标志，该模块可以判断出盲人周围的环境情况。
2.3 语音播报模块语音播报模块通过内置的语音合成技术将处理结果转化为语音信号，并通过扬声器输出。
盲人可以通过听取播报信息来了解前方是否有障碍物。
2.4 控制模块控制模块是整个智能盲杖的核心部分，它根据图像处理模块的结果来控制语音播报模块的工作。
当图像处理模块检测到障碍物时，控制模块会触发语音播报模块播报相应的提示信息。
三、设计思路针对基于51单片机的智能视觉播报盲杖，我们的设计思路主要包括以下几个方面：3.1 硬件设计在硬件设计方面，我们需要选择适合的摄像头模块和51单片机模块，并将它们进行连接。
此外，还需要设计合适的电池供电方案以及扬声器输出电路。
3.2 软件设计在软件设计方面，我们需要编写图像处理算法，用于对采集到的图像进行分析和处理。
另外，还需要编写控制模块的程序代码，实现对语音播报模块的控制。
3.3 系统优化为了提高系统的性能和稳定性，我们可以对算法进行优化，以提高图像处理的速度和准确率。
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作者：刘延霞谷林柱来源：《软件》2011年第03期摘要：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。
关键词：单片机；超声波；语音提醒中图分类号：TP368.1文献标识码：Adoi: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.03.031Obstacle-Avoidance Device Design based on Single Chip for the BlindLIU Yan-xia, GU Lin-zhu(School of Information and Electrical Engineering.CUMT, Xuzhou 221116, China)【Abstract】In view of the problem that the blind can’t understand whether there are obstacles in front during walking, a new obstacle-avoidance device was designed, which is based on single-chip. In addition, it has the function of voice-reminding. It detects whether there exist obstacles within a distance in front by means of ultrasonic-sending and ultrasonic-receiving. If having, voice-reminding module will issue information to remind the blind. On the basis of the principle of ultrasonic distance measurement, this design added the comparison circuit to ascertain the existence of obstruction in the target range. In the paper, relevant hardware circuit diagram and program flow chart are introduced in detail. This device is simple, utility and portable. To a large extent, it solved the security problems during the blind’s walking, which is of practical significance.【Key words】single-chip; ultrasonic; voice-reminding0引言在我们日常生活中，盲人的生活有诸多不便，其中一个就是盲人在行走过程中，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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项目目标
硬件设计
项目成果
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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STM32的盲人导航系统设计
基于STM32的盲人导航系统设计随着科技的不断发展，越来越多的科技产品逐渐融入到我们的生活中，为人们的生活带来了便利和改善。
对于一些身体残障的人群来说，生活中的许多事情并不那么容易。
比如对于盲人来说，行走在陌生的环境中常常会遇到困难，需要有人的帮助才能进行导航。
设计一款盲人导航系统能够帮助盲人更加方便、安全地行走，提高他们的生活质量。
本文将探讨基于STM32的盲人导航系统设计。
我们将介绍盲人导航系统的基本原理和功能，然后对系统的整体架构和硬件设计进行详细的介绍，最后讨论系统的软件设计和性能优化。
一、盲人导航系统的基本原理和功能盲人导航系统主要通过一定的传感器和设备，来实时检测盲人周围的环境信息，包括道路、障碍物等，并将这些信息进行处理和分析，最终通过语音提示或震动提醒盲人前方的路况和障碍物信息，帮助盲人安全地行走。
盲人导航系统的主要功能包括：1. 实时环境检测：通过传感器实时检测盲人周围的环境信息，包括道路状况、障碍物等。
2. 环境信息处理：对检测到的环境信息进行处理和分析，确定盲人前方的路况和障碍物信息。
3. 提醒和导航：通过语音提示或震动提醒盲人前方的道路情况和障碍物信息，帮助盲人安全地行走。
