计算机学院
单片机设计与开发技术报告
题目：盲人智能导航路面系统设计与开发姓名：学号
姓名：学号
姓名：学号
指导老师：
起止时间：2016 年9 月至2016 年12月
西安电子科技大学计算机工程系
2012年5月制
摘要
此系统目的在于提供一种方便盲人独自安全出行的导航系统，旨在解决现有的盲人导航系统不能够准确、安全的为盲人导航的问题。系统采用RFID射频识别技术进行导航，将道路存储在电子标签，再转换成相应的语音提示信息，从而实现为盲人提供精确、安全的导航，解决盲人的出行问题。现阶段已完成预定功能，实现RFID盲人导航、语音提示、盲人输入法、GPS导航、语音读取短信、GSM相关功能等。系统能准确的帮助盲人到达目的地，让盲人实现自由地出行。
关键词：盲人出行；盲人导航；RFID
第一章绪论
当今社会科技发展迅速，带给人们生活的便利也越来越多，从物联网到大数据，从互联网到人工智能，所有的一切都是为了让人们体会到更加便捷。然而这些技术中却很少有为盲人服务的。中国是世界盲人最多的国家之一，目前约有500万盲人占世界盲人总数的10%以上，低视力者600多万，盲人的出行成了一个不可忽视的社会问题。
目前盲人出行主要依靠盲道、手杖。已经面世的盲人导航系统大多基于超声波识别系统，现有的超声波盲产品往往只能够辨别出前方是否有障碍物以及障碍物的距离，无法知道障碍物到底是什么。而这些在实际使用过程中，都存在一些不足之处，存在安全隐患和导盲的精确性问题。利用RFID新兴技术进行盲人导航有着可靠性高、定位精确的特点，通过语音的方式对盲人出行进行引导，为成千上万的盲人出行带来方便。
第二章系统需求分析
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。
当今世界盲人众多，且他们的出行问题成了影响他们正常生活最主要的因素之一。目前盲人出行主要依靠盲道、手杖。已经面世的盲人导航系统大多基于超声波识别系统，现有的超声波盲产品往往只能够辨别出前方是否有障碍物以及障碍物的距离，无法知道障碍物到底是什么。而这些在实际使用过程中，都存在一些不足之处，存在安全隐患和导盲的精确性问题。
本系统是一个基于RFID的盲人导航系统，旨在解决盲人独立出行不方便的问题。系统主要由RFID感应读取IC卡内容和RFID重写IC卡内内容两部分构成。现目前的成果基本能够实现这两个功能：
1、读取IC卡内内容：主要实现的现实意义是能够感应IC卡并语音播报出当前IC卡内的信息，以达到能够让盲人知道目前的位置信息。在试验阶段我们还加入了电子屏幕显示卡内信息的功能，以方便在改变卡内信息以后能够确定卡内信息是否被正确地改变了。
2、改写IC卡内内容：该功能主要是为IC卡安放以及设计人员提供，其主要的功能是利用上位机实现IC卡和PC端的连接，并利用上位机改写IC卡固定扇区的内容，以此来实现不同的位置安放的IC卡内的信息也有所不同。
3、重置功能：该功能主要是为了清空单片机内读入的IC卡的数据，以达到更换卡片时，重新读入的数据是当前IC卡的数据而不是上一次缓存的数据。
第三章系统软硬件设计与实现
3.1系统结构
如图3-1
图3-1 系统结构
3.2系统所使用的的硬件
(1)、STC89C52作为主控芯片
1）STC89C52单片机的主要特性如下
Stc89c52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，stc的stc89c52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，stc89c52芯片引脚图如图3-2所示。
图3-2 stc89c52芯片引脚图主要特性：
·与MCS-51 兼容
·8K字节可编程闪烁存储器
·寿命：1000写/擦循环
·数据保留时间：10年
·全静态工作：0Hz-24Hz
·三级程序存储器锁定
·128*8位内部RAM
·32可编程I/O线
·两个16位定时器/计数器
·6个中断源
·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式
·片内振荡器和时钟电路
2）STC89C52RC 引脚功能说明：
1、主电源引脚V
SS 和V
SS
STC89C52芯片引脚图
V
SS
——（40脚）接+5V电压；
V
——（20脚）接地。
SS
2、外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1（19脚）接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放
大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部振荡器时，对HMOS
单片机，此引脚应接地；对SHMOS单片机，此引脚作为驱动端。
XTAL2（18脚）接外晶体的另一端。在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大
器的输出端。采用外部振荡器时，对HMOS单片机，该引脚接外部振荡器的信号，
