基于单片机的智能导盲杖的设计思路

基于单片机的智能盲人手杖的设计盲人手杖是一种帮助视障人士出行的辅助工具，它能够帮助盲人更加方便和安全地行走。

传统的盲人手杖主要是通过接触地面时的震动来提示盲人前方是否有障碍物，但这种方式存在一定的局限性，可能无法及时准确地发现障碍物。

而，通过集成各种感知及信息传输技术，能够实现更加智能和全面的辅助功能，为盲人提供更好的出行体验。

首先，智能盲人手杖的设计必须考虑到盲人在实际使用中的需求和情况。

盲人在行走时，最关键的问题就是如何避免碰撞和识别路上的障碍物。

因此，智能盲人手杖需要具备避障功能和障碍物识别功能。

在设计中，可以采用超声波传感器、红外传感器等技术来实现障碍物探测和距离测量，当手杖检测到障碍物时，可以通过声音或震动等方式提醒盲人及时避让，确保他们的安全。

其次，智能盲人手杖还可以结合定位导航技术，帮助盲人更加精准地找到目的地。

通过在手杖上集成GPS模块或者蓝牙导航设备，可以实时获取盲人的位置信息并为他们提供导航引导。

在城市中，地标众多，盲人很容易迷失方向。

智能盲人手杖可以通过语音提示或震动提醒盲人前方有导航信息，并根据实时交通情况为盲人规划最佳路线，帮助他们安全快速地到达目的地。

另外，智能盲人手杖的设计还可以考虑加入语音识别和语音交互功能，为盲人提供更加便捷的使用体验。

通过集成语音识别芯片和音箱，盲人可以直接与手杖进行语音交互，询问当前位置、目的地信息等。

同时，智能盲人手杖还可以接入互联网，获取实时天气、交通等信息，为盲人提供更全面的服务。

在紧急情况下，盲人可以通过手杖发送求助信号，实现远程呼救功能，确保盲人在面临危险时能够及时得到帮助。

此外，智能盲人手杖的设计还可以考虑加入智能灯光提示功能。

在夜晚或者光线较暗的环境下，盲人很容易迷失方向或者撞到障碍物。

通过在手杖顶部或者侧面加装LED灯，可以为盲人提供光源，引导他们前行。

同时，还可以结合光线传感器，实时调节灯光的亮度和颜色，提高盲人在夜间的识别能力。

基于52单片机的导盲避障报警手杖本文研究的是具有多功能的手杖，帮助盲人能够和正常人一样出行生活，为了使盲人的生活更加美好。

用52单片机将处理环境的信息通过震荡和语音告诉盲人，导盲杖上有三个功能按钮，分别为指示当前方向功能、指示当前时间功能、启动手柄震动功能，还可以通过GPS确定盲人的位置。

标签：52单片机；手杖；GPS；GSM1 引言正目前全球有4500万盲人，并且有1.8亿的人有视力障碍。

众所周知，盲人虽然眼睛看不见，但是其他感官却比常人发达许多，比如听觉和感觉，我们可以利用盲人的听觉以及被牵引时的感觉来让盲人达到出行的目的。

通过研究多功能的手杖学习52单片机的内部资源，利用GPS模块来确定盲人的位置，夜间警示路人盲杖上的指示灯自动亮，利用GSM模块紧急短信按键按下时，发送一短信至110报告失踪，手杖利用GPS模块，GSM模块来保障盲人的出行生活，使盲人的生活更加美好。

2 导盲避障报警手杖的设计理念该设计是以52单片机为主控芯片，通过盲人手杖上的三個功能按鈕，分别为指示当前方向功能、指示当前时间功能、启动手柄震动功能，当紧急短信按键按下时，发送一短信至110报告失踪。

当指示当前时间按钮按下时，语音播报当前的时间，精确到分，范围24小时任意时间。

当启动手柄震动按钮后，当前方1.8米内有障碍物时，手柄开始震动，这样在喧闹的环境下，盲人听不到语音报警时，可以感觉到手柄的震动报警，再次按下改键则关闭手柄震动功能。

如果盲人自己走失，除了当紧急短信按键按下时，发送一短信至110报告失踪。

也可以开启导盲杖的GPS功能，这样家人就可以通过互联网确定盲人的位置了，以防盲人走丢。

3 硬件电路设计硬件电路分为电源模块，单片机最小系统模块，GPS模块，GSM模块，时间模块，超声波模块，指示灯模块。

下面分别介绍下电源模块，时间模块，指示灯。

3.1 电源模块电路整个系统是通过2节18650电池来供电，然而单片机系统需要的是5V电源，传感器模块需要的是 3.3V电源。

基于STM32F103X单片机与GPS定位的智能导盲系统设计摘要：在我国虽然盲道设立较为普遍，可是由于很多因素导致盲道设置不合理、被路边摊贩挤占，使得盲道形同虚设。

