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基于单片机的智能导盲杖设计.doc
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基于单片机的智能导盲杖设计.doc
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摘 要
-I-
摘 要
世界是多彩而美好的,但是盲人只能在黑暗中进行生活,为了能够更好的
服务盲人,同时解决盲人在生活工作上遇到的困难,本控制系统基于超声波传
感器设计出一款超声波的导盲杖。智能导盲杖控制系统是一款通过智能化技
术,为行动不便的盲人提供导航和安全保障的设备。该系统由多个硬件单元组
成,包括 STC89C52 单片机控制器、超声波传感器模块、LD3320 语音识别模
块、NY3P035 语音播报模块、LED 灯模块等。本系统的工作原理是通过超声波
传感器检测前方物体的距离和位置,然后利用报警模块向盲杖用户发出指示,
以便他们知道行进方向和路线,并且超声波传感器模块会不断地发送超声波信
号,并通过回波测量出前方物体的距离和方向。智能导盲杖控制系统是一种融
合了传感技术、智能算法、移动通信、云计算等多种技术的高科技系统,推动
了科技创新的发展和应用。不仅可以为盲人提供更好的生活质量和安全保障,
同时也推动了科技创新和应用的发展。
关键词: STC89C52 单片机;超声波避障;NY3P035 ;LD3320
Abstract
II
Abstract
The world is colorful and beautiful, but blind people can only live in the dark. In
order to better serve the blind and solve the difficulties they encounter in their daily
lives and work, this control system is based on ultrasonic sensors to design an
ultrasonic guide stick. The intelligent guide stick control system is a device that
provides navigation and safety protection for blind people with limited mobility
through intelligent technology. The system consists of multiple hardware units,
including STC89C52 microcontroller controller, ultrasonic sensor module, LD3320
voice recognition module, NY3P035 voice broadcast module, LED light module, etc.
The working principle of this system is to detect the distance and position of objects
in front through ultrasonic sensors, and then use an alarm module to send instructions
to blind cane users so that they know the direction and route of travel. The ultrasonic
sensor module will continuously send ultrasonic signals and measure the distance and
direction of objects in front through echoes. The intelligent guide stick control system
is a high-tech system that integrates sensing technology, intelligent algorithms, mobile
communication, cloud computing, and other technologies, promoting the development
and application of technological innovation. Not only can it provide better quality of
life and safety assurance for blind people, but it also promotes the development of
technological innovation and application.
Keywords:STC89C52 microcontroller; Ultrasonic obstacle avoidance; NY3P035 ;
LD3320
目 录
-III-
目 录
摘 要.............................................................................................................................I
ABSTRACT .......................................................................................................................II
1 绪论 .............................................................................................................................1
1.1 智能导盲杖研究背景和意义 ..........................................................................1
1.1.1 智能导盲杖系统研究背景 ...................................................................1
1.1.2 智能导盲杖系统研究意义 ...................................................................1
1.2 导盲杖系统研究现状 ......................................................................................2
1.2.1 国外研究现状 .......................................................................................2
1.2.2 国内研究现状 .......................................................................................2
1.3 智能导盲杖研究分析 ......................................................................................3
1.4 本章小结 ..........................................................................................................4
2 系统方案设计 .............................................................................................................6
2.1 功能需求分析 ..................................................................................................6
2.2 设计方案与研究手段 ......................................................................................6
2.3 系统元器件的选择 ..........................................................................................7
2.3.1 主控芯片选择 .......................................................................................7
2.3.2 显示模块选择 .......................................................................................8
2.3.3 超声波模块的选择 ...............................................................................9
2.4 本章小结 ..........................................................................................................9
3 硬件系统设计 ...........................................................................................................10