二、系统的整体架构和硬件设计基于STM32的盲人导航系统的整体架构主要包括传感器模块、STM32单片机、语音提示模块和震动提示模块。
传感器模块主要用于实时检测盲人周围的环境信息，包括超声波传感器、红外线传感器等；STM32单片机主要用于对检测到的环境信息进行处理和分析，确定盲人前方的路况和障碍物信息；语音提示模块用于通过语音提示告知盲人前方的道路情况和障碍物信息；震动提示模块则通过震动提醒盲人前方的路况和障碍物信息。
在硬件设计方面，需要设计一个小巧、轻便的盲人导航设备，方便携带。
设备的外观设计应该符合盲人使用的习惯，操作简单方便。
设备需要考虑耐用性和防水性能，适应不同的环境使用。
三、系统的软件设计和性能优化在软件设计方面，需要编写一套完整的系统软件，包括传感器数据的采集和处理、路况和障碍物信息的分析、语音提示和震动提示的实现等。
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。
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Software软件2011年第32卷 第3期国际IT传媒品牌基于单片机的盲人避障装置的设计刘延霞 谷林柱(中国矿业大学信息与电气工程学院，徐州 221116)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。
关键词：单片机；超声波；语音提醒中图分类号：TP368.1 文献标识码：A doi: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.03.031Obstacle-Avoidance Device Design based on Single Chip for the BlindLIU Yan-xia, GU Lin-zhu(School of Information and Electrical Engineering.CUMT, Xuzhou 221116, China)【Abstract】 In view of the problem that the blind can’t understand whether there are obstacles in front during walking, a new obstacle-avoidance device was designed, which is based on single-chip. In addition, it has the function of voice-reminding. It detects whether there exist obstacles within a distance in front by means of ultrasonic-sending and ultrasonic-receiving. If having, voice-reminding module will issue information to remind the blind. On the basis of the principle of ultrasonic distance measurement, this design added the comparison circuit to ascertain the existence of obstruction in the target range. In the paper, relevant hardware circuit diagram and program flow chart are introduced in detail. This device is simple, utility and portable. To a large extent, it solved the security problems during the blind’s walk-ing, which is of practical significance.【Key words】single-chip; ultrasonic; voice-reminding0 引言在我们日常生活中，盲人的生活有诸多不便，其中一个就是盲人在行走过程中，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。
以往的设计中常使用红外线探测障碍物的存在与否，但是在实际应用中，红外干扰源较多；而且在有反射光的情况下，由于光线的干扰，很容易判断失误，出现虚警。
因此，有些设备在发射信号时，改进为发送一串连续的红外脉冲，然后接收反射的信号。
如果接收到的红外脉冲数量超过某一门限值时，就判断障碍存在。
这种方法尽管在一定程度上可以降低虚警率，但实验表明，在较强的反射光和使用电子镇流器方式的日光灯起辉时，仍很容易出现干扰现象。
为了避免使用红外线自动感知障碍设备时出现的接收设备本身主动发送信号的干扰问题，本文致力于设计一种形如耳机的简易便携装置，盲人在行走时把此装置戴在头上，该装置能够实时探测前方一段距离内是否有障碍物存在，并由语音系统发出语音提醒，可以有效地避免盲人撞到障碍物而受伤的情况发生。
1 总体方案设计探测的基本原理是：在测量范围内，由超声波发射电路向探测方向发射超声波信号，如果存在障碍物，就会把发射的信号反射回发送端。
在发送端，如果收到反射回来的信号，就确认障碍物的存在。
由于本设计的目的是检测短距离内（5 米）障碍物的存在，因此加入比较电路，在比较电路设定的时间内若接收端接收到反射回来的超声波，则启动语音提醒模块。
本设计是在单片机控制的超声波测距原理的基础上[1,2]，配以比较电路，得出目标范围内是否有障碍物的存在。
障碍物探测原理框图如图1：图1 探测障碍原理框图超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，其频率超过作者简介：刘延霞（1987-)，女，硕士研究生，主要研究领域为智能检测与自动化控制；谷林柱（1987-），男，硕士研究生，主要研究领域为嵌入式系统开发。