“盲杖+盲道”的出行方式已经不能够保证盲人的出行安全。

本项目是应用C 语言编程进行模块化设计,对盲人实时定位跟踪，引导行进与扫描物体，通过GPRS通信模块与上位机和手机APP进行通信,实时监控盲人的地理位置、行进路线和报警信息,并储存和在地图上显示。

1.前言盲人由于先天或后天的生理缺陷丧失了视觉,因此,在日常生活和安全行进方面受到很大的制约。

在我国,盲人目前的导盲辅具普遍是普通盲杖,这种导盲辅具不仅功能单一,而且很大程度上不能保证盲人的安全,意外事件屡屡发生。

另外导盲犬的成本高且使用不方便。

导盲机器人只能在平坦路面使用。

虽然智能盲杖的研发已成大势所趋，现有智能盲杖主要是依靠语音提示帮助盲人判别危险，盲人在获得信息后自己处理危险，因此在处理速度、实用性上优胜于传统的盲杖。

但是目前国内外针对智能盲杖的研发一直停留在理论阶段。

本项目主要为了让盲人能够和正常人一样，除了不能享受视觉上的冲击外，可以正常的出行去聆听外面的世界，感知周围的环境。

与传统的导盲手段相比，盲人可以还通过扫描系统在购物时去选择自己喜欢的东西，去获取更多的信息，让自己的生活多一分快乐。

同时依靠GPS和手机APP的使用使该智能导盲系统精度高，可靠性高，保障了使用者的生命安全。

安全，可靠性高的导盲系统使导盲人的生活充满乐趣，改变了人们心中盲人外出不安全的老旧观念，也使盲人的生活更加自由。

所以一种实用的多功能智能导盲系统，它能够帮助盲人在无需专人陪伴的情况下,独立外出行走,并且在出现紧急情况时,可以实现远程求助。

外出购物时，可以通过扫描识别来进行货物的兑换。

2.硬件设计系统主要由主控制器、超声波测距模块、红外线测距模块、GPS模块、GPRS模块、语音合成模块、报警模块，条码扫码模块构成。

基于单片机的智能拐杖硬件设计摘要伴随着我国科学技术和制造业的快速的壮大，人们在平常的生活和工业生产活动中使用智能设备控制技术的应用也随之广泛，不但节省了人力资源，而且很大程度上提高了人们生活生产的效率，既促进了科学技术的飞速发展，又不断地丰富着人们的生活。

导盲设备的研发一直是各国科研的一个重点，不仅是因为它有重大的社会意义，还因为它对于机器人视觉等多个研究领域有着不小的研究意义，能够给人类提供道路信息的导盲设备，在自动化机器人上也能起到同样的效果。

有许多研究已经有了成功的案例。

本设计采用STC89C51单片机作为主控板，HC-SR04超声测距传感器作为探测装置，达到导盲的效果。

这款仪器结构简单，功能可靠，它可以对前方的障碍物进行探测，在达到预设范围时蜂鸣器会提醒使用者小心障碍物，从而达到智能导盲的效果。

关键词：STC89C51单片机 HC-SR04超声测距传感器智能拐杖Intelligent crutches hardware design based on SCMAbstractWith the continuous development of science and technology and manufacturing in China, people use in everyday life and industrial production automation control technology has been widely applied, not only save the human resources, and greatly improve the people's life the efficiency of production, not only promoted the rapid development of science and technology, and constantly enrich people's life.The research and development of guide for the blind has always been a focus of scientific research in various countries, not only because it has great social significance, but also because it has great research significance in many research fields such as robot vision. The guide equipment that can provide road information to humans can also play thesame role in automated robots. There have been many successful studies. This design USES stc89c51 microcontroller as the main control board, hc-sr04 ultrasonic ranging sensor as the detection device, to achieve the effect of guide for the blind. This instrument is simple in structure and reliable in function. It can detect obstacles in front of it. When reaching the preset range, the buzzer will remind the user to be careful of obstacles, thus achieving the effect of intelligent guide for the blind.Keywords：STC89C51 SCM HC-SR04 ultrasonic ranging sensor目录1前言 (3)1.1研究背景与意义 (3)1.2在国内外的发展概况及分析 (4)1.2.1导盲杖 (4)1.2.2导盲眼镜 (5)1.2.3触觉鞋与智能手机 (5)1.2.4现状分析 (6)1.3本设计应解决的主要问题 (8)2本设计 (8)2.1本设计设计原理 (8)2.1.1单片机基本介绍 (8)2.1.2引脚功能介绍 (9)2.1.3超声波测距和光学测距的分析对比 (11)2.2本设计方案选择 (13)2.2.1硬件部分 (13)2.2.2Keil软件 (15)2.2.3软件程序主要部分及编写思路 (16)2.2.4测试数据 (20)3.结论 (21)4参考文献 (22)5谢辞.............................................. 错误!未定义书签。