即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端；对XHMOS，此引脚应
悬浮。
3、控制或与其它电源复用引脚RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/V
PP
①RST/VPD（9脚）当振荡器运行时，在此脚上出现两个机器周期的高电平
将使单片机复位。推荐在此引脚与VSS引脚之间连接一个约8.2k的下拉电阻，
引脚之间连接一个约10μF的电容，以保证可靠地复位。
与V
SS
掉电期间，此引脚可接上备用电源，以保证内部RAM的数据不丢失。当V
SS
主电源下掉到低于规定的电平，而VPD在其规定的电压范围（5±0.5V）内，V
SS
VPD就向内部RAM提供备用电源。
②ALE/PROG（30脚）：当访问外部存贮器时，ALE（允许地址锁存）的输出
用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率周期
性地出现正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此，它可用作对外输出的
时钟，或用于定时目的。然而要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过
一个ALE脉冲。ALE端可以驱动（吸收或输出电流）8个LS型的TTL输入电路。
对于EPROM单片机（如8751），在EPROM编程期间，此引脚用于输入编程脉冲
（PROG）。
③PSEN（29脚）：此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。在从外部程
序存储器取指令（或常数）期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在此期间，
每当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。PSEN同样可以
驱动（吸收或输出）8个LS型的TTL输入。
④EA/V
引脚）：当EA端保持高电平时，访问内部程序存储器，但在PS（程PP（
序计数器）值超过0FFFH（对851/8751/80S51）或1FFFH（对8052）时，将自动
转向执行外部程序存储器内的程序。当EA保持低电平时，则只访问外部程序存
储器，不管是否有内部程序存储器。对于常用的8031来说，无内部程序存储器，所以EA脚须常接地，这样才能只选择外部程序存储器。
对于EPROM型的单片机（如8751），在EPROM编程期间，此引脚也用于施加21V ）。
的编程电源（V
PP
4．控制或与其它电源复用引脚 RST/Vpd，ALE/PROG，PSEN 和EA/Vpp。
RST/Vpd 当振荡器运行时。在此引脚上出现两个机器同期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位。
在 VSS掉电期间，此引脚可接上备用电源，由 Vpd向内部 RAM提供备用电源，以保持内部RAM中的数据。
ALE/PROG 正常操作时为ALE功能（允许地址钱存），提供把地址的低字节锁存到外部锁存器。ALE引脚以不变的频率（振荡周期的1/6）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个 ALE脉冲。 ALE端可以驱动（吸收或输出电流）八个 LSTTL电路。
对于 EPROM型单片机，在 EPROM编程期间，此引脚接收编程脉冲（PROG功能）。
PSEN 外部程序存储器读选通信号输出端。在从外部程序存储器取指令（或数据）期间；PSEN 在每个机器周期内两次有效。 PSEN 同样可以驱动八个LSTTL 输入。
EA／Vpp EA为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当EA为高电平时，访问内部程序存储器（PS值小于4K）。当EA为低电平时，则访问外部程序存储器。对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚上加21VEPROM编程电源（Vpp）。
5、输入/输出（I/O）引脚P0、P1、P2、P3（共32根）
①P0口（39脚至32脚）：是双向8位三态I/O口，在外接存储器时，与地址总线的低8位及数据总线复用，能以吸收电流的方式驱动8个LS型的TTL负载。
②P1口（1脚至8脚）：是准双向8位I/O口。由于这种接口输出没有高阻状态，输入也不能锁存，故不是真正的双向I/O口。P1口能驱动（吸收或输出电流）4个LS型的TTL负载。对8052、8032，P1.0引脚的第二功能为T2定时/
计数器的外部输入，P1.1引脚的第二功能为T2EX捕捉、重装触发，即T2外部控制端。对EPROM编程和程序验证时，它接收低8位地址。
③P2口（21脚至28脚）：是准双向8位I/O口。在访问外部存储器时，它可以作为扩展电路高8位地址总线送出高8位地址。在对EPROM编程和程序验证期间，它接收高8位地址。P2可以驱动（吸收或输出电流）4个LS型的TTL负载。