20kHz，分横向振荡和纵向振荡两种，超声波可以在气体、液体及固体中传播，其传播速度不同。
它有折射和反射现象，且在传播过程中有衰减。
利用超声波的特性，可做成各种超声波传感器，结合不同的电路，可以制成超声波仪器及装置，在通讯、医疗及家电中获得广泛应用。
作为超声波传感器的材料，主要为压电晶体。
压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，同时它接收到超声波时，也能转变成电能，故它分为发送器和接收器。
超声波传感器有透射型、反射型两种类型，常用于报警器、接近开关、测距及材料探伤、测厚等。
本设计采用T/R-40-12小型超声波传感器作为探测前方障碍物体的检测元件，其中心频率为40Hz，由80C51发出的40KHz 脉冲信号驱动超声波传感器发送器发出40KHz 的脉冲超声波，如前方遇到有障碍物时，此超声波信号被障碍物反射回来，由接收器接收，经LM318两级放大，再经带有锁相环的音频解码芯片LM567解码，当LM567的输入信号大于25mV 时，输出端由高电平变为低电平，送80C51单片机处理。
[3]2 系统硬件设计超声波检测障碍是一种非接触式的测量物体间距离的方法。
通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波时间来计算运动物体与障碍物间的距离。
对距离的测定通常采用渡越时间法，即利用超声波探头向某一方向发射出超声波，在发射的同时开始计时，当超声波在介质中碰到被测物体，就会发生反射，探头接收到反射波后立即停止计时，从而计算出发射和接收回波的时间差Δt ，继而根据超声波在介质中的传播速度C ，计算出发射点到被测物之间的距离d =C ×Δt /2。
本设计是根据目标距离（5米内）反算出时间，把这个时间设为比较电路的比较参数。
2.1 超声波发射电路本系统采用了一种基于直接数字合成 (DDS-direct Digital Frequency Synthesis)技术的超声波发射电路。
超声波信号发射电路原理图如图2 所示。
整个电路以单片机 C8051F020 为控制核心, 用并行输入的方式实现 AD9850 控制字的写入，并为其提供时钟脉冲。
AD9850的输入时钟采用 11MHz 的晶振，系统的分辨率为 0.0186Hz，频率范围可以从几 Hz 到几 MHz，但是整个系统的输出频率范围由后级功率放大电路中的一些时间常数决定。
将单片机的 I/O 口P0连接到 AD9850的并行输入口，P6.6和 P6.7联合控制单片机AD9850的输入输出。
AD9850 控制字写完之后, 便输出相应频率的方波信号 QOUT。
[4]图 2 直接数字合成技术的超声波发射电路2.2 超声波接收电路超声波接收电路如图4所示。
它由超声波接收换能器、运算放大器、选频电路及多路选通开关等部分组成。
由于回波在接收传感器经压电效应产生的电压信号是mV 级，所以接收到的回波信号必须经放大电路放大后才能由下一级的选频检测电路处理。
放大电路采用MC33202D 集成运算放大器，第一级放大100倍，第二级放大10倍。
选频电路由音频译码器LM567CN 实现，其5、6脚外接的电阻和电容决定了内部振荡器的中心频率f 0，f 0≈1/(1.1R 1C 1) 。
当Input 端接收到的信号中有接近LM567设定的频率且具有一定幅值的回波时，LM567的输出引脚OUTPUT 由高电平变为低电平，此低电平信号被连接到STC12C5412AD 单片机的INT0引脚触发中断。
STC12C5412AD 单片机在发射超声波时启动定时器，在中断产生时关闭定时器，从而得到超声波传播的时间Δt ，计算人与障碍物的距离。
超声波接收电路如图3所示：图3 超声波接收电路3 系统软件设计系统软件由主程序、超声波发送子程序、中断子程序、超声波接收子程序、延时子程序、语音子程序等组成。
主程序和超声波子程序的流程图分别如图4和图5所示。
主程序首先在上电复位后，完成单片机及其外围功能模块的初始化，接着启动超声波的发射，在超声波发射过程中，屏蔽接收电路向单片机输入信号。
同时，使能定时器T1开始计时。
超声波每次发射10个周期的信号，耗时为250μs。
由于超声波在发射过程中会产生余波，同时超声波发射电路与接收电路相距较近，所以发射时会有部分余波未经反射直接绕射到超声波接收器上，引起系统误差。
为了避免误差，采用延迟接收的方法，在超声波发射完1ms后开放接收电路，并使能外部中断，调用延时程序，等待超声波回波。
若有回波，则引起中断，调用中断服务程序，读取T1计数值，经处理后，计算出接收回波所需的时间，送比较电路，同时把计算时间送至避障子程序入口，产生相应的避障指令，提醒盲人同志根据情况避障。
图4 主程序流程图图5 超声波子程序部分程序代码如下[5]：WORK: PUSH ACCPUSH PSWPUSH BMOV PSW,#18HMOV R3,45HMOV R2,44HMOV R1,00DMOV R0,17DLCALL MUL2BY2MOV R3,#03HMOV R2,0E8HLCALL DIV4BY2LCALL DIV4BY2MOV 40H,R4MOV A,40HJNZ J0MOV 40H,#0AHJ0: MOV A, R0MOV R4, AMOV A, R1MOV R5, AMOV R3, 00DMOV R2, #100DLCALL DIV4BY2MOV 41H,R4MOV A,41HJNZ J1MOV A,40HSUBB A,#0AHJNZ J1MOV 41H,#0AHJ1: MOV A,R0MOV R4,AMOV A,R1MOV R5,AMOV R3,#00DMOV R2,10DLCALL DIV4BY2MOV 42H,R4JNZ J2MOV A,41HSUBB A,#0AHJNZ J2MOV 42H,#0AH(下转第106页)软件2 系统软件设计软件设计包括单片机软件设计和LabVIEW 程序设计。