·281·一、前言现在市面上有的普通盲杖，不具有智能提示的作用，盲人使用时活动范围局限性太大，现有的智能盲杖成本太高，对于普通消费者而言，经济负担较大。

基于51单片机的智能盲杖，是相对而言，价格适中，有利于大面积推广。

二、该智能盲杖的总体设计基于51单片机的智能盲杖主要由安装在地上的信息发射系统以及安装在盲杖上的信息接收系统和语音提示系统组成。

安装在地上的信息发射系统事先已将周围情况贮存在系统内，当遇到盲杖的接收系统时，便将信息传递给盲杖的接收系统，后再由语音提示系统，对相应的情况进行提示。

具体工作流程如图1所示（后附各字母注释说明），整体模块框架图如图2所示。

图1　流程图注：K1表示光电开关输出端；K2表示SM6136芯片的LEFT；K3表示SM6136芯片的RIGHT；K4表示SM6316芯片的BACKWARD；K5表示SM6136芯片的FORWARD图2　整体模块框架图三、该智能盲杖的分模块介绍（一）安装在地上的信息发射系统安装在地上的信息发射系统内部方框图如图3所示，所用单片机引脚功能排列图如图4所示（后附各管脚注释说明）。

该装置将所处地点位置信息贮存，并不断进行发射，遇到接收装置时，便将信息传递给接收装置。

图3　信息发射系统内部方框图图4　单片机引脚功能排列图注:1:RIGHTB，当该管脚接地时，右转向功能生效。

2:TESTB，该管脚仅用于效果测试。

3:GND，电源地。

4:BACKWARDB，当该管脚接地时，后退功能生效。

5:FORWARDB，当该管脚接地时，前进功能生效。

6:TURBOB，该管脚接地时，加速功能生效。

7:SC，带调制频率的编码信号输出脚。

8:SO，不带调制频率的编码信号输出脚。

9:VDD，电源。

10:PC，电源控制输出脚。

11:OSCO，振荡输出脚。

12:OSCI，振荡输入脚。

13:FOSC，仅在测试模式时生效。

14:LEFTB，当该管脚接地时，左转向功能生效。

基于STM32微处理器及GPS的智能导盲手杖的设计智能导盲手杖是一种利用现代技术，在导盲人士行走时提供导航和避障功能的设备。

本文将介绍基于STM32微处理器及GPS的智能导盲手杖的设计。

首先，我们选择了STM32微处理器作为智能导盲手杖的核心控制单元。

STM32微处理器具有高性能、低功耗和丰富的外设接口等特点，非常适合用于本项目。

接下来，我们将在智能导盲手杖上加入一个GPS模块。

GPS模块能够接收卫星信号并计算出当前位置的经度和纬度信息。

这样就可以通过导航算法，将导航指令传达给导盲人士。

导盲人士只需按照手杖上的指示前进，就能够准确地到达目的地。

除了GPS模块，我们还会加入一些其他的传感器来完善智能导盲手杖的功能。

例如，我们可以加入超声波模块来检测前方障碍物的距离，并在手杖上加入蜂鸣器和振动器来提醒导盲人士。

当手杖接近障碍物时，蜂鸣器会发出警报声，而振动器则会震动，提醒导盲人士注意。

此外，我们还可以加入一个声纳传感器，用于检测周围环境的声音和声源的方位。

这样可以帮助导盲人士更好地感知周围环境，进一步提高行走安全性。

为了提供更好的用户体验，我们还会在手杖上添加一个触摸屏显示模块。

通过触摸屏，导盲人士可以方便地调节手杖的设置，例如导航目的地、语音提示频率等。

最后，为了确保智能导盲手杖的稳定性和耐用性，我们设计了一个简洁而坚固的手柄结构。

手柄采用防滑材质，能够确保导盲人士在使用手杖时的牢固握持。

手杖的主体部分则由耐用的材料制成，能够经受住日常使用中的冲击和摩擦。

总结起来，基于STM32微处理器及GPS的智能导盲手杖设计是一种依托现代技术实现导航和避障的设备。

通过使用GPS模块、超声波传感器、声纳传感器和触摸屏等多种技术和传感器，能够提供准确的导航功能和周围环境感知能力，帮助导盲人士安全、便捷地出行。

此外，坚固而简洁的手柄结构也能够提供稳定的使用体验。

基于单片机的电子导盲杖设计编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（基于单片机的电子导盲杖设计）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为基于单片机的电子导盲杖设计的全部内容。