④P3口（10脚至17脚）：是准双向8位I/O口，在MSS-51中，这8个引脚还用于专门功能，是复用双功能口。P3能驱动（吸收或输出电流）4个LS型的TTL负载。
作为第一功能使用时，就作为普通I/O口用，功能和操作方法与P1口相同。作为第二功能使用时，各引脚的定义如表所示。
值得强调的是，P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。如表3-1。
本设计中采用的单片机是宏晶科技的STC89C52，指令代码完全兼容8051系列单片机，并且可通过串口直接下载用户程序，不需要专用的编程器和仿真器，片上集成有高容量的程序存储空间和数据RAM，无需拓展存储器件就可满足设计需要，如下图3-3
图3-3
（2）、LCD1602显示屏
显示电路设计采用1602液晶显示屏，该液晶显示屏的显示功能强大，内置192种字符，可显示符号、数字，清晰可见，而且功率消耗小寿命长抗干扰能力强。所以在此设计中采用1602液晶显示屏。
LCD1602有16个引脚，各引脚与单片机及外部其他接口的连接如下图，VCC是电源，VL是液晶显示偏压，RS引脚控制寄存器选择1：数据寄存器 0：指令寄存器。R/W引脚控制读写信号1读0写。EN/E是显示器模块使能信号输入端，高电平有效。B_VCC和B_GND是背光板工作电压的输入端。
DB0~DB7是八位双向数据总线与单片机上P0.0~P0.7引脚相连，用于并口传送数据，如图3-4
图3-4
（3）、RFID模块MF-RC522射频芯片电路
PHILIPS公司的MF-RC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成读卡IC 系列中的一员。其利用先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。MF-RC522支持IS014443A的多层应用。
为了驱动天线，MF-RC522通过TXl和TX2提供13.56MHz的能量载波。根据寄存器的设定对发送数据进行调制得到发送的信号。智能卡采用RF场的负载调制进行响应。天线拾取的信号经过天线匹配电路送到RX脚，RC522内部接收器对信号进行检测和解调并根据寄存器的设定进行处理，然后将数据发送到串行接口由微控制器进行读取。
在每次上电或硬件复位后，MF-RC522 也复位其接口模式并检测当前微处理器的接口类型。MF-RC522 在复位阶段后根据控制脚的逻辑电平识别微处理器接口。这是由固定管脚连接的组合和一个专门的初始化程序实现的。首先, 无线载波信号通过 MF-RC522射频卡读写模块(下面简称读写模块)由天线向射频卡(非接触卡)发送, 它们经由射频卡的天线耦合接收后, 首先进行波形变换, 继而对其整流滤波,由电压调节模块对电压进行例如稳压等的进一步的处理,最后在射频卡上的各级电路上显示输出。此时, 载波信号被非接触卡接收后，就经过该卡片上的调制/解调电路对载波信号进行调制/解调, 被处理过的信号就传到卡片的控制器上用来控制及处理。数据被非接触卡处理好以后, 再次经过非接触卡本身的天线把载波信号向MF-RC522返回, 同时MF-RC522由自身的调制/解调电路来对这些信号进行处理。这些返回的载波信号的频率与 MF-RC522 发出的载波信号的频率是一致的。通过这样一个通讯回路, MF-RC522就可以对非接触卡的内容进行读写操作。这里需要说明的是:非接触型 IC 卡本身是无源体, 当读写器对卡进行读写操作时,读写模块发出的信号由两部分叠加组成:一部分是电源信号, 该信号由卡接收后, 与其本身的 L/C 产生谐振, 产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号, 指挥芯片完成数据、修改、存储等, 并返回给读写模块，如图3-5
图3-5
（4）、NV065A系类语音芯片电路
1）功能特点
OTP 存储格式，生产周期快，最快仅需一天，下单无最小量限制；
灵活的多种按键操作模式以及电平输出方式供选择（边沿按键触发、电平触发、随机按键播放、顺序按键播放）；
简单方便的一线 MCU 串口控制方式，用户主控 MCU 可控制任意段语音的触发播放及停止；
语音时长 10 秒、35 秒、65 秒、112 秒；
内置一组 PWM 输出器可直推 0.5W 喇叭；
灵活的放音操作，通过组合可节省语音空间，最多可播放 64 个语音组合（8 脚的 32 个地址）；
音质优美，性能稳定，物美价廉；
内置 LVR 自复位电路，保证芯片正常工作；
DIP8，DIP14,SOP8，SOP14，以及 COB 五种封装可供选择，使用方便，应用灵活；
外围电路简单，仅需一调节电容；
工作电压范围：1.8V～5.5V；
静态电流：2uA；
2）、芯片管脚图，如图3-6为8-pin DIP,SOP，图3-7为14-pin DIP,SOP 表一为DIP8，SOP8管脚对应表，表二为DIP14，SOP14管脚对应表
图3-6
图3-7
3）、控制模式
