智能导盲拐杖系统的设计

设备平台
SDN 演讲
新建 利旧
清晰 复杂
高高
方便管理
层次化 SDN 架构
低Байду номын сангаас
较低
异厂家袁同厂家新旧
不同厂家控制器袁协同 控制慢
从分析可看出袁在不考虑投资及机房空间的情况下袁新建 OTN 具有很大的网络优势袁可以帮助客户真正实现高速尧高可 靠尧高安全尧低时延尧可扩展的精品专线网络[1-3]遥
4 结语
随着国家经济的进一步发展袁数字中国的战略逐步实施袁 为政企用户提供高质量网络体验袁 保证网络绝对安全袁 采用 OTN 网络承载将是运营商的不二选择袁分步尧分场景进行建设 将能充分保护网络投资袁实现资源配置最优化遥
收稿日期：2019-08-14 作者简介：罗敏鹏渊1981-冤袁女袁汉族袁湖北武穴人袁工程师袁硕 士袁研究方向为电子通信方面遥
2019 年 10 月
通信设计与应用 143
图 1 总体框
的功能遥 系统选择高性能尧低功耗袁运算速度快且开发灵活的 STC89C52RC 单片机遥
2.2 距离检测
系统采用 3 个距离检测模块分别检测拐杖与前方尧 左方 及右方的障碍物距离遥 由于超声波传感器容易控制袁可精准检 测到障碍物的距离袁系统采用 HC-SR04 超声波传感器袁实现 非接触测距遥
2.6 短信电路
盲人按下求助按键时袁 可通过短信模块将 GPS 坐标信息 发送到监护人的手机上袁防止盲人走失遥 SIM800L 是一款四频 GSM 模块袁 外观小巧尧 价格低廉尧 稳定性强袁 可在 850/900/ 1800/1900MHz 下工作袁在低功耗的情况下可实现 SMS 数据传 输遥 SIM800 系列模块使用 AT 指令实现无线通信袁采用串口方 式实现通讯袁更易于开发遥
142 通信设计与应用
智能导盲拐杖系统的设计
张建荣（山西大学商务学院信息学院，山西 太原 030031）
2019 年 10 月
【摘 要】针对传统导盲拐杖无法实现自动检测障碍物距离、定位等弊端，本文设计了以单片机为核心控制的智能导盲拐杖系统。系统采用超
声波检测障碍物，如果障碍物距离过近，拐杖会通过语音播报障碍物的方向。系统具有发送短信功能，可通过 GSM 短信模块将 GPS 定位坐标
2.4 显示电路
显示电路用来显示障碍物距离尧 定位坐标及对数字的显 示遥 本系统采用 LCD1602 液晶显示屏作为显示模块[5]袁可以显 示 2 行字符袁可自定义袁且编程简单袁小巧轻薄遥
2.5 语音模块
系统检测到有障碍物时袁报警器报警袁并可通过识别的方 向进行语音提示袁 例如 野前方有障碍袁 请注意冶遥 系统采用 MY1690 语音模块通过串口方式与单片机连接袁通过读取模块 中 TF 卡语音袁实现语音播报遥
3.3 一步到位新建场景
新建省内政企专网平面袁省干新建 Mesh 化网络袁省本一 体化袁各网络层次进行本网络环之间的业务调度袁并在上行接 口收敛袁接入终端 CPE 设备可采用多厂家袁与汇聚层对接袁统 一管控袁综合比较如表 2 所示遥
表 2 政企网 OTN 不同建设方式对比
建设方式 网络架构 投资 性能
发信息给家人。光线昏暗情况下，拐杖自动亮起，引起行人注意，防止与行人相撞。经实际测试，系统切实可行，可有效保障盲人的出行安全，具
有很强的现实意义。
【关键词】单片机；导盲；GPS
【中图分类号】TH789
【文献标识码】A
【文章编号】1006-4222（2019）10-0142-02
0 引言
盲人在日常生活中会有诸多不便袁 传统导盲一般借助拐 杖和导盲犬遥 普通拐杖对稍远或过小障碍物可能识别不到袁导 盲犬[1]效果虽然较好袁但对犬类要求高袁且训练一只合格的导 盲犬需要耗费大量的财力尧人力及时间遥 针对传统导盲方式的 弊端袁本设计提出基于单片机[2]的智能导盲拐杖系统袁采用超 声波测距[3]尧光敏开关检测光照强度尧蜂鸣器报警及语音播报 等技术袁达到智能导盲目的遥
图 1 老旧设备 OTN 改造场景
3.2 MSTP 设备混合组网
原在网的 MSTP 设备袁随着在网时间的增加袁设备风险较 大袁可采用混合组网袁按核心层尧汇聚层尧接入层的顺序逐步替 换袁OTN 系统提供接口与 MSTP 对接遥 对于异厂家的混合组 网袁可通过带外 DCN 进行统一管理遥
参考文献 [1] 李 海 军 .政 企 客 户 专 线 承 载 方 案 的 分 析 与 研 究 [J]. 电 子 世 界 袁2019 渊12冤院32-33. [2]程功利袁孙龙武.分组增强型光传送网在政企专线中的应用探讨[J]. 邮电设计技术袁2019渊3冤院64-67. [3]冯玉萍.OTN 在农村通信网中的应用[J].甘肃科技袁2012渊23冤院23-24.
2 硬件设计
2.1 单片机
单片机是整个系统的核心袁 控制系统中各模块实现相应
保护等遥
2.5 面向 SDON 演进
架构可以结合 SDN 技术实现从传统光网络到基于 WA鄄
SON 的智能光网络再到可编程的光网络的演进袁 提高全网资 源利用率袁加速网络创新步伐袁节省投资[3]遥
3 OTN 在政企专网中的应用方案
2.3 定位模块
定位模块读取系统坐标袁将定位信息发送给单片机袁单片 机控制显示模块对位置进行显示遥 系统采用 GPS mini 模块遥 该 模块支持串口连接袁 可实现掉电记忆设置波特率袁 采用 NEO6M 内核袁利用 USB 调试接口袁可精确定位遥 系统中 GPS 定位[6] 模块 TXD 发送数据端连接单片机 P3.0 口袁实现数据传送遥
1 总体设计
智能导盲拐杖系统由单片机袁距离检测模块尧定位模块尧
显示模块[4]尧语音模块及短信模块[5]等组成遥 系统采用超声波检 测障碍物袁一旦进入检测范围袁拐杖便会报警并语音提醒盲人 有障碍物曰配备 SIM 模块袁可 GPS 定位袁通过按钮渊系统设有 特殊求助按钮冤将定位坐标发短信给家人曰光线不好时袁拐杖 自动亮起袁引起行人注意袁使得盲人在无人照看的情况下袁也 可以方便出行袁起到保护盲人安全的作用袁系统总体框图如图 1 所示遥
目前在专网用户中袁金融类用户对价格最不敏感袁对网络 性能要求严格袁采用 OTN 承载是最佳的方式遥 实际应用中有 以下三种不同的场景院
3.1 交换机等老旧设备改造
在金融专网中袁存在一定的通过交换机尧MSAP 等设备袁可 在初期采用新建核心层尧汇聚层袁通过老设备与 OTN 进行对 接袁实现网络传输袁后期逐步替换到全 OTN 的组网架构中遥