基于单片机的智能导盲杖的设计

A. 电子导盲杖的设计原理

如图1所示,电子导盲拐杖由四部分构成:超声波测距电路、光敏报警电路、语音录放电路、电源电路构成。
其中,超声波测距电路由超声波测距模块和触发输出电路构成,超声波测距模块工作在40KHz频率下,由超声波发射电路、接收电路、解调电路和信号输出电路构成,发射电路一直发出40KHz的超声波信号,当超声波遇到障碍物之后,返回同频率、不同相位的超声波信号。接收电路是一个鉴相、滤除电路,滤除40KHz信号后,比较相位差,障碍物距离盲人的距离d与相位差ΔP成正比例关系,即:d = k∆P
当ΔP超过阀值门限时,触发信号输出电路,发出遇到障碍物信号。电子导盲杖所用的超声波检测范围为12米。 语音电路由录音控制电路、话筒、AD转换电路、ROM存储器电路、DA转换电路、音频放大电路、播放控制构成,完成录音、放音的功能。对盲人的语音提示信息可以通过录音键和录音电路进行修改,直到满意为止。录音完毕之后,语音信息保存在ROM存储器中,等待超声波模块的触发播放信号。一旦超声波模块检测到障碍物,则输出触发信号,此触发信号为低电平,直接连接至语音模块的播放控制输入端。语音模块收到播放信号之后,从ROM中读出语音数据至DA转换电路,再经过二阶滤波和功率放大电路,由喇叭向盲人发出提示语音,如“请你让一让！”等。此外,为了在夜间提示他人,在盲人拐杖上设计了一个光敏检测电路。采用光敏电阻的负亮度特性,即亮度越高,阻值越低,通过三级管反相放大,驱动红色LED发出提示信息。
整个系统的供电由9V叠层电池完成,语音录放电路要求5V直流电压,超声波电路要求6V至12V直流电压。为此,将9V电池直接加至超声波收发电路,另将9V经三端稳压集成电路7805稳压为5V输出至语音录放电路和光敏报警电路。

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首先需要一个能浮起来的小船，2个电机，一个向前，一个左拐，一个超声波探测仪，一个单片机，电池。接下来我们讲一下原理：船开始笔直前进，超声波不停的探测，一旦在半米之类检测到障碍物，立即左拐，没有检测到障碍物就笔直向前。