音芯片具有丰富的控制方式。它分为按键控制模组和MCU一线串口控制模式。其中按键控制模组分为ON/OFF控制、脉冲可重复触发、脉冲不可重复触发、电平保持触发、电平非持触发、DOWN下一首、随机段触发。当IO口被分配为MCU一线触发时，不能同时作为按键来触发
4）、数据与语音的对应关系，如表三
表三：芯片数据与语音对应关系
（5）、晶体振荡器
晶体振荡器，简称晶振，其作用在于产生原始的时钟频率，这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。以声卡为例，要实现对模拟信号44.1kHz或48kHz的采样，频率发生器就必须提供一个44.1kHz 或48kHz的时钟频率。如果需要对这两种音频同时支持的话，声卡就需要有两颗晶振。但是现在的娱乐级声卡为了降低成本，通常都采用SCR将输出的采样频率固定在48kHz，但是SRC会对音质带来损害，而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。现在应用最广泛的是石英晶体振荡器。
石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器，石英晶体振荡器也称石英晶体谐振器，它用来稳定频率和选择频率，是一种可以取代LC谐振回路的晶体谐振元件。石英晶体振荡器广泛地应用在电视机、影碟机、录像机、无线通讯设备、电子钟表、单片机、数字仪器仪表等电子设备中。为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。在单片机中为其提供时钟频率。
石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。只要在晶体振子板极上施加交变电压，就会使晶片产生机械变形振动，此现象即所谓逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时，就会发生压电谐振，从而导致机械变形的振幅突然增大。
时钟信号用来提供单片机片内的各种微操作的时间基准，时钟信号通常用两种电路形式得到:内部振荡和外部振荡。MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡
器的高增益反向放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大电器的输入端和输出端，由于采用内部方式时，电路简单，所得的时钟信号比较稳定，实际使用中常采用这种方式，外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器就构成了内部振荡方式，片内高增益反向放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起可构成一个自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。外接晶体以及电容C2和C3构成并联谐振电路，它们起稳定振荡频率、快速起振的作用，其值为30pF左右，晶振频率选11.0592MHz ，电路如图3-8
图3-8
（6）、复位电路
STC89C52的复位输入引脚RESET为STC89C52提供了初始化的手段，可以使程序从指定处开始执行，在STC89C52的时钟电路工作后，只要RESET引脚上出现超过两个机器周期以上的高电平时，即可产生复位的操作，只要RESET保持高电平，则STC89C52循环复位，只有当RESET由高电平变成低电平以后，STC89C52才开始执行程序，本系统采用按键复位方式的复位电路。电路如图3-9
图3-9
3.2系统主要的软件程序
（1）、STC89C52主控程序
（2）、NV065A语音芯片程序
（3）、上位机程序
3.3RFID读写卡程序流程
图3-10为RFID读卡程序流程，图3-11为RFID写卡程序流程
图3-10
RFID读卡程序说明：上图所示为IC入磁场后，自动循环发送的数据流码型。其中前9位为l，是卡的头数据，第10-63位为数据及校验位，可能为0或1，第64位为结束位0，之后循环。由此可知，要想正确地读卡，首先就要正确的找到数据1（9位“1”的同步头），根据曼码规则下跳为1，故可以检测高电平并等其变低，连续检测9个1以获得同步。
图3-11
写卡程序：非接触式IC卡基本都是通过振幅调制的方式实现写入操作的。读写器通过控制磁场的开启与关闭实现信息的传送。了使得卡芯片就绪，必须首先开启磁场，为卡片提供上电复位的电源，T[S]为卡片所需的复位时间；读写器关闭磁场产生停振间隙（gap），待发送信息就是通过两个相邻间隙间磁场开启时间长度T[O]和T[l]来表征的；数据发送完毕后，必须发送结束信息，1个gap后启动磁场T[E]时间。程序开始时，先修改串口，若不成功说明端口1被占用，需要重新分配，然后寻卡，找到范围内的卡建立连接。成功后进行防冲突，并选择需要读写的扇区，并对选择扇区进行读写修改。
3.5系统总程序流程
如图3-12
图3-12
3.6功能实现流程
3.6.1识别并读出卡内信息