3.1 硬件绘图软件 ................................................................................................10
3.2 单片机最小系统 ............................................................................................11
3.2.1 STC89C52 单片机 ..............................................................................11
3.2.2 复位电路 .............................................................................................12
3.2.3 晶振电路 .............................................................................................13
3.3 HC-SR04 超声波检测模块............................................................................14
3.4 LD3320 语音识别及 NY3P035 语音播报模块 ............................................15
3.5 按键模块 ........................................................................................................16
3.6 LCD1602 显示模块 .......................................................................................17
3.7 本章小结 ........................................................................................................18
4 系统的软件设计 .......................................................................................................19
目 录
IV
4.1 软件环境搭建介绍 ........................................................................................19
4.1.1 编程软件介绍 .....................................................................................19
4.1.2 烧录软件介绍 .....................................................................................20
4.2 系统程序流程图 ............................................................................................21
4.2.1 主程序软件设计 .................................................................................21
4.2.2 语音播报程序设计 .............................................................................22
4.2.3 显示部分程序设计 .............................................................................23
4.2.4 按键程序设计 .....................................................................................24
4.3 本章小结 ........................................................................................................25
5 系统的调试 ...............................................................................................................28
5.1 硬件调试 ........................................................................................................28
5.2 软件调试 ........................................................................................................28
5.3 系统综合调试 ................................................................................................29
5.4 本章小结 ........................................................................................................30
结 论 ............................................................................................................................32
参考文献 ......................................................................................................................33
谢 辞 .............................................................................................................................35
附 录 A 原理图 ..........................................................................................................36
附 录 B 源程序 ..........................................................................................................37
1 绪论
1
1 绪论
1.1 智能导盲杖研究背景和意义
1.1.1 智能导盲杖系统研究背景
智能导盲杖是一种利用先进技术为视觉受损人士提供可靠导航的设备,它
包含一系列传感器、处理器和无线通信,并能够通过震动、声音等方式与用户
互动。智能导盲杖的研究背景源于对于视觉受损人士的关注,随着世界人口老
龄化的趋势加剧,视觉受损人士数量不断增加,特别是失明人士。
传统的导盲方法往往是依靠白色杖、导盲犬、以及其他人帮助等方式。然
而,这些方法存在诸多不足,比如使用白色杖拐杖时需要摸索前方地面,而无
法感知周围环境;使用导盲犬时,大多需要经过特殊训练,且昂贵,对于社会
大众而言较难承受;而且依靠其他人帮助时,需要大量社会资源。因此,研究
开发智能导盲杖对视觉受损人士的生活产生积极影响,能够增强其生活自理能
力和社会融入能力,成为当前研究的热点之一。
随着人工智能技术的不断发展,智能导盲杖的研发方向也愈加广泛。智能
导盲杖利用深度学习等技术实现环境感知、导航、交互等功能,将用户所在环
境中的声音、振动等信息输入计算机进行处理,通过震动、声音等方式与用户
进行互动,来帮助用户感知周围环境和进行导航。
总之,智能导盲杖的研究是对于视觉受损人士的一项巨大福音,也是人工
智能技术在社会生活中的应用之一。随着技术的不断更新,智能导盲杖将会在
未来得到更加广泛的应用。
1.1.2 智能导盲杖系统研究意义
随着世界人口老龄化的加剧,视觉受损人士的数量不断增加。这些人可能
因为各种各样的原因,例如年龄、疾病或意外事故而失去视觉能力。这些人在
日常生活中面临许多困难,其中最主要的挑战之一是在不感知环境的情况下进
行定向导航。传统的导盲方式,例如使用白色杖或导盲犬,虽然有效,但它们
存在诸多不足,因此开发出一种更为完善的导盲手段成为了人们共同的目标。
智能导盲杖正是为了解决这个问题而被研发出来并逐渐成熟的。它是一种
引入了最新技术的现代化辅助设备,其优点在于能够辅助人们感知周围环境,
进行安全导航以及自主生活。智能导盲杖的研究意义是显而易见的。它能够为
视觉受损人士提供更加完整、安全和可靠的导航能力。通过智能导盲杖,用户
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omygodvv
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