智能仪表设计基础课程设计课题名称电子导盲杖学生学号学生姓名所在班级指导教师二〇一二年九月目录1.功能要求及性能指标1.1 课程设计的目的和设计任务 (1)1。

2 课程设计的要求和技术指标 (1)2.方案设计2.1 硬件方案 (2)2。

1.1 测距模块方案选择 (2)2.1。

2 语音模块方案选择 (3)2。

1。

3 显示模块方案选择 (4)2。

1。

4 震动模块方案选择 (4)2。

2 软件方案 (4)3.硬件设计3。

1 STC89C52单片机介绍 (6)3。

1。

1 引脚分布及定义 (6)3.1.2 定时器 (8)3。

2 HC—SR04超声波模块介绍 (8)3。

2。

1 模块实物图及说明 (9)3.2。

2 测距电路设计 (9)3。

2。

3 测距程序设计 (11)3.3 ISD1420语音芯片介绍 (12)3。

3。

1 芯片引脚图及功能说明 (12)3。

3.2 语音录放电路的设计 (13)3.3。

3 语音程序设计 (14)3。

4 震动模块及LED灯的控制 (15)3.5 总原理图 (16)3。

6 仪器仪表清单 (18)4.软件设计4.1 程序程序设计 (18)4.2 程序调试结果 (22)5。

设计小结 (23)参考文献附录一：课程设计任务书附录二：软件程序清单1。

功能要求及性能指标1.1 课程设计的目的和设计任务世界上视觉障碍者数量众多,他们只能用百分之六十的感觉来获取信息。

基于 STM32 单片机的多功能智能盲人拐杖设计摘要：针对盲人出行安全问题，设计一款解决盲人出行困难的智能拐杖。

本设计以 STM32 单片机为控制核心，结合当前先进且较为成熟的信号处理算法、传感器技术、无线通信技术，通过超声波模块进行广角测障利用语音播报模块报警，引导盲人及时规避障碍物。

同时采用 MPU6050 水平检测模块监测拐杖与地面的倾角，在出现突发情况时，不仅可以通过语音模块识别求救，还可以用短信的方式将GPS的实时定位位置发送给监护人。

此外，采用OPENMV 4进行机器视觉图像分析，使拐杖能对外界变动的信息做出应答，为盲人通过路况复杂的红绿灯路口提供保障。

现测试结果表明，整个系统性能稳定，灵敏度较高，操作方便，且功能易于扩展，能满足盲人出行的多方面需求。

关键词：盲人拐杖；红绿灯识别；超声波测距；跌倒报警项目名称：“无忧出行”智能盲人手杖装置设计，项目编号：202010214020，国家级大学生创新训练项目1概述针对盲人出行安全问题，现有的辅助盲人出行工具性能单一且无法普及，设计智能盲人手杖可以帮助更多盲人实现安全出行。

随着信息化社会的飞速发展，在基本满足了大众的物质需求后，人们也更加关注社会残障群体。

相比于正常人，残障人士的生活有诸多的不便，更需要社会对他们的理解与关注。

针对盲人出行安全问题，现有的辅助盲人出行工具性能单一且无法普及，设计了一款基于STM32单片机控制的集超声波测障、语音播报、红绿灯识别、短信报警、GPS定位等功能于一体的智能拐杖系统, 能够实时监测周边情况, 保护老人安全出行。

