基于单片机超声导盲杖设计.doc

基于单片机超声导盲杖设计.doc基于单片机超声导盲杖设计
摘要：本文利用超声波测距原理，以AT89S52单片机为 主控核心，设计了一种导盲装置，该装置可以对盲人前进的 道路上的障碍物进行距离探测并把障碍物的距离信息转换 成声音和振动提示，从而起到导盲作用。
Abstract： This paper designs a blind guiding device whose main control part is AT89S52 SCM by using ultrasonic ranging principle. The device measure the distance with obstaele and transform the information into sound information and vibration alert , thus creating a blind guiding effect.
关键词：单片机；超声波；导盲
Key words： SCM； ultrasonic； blind guiding
中图分类号:TP39文献标识码：A文章编号:1006-4311 (2012) 33-0176-03
0引言
盲人作为特殊的群体，其借助的辅助工具主要有手杖和 导盲犬，其中使用手杖最为普遍。传统的盲人拐杖是一根长 杆，存在一系列的不足。例如：探测的距离受限于拐杖的长 度；难于探测悬挂的障碍物；无法对快速接近的障碍物发出 预先报警；公共场合不利于收藏等。为了更好地帮助盲人行
走，国内外很多机构都研究和生产了相关电子导盲装置，由 于利用了 GPS全球定位系统及建立无线电基站等方法，导致 用这些方法实现的导盲器价格昂贵，不适合于普通消费者。 导盲犬则价格更高，并且在某些社交场合（例如禁止宠物进 入）不适合使用，造成导盲犬无法普及。
本文构思设计一种能辅助盲人安全行动的智能拐杖，该 拐杖可以对前方一定距离的障碍物进行探测，并给出警报提 示，从而对视力存在缺陷者提供较好的辅助行走功能。该设 计采用基于超声波传感器，以单片机为主控芯片，利用超声 波测距原理辅助盲人行走，使用简单方便，具有方向性强、 能量易于集中、传播距离较远，以及对障碍物定位具有一定 的精确性，体积相对较小、方便携带、价格低廉等特点。
1系统的硬件结构及基本功能
本设计主要分为主控模块、超声波测距模块和报警模块 三个部分。首先由超声波传感器发射端产生一个高频的超声 波，然后接收端接收到这个回波，通过计算传感器发送信号 和接收信号的时间间隔来确定对象的距离，最后通过对距离 的判断发出警报信号，实现智能导盲的作用。硬件的整体结 构如图1所示。
程是：用持续时间一定的超声频高压电脉冲信号激励超声换 能器，使之向外部介质发送一串超声波，当超声波在换能器
的声轴上遇到一个或多个目标时，部分声能将被反射回来并 作用在换能器上，使换能器输出微弱的电信号。该信号经过 放大滤波后，送入微处理系统进行信息处理，以判定回波信 号出现的时刻，并计算出超声波的射程时间及对应的目标距 离，从而完成了一个测距周期。
本设计中的测距模块采用收发分体式，由一对超声传感 器组成，超声波发射电路主要由反相器74LS04和超声波发 射换能器T构成，