基于单片机的盲人蔽障器

I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：AT89S52HY-SRF05语音芯片ISD1420BlindavoidancedevicebasedonmicorocontrollerAbstract:SincethereisnowaytoknowaheadtheBlindwhetherthereareobstaclesintheprocessofwalking,thisissuehasbroughttotheirlivesalotofinconvenience.Forthisproblem,aobstacle-avoidancedevicewasdesigned,whichisbasedonprincipleoftheprogramisbasedontransmittingandreceivingultrasonicprobetothefrontthereexistsarangeofobstacles.Ifhaving,thenthevoicewillsoundtoremindmodule,Afterpressingthebutton,itcanbroadcastthedistance,whenthedistanceislessthan10cm,Buzzerwillalarmtoremind,Ifthereisanobstaclewhenapproachingfast,thenthevoicewillissuea“dangerous,pleaseavoid”.ThisdesignusesAT89S52microcontrollerasthecoreofthelow-power,high-performance,high-precisionUltrasonicRangingdisplayhardwareandsoftwaredesign.ThemainchipultrasonicrangingmoduleHY-SRF05,voicechipISD1420.Keywords：AT89S52HY-SRF05VoiceremindISD1420目录第1章绪论.............................................................................................................................11.1设计的目的和意义...............................................................................................11.2盲人避障器的研究前景....................................................................................2第2章设计所用的主要技术......................................................................................32.1硬件技术....................................................................................................................32.2软件技术....................................................................................................................3第3章硬件部分...................................................................................................................43.1总体框架....................................................................................................................43.3系统的软件流程图.............................................................................................43.4系统各个模块的设计........................................................................................53.4.1超声波测距模块......................................................................................53.4.2语音模块设计............................................................................................73.4.3单片机模块设计及应用.....................................................................103.4.4液晶显示模块LCD1602.....................................................................143.4.5整个硬件电路的电路图和实物图................................................15第四章软件部分.................................................................................................................164.1主程序的流程图和过程..................................................................................164.2子程序流程...........................................................................................................17第五章总结.........................................................................................................................21第六章致谢......................................................................................................................22参考文献...................................................................................................................................231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。。盲人避障器的功能是：利用超声波预测前方障碍物的距离，实时按键后语音播报距离；当障碍物在10cm范围时能够报警；前方有障碍物快速靠近时能提醒抓紧避开。这个设计所用的基本理念是用超声波来测量距离。经过超声波发射器发送V速度在空气中传播，达到物反射回来，往返时间是T，S=VT/2可以计算从所测量的距离。超声波是一种声波，它的声速与温度有一定的关系，下面列出了几个不同温度的声速。这样就可以计算出障碍物与发射源的距离。避障技术在本设计中采用的也有一些探索性的检测与识别的参考价值。障碍物与发射源之间的距离是研究避障的前提条件。超声波能够直接测量一些近的距离数据。高分辨率，使用范围，准确的方向，不受光，烟雾的影响，电磁干扰等因素的影响，超声更大的覆盖。现如今，超声波因为它的原理简单，容易完成和低成本的一些特点，被广泛应用在液体位置的测量、移动机器人如何的定向和躲避障碍物等等方面。超声波测距系统是一个基于单片机的结构简洁、测量精确度高的系统。盲人避障器只是它的一个应用。测量范围可在本设计中实现了非接触测距2cm-450cm感应功能，测量精度可达3mm。因为一般，盲人在走路的时候都会手里拿着导盲仗来感知道路的情况。但往往很多情况下手持导盲仗特别不方便。因为有时可能会误伤到人，虽然也有专门的盲道，但是却没有达到它的效果。而本次设计就解决了这些不必要的麻烦。因为这次的装置设计的简单轻巧，在盲人安全出行方面起到了非常有利的价值。21.2盲人避障器的研究前景之前的盲人避障器采用的是红外线探测障碍物是否存在。但是在实际的生活中，红外线受干扰的因素很多。如果有反射光，就会很容易出错。所以某些设备在发射出信号的时候，就会先发射出一连串连续的红外的脉冲信号，然后把发射法虽然在某种程度上降低了错误的判断，但是当反射光足够强时，还是容易出现干扰的情况。避障装置使用的技术是一种非接触式的检测技术。还有一些其他的这种检测方法的应用，比如雷达检测、激光检测等等。雷达检测虽然具有能够长时间工作，在恶劣环境中依然能够工作的优点。但是当出现电磁波时，雷达检测就会出现混乱。激光检测具有自己独特的特性，它的方向性强，只有一种颜色，亮度非常高，而且雷达检测的速度是相当地快。在雨雾天气里，依然能够穿透。对干扰的抵抗能力特别强，但是激光检测的成本实在是太高了，数据的处理又相当地复杂。这几种检测方式比较来看，超声波检测的可使用性是最大的。超声波检测能够直接去测量近距离的物体，它的纵向分辨率非常高，超声波检测使用的范围很广，方向性也很强。最主要的是超声波检测不会受到光线、烟雾、电磁干扰等等因素的影响，而且超声波检测的覆盖面比较大，因此超声波检测已经广泛地应用在液位的测量，机器人的定向移动和躲避障碍物等领域，超声波检测的应用前景一片光明。超声波检测是一个价格低廉，信号可靠，不会受光线天气电磁影响的一种非接触式检测技术。所以超声波检测必将有一个非常广阔的市场前景。现在，超声波换能器材料，如压电陶瓷和陶瓷的电致伸缩。这两种材料会使得超声波换能器存在阻抗失配的问题。就是虽然驱动脉冲结束了，但是因为惯性作用换能器依然会振动从而产生盲区影响系统的测量精度。因此，未来发展的一个重要方向是改进的超声换能器材料。回波信号处理技术的日益完善能够有利于选择更加合理的超声波发射脉冲。研发出更加高性能的超声波换能器。提高超声波测距系统，分辨能力，和超声波测距的精确度以及超声波测距的抗干扰的能力。这个是超声波发挥各自的优点，得到的结果必然更精确与准确，这也是检测技术发展的一个热3门的方向。主要设计结合单片机技术的超声波检测技术