2系统总体设计单片机实时监控测距模块传送来的信号，对信号处理后，进行避障决策判断。

当检测到障碍物时，手杖自动报警（语音和机械振动双重模式）提示盲人避障。

同时，用图像分析技术识别并筛选外界信息，构造合理的内部控制逻辑，组建红绿灯决策功能，另外，还有一键求助和黑夜防撞等特色功能，进一步提高盲人出行安全系数。

基于51单片机的智能视觉播报盲杖研究随着社会的进步和科技的发展，人们对于改善盲人生活质量的关注度也越来越高。

为了解决盲人在日常生活中行走困难的问题，许多智能辅助设备被研发出来。

本文将重点研究基于51单片机的智能视觉播报盲杖，探讨其工作原理、设计思路以及未来的发展方向。

一、引言在现代社会中，盲人朋友的行动障碍一直是一个严重的问题。

传统的盲杖只能提供较简单的触觉反馈，无法帮助盲人更好地适应复杂的环境。

而基于51单片机的智能视觉播报盲杖可以通过图像识别技术提供更丰富的信息，帮助盲人更好地避开障碍物。

下面将详细介绍该盲杖的工作原理和设计。

二、工作原理基于51单片机的智能视觉播报盲杖主要由图像采集模块、图像处理模块、语音播报模块和控制模块组成。

2.1 图像采集模块图像采集模块使用摄像头对周围环境进行实时拍摄，并将图像信息传输到图像处理模块。

2.2 图像处理模块图像处理模块利用图像处理算法对采集到的图像进行分析和处理。

通过识别图像中的障碍物或标志，该模块可以判断出盲人周围的环境情况。

2.3 语音播报模块语音播报模块通过内置的语音合成技术将处理结果转化为语音信号，并通过扬声器输出。

盲人可以通过听取播报信息来了解前方是否有障碍物。

2.4 控制模块控制模块是整个智能盲杖的核心部分，它根据图像处理模块的结果来控制语音播报模块的工作。

当图像处理模块检测到障碍物时，控制模块会触发语音播报模块播报相应的提示信息。

三、设计思路针对基于51单片机的智能视觉播报盲杖，我们的设计思路主要包括以下几个方面：3.1 硬件设计在硬件设计方面，我们需要选择适合的摄像头模块和51单片机模块，并将它们进行连接。

此外，还需要设计合适的电池供电方案以及扬声器输出电路。

3.2 软件设计在软件设计方面，我们需要编写图像处理算法，用于对采集到的图像进行分析和处理。

另外，还需要编写控制模块的程序代码，实现对语音播报模块的控制。

3.3 系统优化为了提高系统的性能和稳定性，我们可以对算法进行优化，以提高图像处理的速度和准确率。

一种保障盲人出行安全的多功能智能导盲杖摘要本设计从解决盲人出行问题的角度出发，力求保障盲人出行的安全。

是由STM32F407系列单片机作为主控核心板，通过单片机控制光源传感器、超声波模块、GPS定位模块、蜂鸣器模块等电子模块实现夜间亮灯警示车辆、GPS定位等功能。