在接收到按键所给出的信号后，读卡器将IC卡内的信息读出，并将信息传递给语音模块，由语音模块通过喇叭播报IC卡内信息。同时将信息传递到显示频上显示。
3.6.2利用上位机程序改变卡内信息
IC卡放置读卡器，并将串口连接电脑，在接通电源的情况下，通过上位机建立与IC卡的联系，通过上位机程序改变IC卡内信息。
第四章系统调试与测试
4.1硬件测试
4.1.1 断电测试
为了保证焊接正确，防止硬件损坏。在调试时，先对焊点进行检查，防止有虚焊、漏焊情况发生。
用万用表检查系统各部分电路是否存在短路情况。
经检测，未出现短路的现象以及各个硬件电路的电平电压都在正常工作值范围内。
4.1.2按键测试
依次按压读取键、复位键，用万用表测试，检测结果正常。
4.1.3显示屏测试
用keil下载显示屏测试程序，亮度正常，可以显示字符，检测结果正常。
4.1.4喇叭测试
为单片机下载喇叭测试程序，喇叭正常工作，检测结果正常。
4.1.5射频模块测试
接上电源后，模块灯亮，检测结果正常。
4.2功能测试
4.2.1读写卡信息功能测试
用上位机程序更改经纬、方向，正确显示更改后值，检测结果正常。
4.2.2语音播报功能测试
能正确播报经纬方向信息，检测结果正常
4.2.3复位功能测试
屏已有显示时，按下复位键，只保留经纬方向提示名，具体信息消失，检测结果正常。
综上，通过对本硬件的软硬件测试，排除了硬件制作中的问题，检测结果正常。
第五章总结
对盲人弱势群体的关心，我们思考了很多如何使盲人生活更加便捷的方法，偶然间看到关于使用RFID技术设计盲人导航系统的相对论文，仔细研读并考察后决心实现论文中盲人导航系统的部分功能，也就是设计一个能够读取预设芯片经纬信息并能语音播报的硬件设备，硬件的系统结构等如上所述。
刚刚接触这个内容的时候，我们都是一头雾水，毕竟之前对硬件的了解大多停留在理论知识和上机实验。真到了实际动手操作的时候，用什么单片机，keil 程序怎么烧进去，语音播报功能怎么实现，射频模块及RFID卡怎么制作，这些问题接踵而至，但是我们硬着头皮，一点一点的啃，遇到不会的就上网查找资料，与同学们讨论，终于克服了一个个难关，完成了这件的作品，获得了无与伦比的成就感。
通过本次硬件课设，我们通过上网查阅资料并共同讨论确定了课题，在实验过程中明确了分工，每个人都掌握了一部分内容，将整体的内容切分成三块，射频模块的设计，语音芯片语音播报功能的实现，1002显示屏及其相关功能的实现，均分给三个人，每个人都有参与，每个人也都有收获，我们都从中学到了之前没有接触过的新知识，共同完成课设报告，这些经历让我们在学习到专业知识的同时，也产生了对硬件设计的兴趣，并且认识到团队合作的重要性。
基于80C51系列单片机的盲人语音导航系统 西安科技大学能源学院 王广征青松朱海龙张晶 目录 摘要： (1) 关键词： (1) Abstract: (1) Keywords: (1) 1．系统设计......................................................................................................................... 1.1设计要求..................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1.1设计任务.................................................................................. 错误！未定义书签。 1.1.2设计要求 (2) 1. 2模块方案比较与论证 (2) 1.3最终方案..................................................................................... 错误！未定义书签。 1.4系统整体方案设计..................................................................... 错误！未定义书签。 2．硬件实现及单元电路设计............................................................................................. 2.1红绿灯控制箱发送红绿灯信号模块的设计 ............................. 错误！未定义书签。 2.2手杖接收红绿灯信号电路的设计 ............................................. 错误！未定义书签。 2.3超声波发射电路，超声波接收电路的设计 ............................. 错误！未定义书签。 2.4控制器电路的设计..................................................................... 错误！未定义书签。 