帮助盲人在夜间出行事能够被驾驶员观测到，避免盲人因看不到车辆引发车祸，并在盲人迷路时发送GPS定位到紧急联系人的手机上，保障了盲人的出行安全。

【关键词】 STM32F407；GPS定位；盲人出行1、研究背景与目的随着社会的发展，一方面，人们生活质量日新月异地提高，另一方面，环境变得越来越复杂。

盲人由于生理上的缺陷，导致了在日常生活中诸多不便，在一定程度上就成了弱势群体。

[1]据统计，我国残疾人超过8296万，占全国人口的6.34%;其中，盲人就有1200多万，约占残疾人总数的14.86%。

为盲人设计一系列生活中的专属产品尤为重要,不能忽视。

[2]本研究项目从盲人出行安全的角度考虑，为盲人提供更加安全的出行选择。

使这些视力障碍人群安全出行的同时，也能让家人放心。

2 基本设计思路本设计通过多种模块协作使用，实现相应的功能，以此来保障盲人的出行安全，具体路线如图1。

按键按下异常状态发送位置短信黑暗环境家人手机LED灯闪烁低于安测距全距离发出警报图1本设计是由STM32F407ZGT6芯片通过控制各个模块，达到相应的功能。

当按键按下，或者拐杖处于异常状态（开机状态下长时间横置或者长时间未移动）时，GPS模块对其进行定位。

当GPS模块定位完成后，GSM模块将定位信息以短信的形式发送到家人手机上，每五分钟发送一次，直到解除异常状态。

光敏感应模块对环境亮度进行感应，若在黑暗环境条件下，LED灯则开始闪烁，警示路人或行车，防止盲人在黑夜中被撞到。

超声波模块对前方障碍物进行距离测量，若处于安全距离外，则不做反应；若障碍物与拐杖距离低于安全距离时，蜂鸣器模块发出警报，防止盲人撞到障碍物。

154理论前沿Theory Frontier一、引言导盲杖能够帮助视障人群对周边出现的人或物作出判断，对提高视障人群的分辨能力具有着重要作用[1]。

为了改善导盲杖在实际应用过程中存在的不足，本文通过引入单片机，设计基于单片机的导盲杖智能控制系统。

并通过智能控制系统，提高了导盲杖应用的实用性、实时性与智能性，能够在较短时间内精确地反映出障碍物的具体位置信息。

二、硬件设计导盲杖智能控制系统的微处理器采用型号为STM26L102的单片机，其含有低功耗的处理器内核，对障碍物位置信息检测的速度较快[2]。

系统电源采用锂离子电池，具有电压高效转换功能，能够根据导盲杖的运行状况，调整其内部电压，能够保证在使用过程中具有充足的电量[3]。

GPS 模块采用集成度较高的芯片，由匹配元件、带通滤波器、基带处理器以及其他附加器件共同组成，能提高智能控制系统的灵活性。

三、软件设计（一）图像采集模块设计基于单片机的导盲杖智能控制系统设计田野 左晨曦基金项目：2022年陕西省大学生创新创业训练计划项目《智能避障导盲拐杖》阶段性成果（XJY2022DC39）摘要：传统导盲杖控制系统采用超声波发射设计避障模块，但无法在短时间内准确检测出障碍物的具体位置，并作出告警提示，缺乏智能性与实用性。

基于此，引入单片机，设计了一种全新的导盲杖智能控制系统。

系统硬件的微处理器采用型号为STM26L102的单片机，检测速度优势显著。

设备采用周期性连续抓拍方法，设计系统图像采集模块，将系统单片机与超声波发射相结合，设计智能避障模块，探测行进过程中的障碍物，并通过导盲杖发出语音或振动告警。

通过测试，本文设计的控制系统识别障碍物的准确率较高，能够更加精确地控制导盲杖。

关键词：单片机；导盲杖；控制系统；智能图像采集模块对系统的实时控制具有重要作用。

本文在设计系统图像采集模块时，采用周期性连续抓拍的方法，在无需系统预览拍照功能的基础上，使导盲杖摄像头自动取景，并将其显示在系统图像采集模块的预览界面。

基于单片机控制的导盲杖的设计摘要：世界上视觉障碍者数量众多，95%的信息是通过视觉获得的。

因而设计一款实用的导盲杖来帮助视觉障碍者是十分重要的。

本论文确定了超声波导盲杖的总体设计方案，重点阐述了系统的硬件设计。

该系统采用MCS-51系列单片机89C52作为主控制器，设计了超声波发射接收电路和语音报警电路，以及LED 提醒功能，通过单片机的控制，以达到辅助盲人安全行走的目的。

关键词：单片机；导盲杖；超声波1、引言人生活过程中95%的信息是通过视觉获得的。

盲人生活在黑暗的世界中，给工作、生活、社交活动带来了莫大的困难。

如何安全行走,是盲人生活中最大的问题。

传统的手杖使用起来有诸多不便，导盲犬的训练周期过长且价格较贵，不利于普及。

随着电子技术的不断成熟和发展，人们对电子产品的需求转移到为人类的生活服务上来。

依据超声波测距原理，可以制作导盲杖帮助盲人行走。

通过单片机对超声波测距的控制进行声音播报，来提醒盲人当前状况，也使得这完全优于导盲犬。

2、系统设计该系统由单片机、超声波发射接收电路、液晶显示电路及语音模块等组成，控制核心为单片机。

单片机在接收到传感器的信息后，将传感器的测量信号转换为距离信息，再通过语音进行提醒。

系统工作原理方框示意图如图1所示：图1 系统工作原理框图3、超声波导盲系统（1）超声波概述声波按频率高低不同可分为三种：频率低于20Hz的机械波称为次声波；在20Hz～20KHz之间的机械波，能为人耳所闻，称为声波；高于20KHz的机械波称为超声波，其中频率大于100M的机械波称为超高频声波，其具有了波粒两相性。

（2）超声波传感器超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的用于产生和接收超声波的器件，它既能够把其他形式的能转化为所需频率的超声能又能够把超声能转化为其他形式的能。

（3）超声检测的原理和方法超声测距的方法有相位检测法、声波幅值检测法和往返时间检测法等。

其中相位检测法精度高，但是监测范围有限，声波幅值检测法易受反射波的影响，采用最多的是往返时间检测法。

基于单片机的多功能智能拐杖设计摘要：为了解决老年人因记忆衰退、身体虚弱以及失明而带来的日常困扰，越来越多全新的多功能智能拐杖被研发并应用于实际，它可以帮助老年人以及失明的人，在需要的时候，可以辅助进行行走，并且可以进行实时的监测，以及发出报警，以确保他们在紧急状态下可以得到帮助。

这把拐杖能够满足老年人和聋哑人的日常需要，并且能够确保他们的安全。

关键词：单片机；多功能；智能拐杖引言目前，我国的老年人数量居于世界首位。

随着年纪的增长，我国的老年人的生活质量也日益下降，他们的肢力和智力都受到了严重的影响，许多老年人只好使用拐杖或其他工具。

此外，我国也有众多的盲人。

随着科技的发展，越来越多的盲人可以使用新型的辅助工具，如智能手环、智能手表、智能手表机等，来帮助他们完全掌握自己的语言，从而实现自主生活。

相比之前的拐杖，智能手环的使用可以大大减少耗时耗力，提供便捷的服务。

采用超声波测距技术，特别是在夜晚环境中，可以有效提高老年人及其他残疾者的出行安全。

此外，该设计的目的是针对老年人及其他残疾者，它的设计精心设计，减少了拐杖的重量，使其变得轻巧易携。

一、基于单片机的多功能智能拐杖系统的总体设计新型的智能拐杖系统的设计旨在为老人的安全驾驶带来更多便利。

主要的结构包括：一台单片机操作，一台GPS定位，一台语音识别，一台GSM通讯，一台障碍物报警，一台摔倒检测，一台语音播报，以及一台灯光警示。

当老人的拐杖接入电源，老人的拐杖就可以进入智能模式，当老人遇到危险，拐杖就可以及时响应，帮助老人安全驾驶。

如果老人的拐杖倾斜15s，单片机就可以自动调节GSM通讯，让老人的安全驾驶更加顺畅。

如果老人的手机有任何问题，可以立即通过手机应急响应功能来寻找老人的帮助。

如果老人的手机有故障，可以立即通过手机应急响应功能来进行修复。

通过手机应急响应功能，老人的手机也将随时随地保持在正常状态。

这把拐杖非常易于使用，它的功能非常强大，可以帮助老年人或者失明者。

智能导盲拐杖的设计----毕业论文天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕业论文专业：班级学号：学生姓名：指导教师：二〇一三年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于单片机电子导盲拐杖设计Electron blind-guide crutch design based on MCU 专业班级：学生姓名指导教师：学院：电子工程学院2021年06月摘要随着社会的开展，在社会生活中应用超声波测距技术已很广泛，如汽车倒车雷达、测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声测距技术的研究和开发具有实际意义。

本设计研究为盲人提供行走时，遇到前方障碍物提前躲避的预警系统。

以AT89S52作为核心处理器，采用超声波回波时间差测量人与物体之间的平安距离，实现了提前预警使用者避让障碍物，起到防止平安隐患的作用。

该系统是基于AT89S52单片机的超声波测距系统,它根据超声波在空气中传播的反射原理,以超声波传感器为检测部件, 应用超声波在空气中传播的时间差来测量距离。

夜晚时利用光敏传感器控制警示灯开关，警示来往车辆避让。

另有时间播报功能。

主要由测距系统〔包括超声波发射模块、超声波接收模块〕和语音报警系统，时间播报系统，警示灯控制系统，稳压电源，五个主要模块构成。

该设计利用AT89S52单片机系统的I/O口，控制超声波传感器发出40KHz的超声波，利用反射回来的超声波信号，经过放大、整形、滤波等电路回到单片机，比较调试后确定与障碍物之间的距离，完成测距。

该装置将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合。

语音系统发出警示音，提醒使用者前方障碍物需躲避。

使盲人在看不见的情况下，能够识别前方的障碍物正常的行走，从而起到保护盲人平安的作用。

关键词：智能避障；超声波测距；AT89S52单片机ABSTRACTWith the development of society，It is applied widely by ultrasonic to measure distance, such as cars reversing radar，range finder and level measurement and so on. Because of the strong point of ultrasonic, low energy consumption, long distance transporting in media, thus it is practical and significant to measure distance by ultrasonic.This design study for the blind to walk, meet obstacles ahead of early warning system. AT89S52 as the core processor, USES the ultrasonic echo time difference measuring safety distance between people and objects, implement the early warning users avoid obstacles, avoid safe hidden trouble.Is the system of ultrasonic ranging system based on AT89S52 microcontroller, it is based on the reflection principle of ultrasonic wave in air and in ultrasonic sensors for detection components, application of ultrasonic wave in air time difference to measure distance. Night when using photosensitive sensor warning light switch control, avoidance of traffic warning. Otherwise time function. Mainly by the ranging system (including ultrasonic transmitting module, ultrasonic receiver module) and voice alarm system, time to broadcast system, warning lights, control system, regulated power supply, the five major modules.The design USES AT89S52 single chip microcomputer system I/O mouth, control issue of 40 KHZ ultrasonic ultrasonic sensor, using the reflected ultrasonic wave signal, after amplification, plastic, such as filter circuit back to thesingle-chip microcomputer, is after the debugging and the distance between the obstacles, to complete the range.The device will single-chip microcomputer real-time control and data processing capabilities, combined with ultrasonic ranging technology, sensor technology. Issued a warning sound, voice system remind users in front of the obstacles to avoid. Under the condition of the invisible for the blind and can identify the obstacles in front of the normal walking, which play a role to protect the safety of the blind.Key Words：Intelligent obstacle avoidance ；Ultrasonic ranging；Single chip microcomputer目录1．引言0设计研究的背景及意义错误!未定义书签。

基于单片机的智能盲人手杖的设计一、引言智能盲人手杖是一种利用现代科技手段，为盲人提供导航、避障、安全等功能的辅助工具。

随着科技的不断进步，智能盲人手杖的设计也不断完善和创新。

本文将基于单片机技术，探讨智能盲人手杖的设计原理、功能模块和实现方法，并对其性能进行评估。

二、智能盲人手杖设计原理1. 传感器模块传感器模块是智能盲人手杖的核心部分，用于感知周围环境信息。

常见的传感器包括超声波传感器、红外线传感器和光敏传感器等。

超声波传感器可以测量物体与手杖之间的距离，红外线传感器可以检测前方障碍物，光敏传感器可以判断光线强弱。

2. 控制模块控制模块负责处理从传感器模块获取到的信息，并根据预设规则进行判断和决策。

单片机作为控制模块常用的核心部件之一，具有较强的计算和控制能力。

通过编程实现算法逻辑，单片机可以对传感器数据进行处理和分析，并控制手杖的运动。

3. 功能模块智能盲人手杖的功能模块包括导航模块、避障模块和安全模块等。

导航模块通过地图数据和定位技术，为盲人提供导航指引，帮助其准确找到目的地。

避障模块通过传感器检测前方障碍物，并发出警示信号提醒盲人注意。

安全模块可以实时监测手杖状态，如倾斜、摔倒等，及时报警并发送求救信息。

三、智能盲人手杖功能实现1. 导航功能实现为了实现导航功能，智能盲人手杖需要获取当前位置信息并与目的地进行对比。

可以利用GPS定位技术获取当前位置，并将地图数据存储在嵌入式存储器中。

单片机通过读取存储器中的地图数据，并结合当前位置信息计算出最佳路径，并通过语音合成技术将导航指引发送给盲人。

2. 避障功能实现避障功能是智能盲人手杖中最重要的功能之一，它可以帮助盲人检测前方障碍物并避免碰撞。

通过超声波传感器和红外线传感器，手杖可以实时监测到前方的物体，并根据距离和位置发出不同的警示信号。

当距离过近或者有危险物体时，手杖会通过声音或震动提醒盲人注意。

3. 安全功能实现安全功能主要是监测手杖的状态，并及时报警并发送求救信息。

基于单片机的智能盲人手杖的设计
智能盲人手杖是基于单片机技术的一种辅助盲人出行的设备。

它
能够通过传感器检测周围环境，实时反馈给盲人，并提供语音提示和
震动反馈，以帮助盲人避免障碍物、寻找方向。

本文介绍了一种基于单片机的智能盲人手杖的设计。

首先，通过
光线传感器、超声波传感器等检测周围环境的传感器，获得障碍物的
距离和位置信息。

同时，为了提高设备的灵敏度和准确性，我们采用
了多个传感器的组合，并通过算法进行数据处理和分析，从而实现更
好的障碍物识别能力。

其次，为了方便盲人使用，我们在智能手杖上增加了语音提示和
震动反馈功能。

当检测到障碍物时，设备会通过语音提示告知盲人，
并输出震动信号进行提醒。

此外，我们还在手杖上增加了路线导航的
功能，通过预设目的地位置，设备能够引导盲人沿着正确的路线前进，从而减少迷路的风险。

最后，为了实现设备的智能化和可扩展性，我们采用了基于单片
机的系统架构，构建了一套完整的软硬件平台。

同时，我们还设计了
一个可编程的控制面板，允许用户自定义设备的功能和参数，以满足
不同盲人的需要。

综上所述，基于单片机的智能盲人手杖是一种非常实用的辅助设备，能够帮助盲人更加便利、安全地出行。

在未来，我们将继续完善
设备的性能和功能，进一步提高盲人的生活质量。