2.5语音系统的设计......................................................................... 错误！未定义书签。 2.6高亮度闪烁二极管电路的设计 ................................................. 错误！未定义书签。 2.7电源模块的设计 2.8手杖外观设计及各功能模块在杖上分布图 3．软件实现..................................................................................... 错误！未定义书签。 3.1红绿灯控制箱发送红绿灯信号子程序流程图 ......................... 错误！未定义书签。 3.2手杖接收红绿灯信号处理及语音控制、闪烁灯子程序流程图错误！未定义书签。 4．系统功能测试............................................................................. 错误！未定义书签。 4.1测试仪器及设备......................................................................... 错误！未定义书签。 4.2功能测试..................................................................................... 错误！未定义书签。 5.结论................................................................................................ 错误！未定义书签。 6.结束语............................................................................................ 错误！未定义书签。 7.参考文献 摘要：本盲人导航系统是以盲人行走常带的手杖为载体，AT89S52单片机为控制核心，加以高亮度发光二极管闪烁、超声波发射、超声波接收、红外发射、接收、ISD1760语音模块和电源电路以及其他电路构成。系统由三大部分组成在红绿灯控制箱内加入了89S52控制的红外发射系统、地面的标识、手杖系统。 关键词：盲人AT89S52 高亮度发光二极管测障红外 Abstract: Keywords: AT89S52
计算机学院 单片机设计与开发技术报告 题目：盲人智能导航路面系统设计与开发姓名：学号 姓名：学号 姓名：学号 指导老师： 起止时间：2016年9月至2016年12月 西安电子科技大学计算机工程系 2012年5月制
摘要 此系统目的在于提供一种方便盲人独自安全出行的导航系统，旨在解决现有的盲人导航系统不能够准确、安全的为盲人导航的问题。系统采用RFID射频识别技术进行导航，将道路存储在电子标签，再转换成相应的语音提示信息，从而实现为盲人提供精确、安全的导航，解决盲人的出行问题。现阶段已完成预定功能，实现RFID盲人导航、语音提示、盲人输入法、GPS导航、语音读取短信、GSM相关功能等。系统能准确的帮助盲人到达目的地，让盲人实现自由地出行。 关键词：盲人出行；盲人导航；RFID
第一章绪论 当今社会科技发展迅速，带给人们生活的便利也越来越多，从物联网到大数据，从互联网到人工智能，所有的一切都是为了让人们体会到更加便捷。然而这些技术中却很少有为盲人服务的。中国是世界盲人最多的国家之一，目前约有500万盲人占世界盲人总数的10%以上，低视力者600多万，盲人的出行成了一个不可忽视的社会问题。 目前盲人出行主要依靠盲道、手杖。已经面世的盲人导航系统大多基于超声波识别系统，现有的超声波盲产品往往只能够辨别出前方是否有障碍物以及障碍物的距离，无法知道障碍物到底是什么。而这些在实际使用过程中，都存在一些不足之处，存在安全隐患和导盲的精确性问题。利用RFID新兴技术进行盲人导航有着可靠性高、定位精确的特点，通过语音的方式对盲人出行进行引导，为成千上万的盲人出行带来方便。
视觉导航智能车辆的目标识别精确性与实时性研究 1）概述 2）视觉路径导航原理 3）识别精确性研究（提高精确性的意义和方法：滤波、自适应阈值等） 4)实时性研究（软硬件方面；软件方面：优化算法、其他处理方法（减小图像处理区域等）） 5）总结 1.概述 智能车辆技术 智能车辆（IntelligentVehicle）又称轮式移动机器人，是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体的综合系统。它致力于提高汽车的安全性、舒适性和提供优良的人车交互界面，是目前各国重点发展的智能交通系统一个重要组成部分，也是世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力。 智能车辆概述 智能车辆的研究意义 随着经济和社会的迅速发展，交通基础设施的瓶颈制约作用越来越明显。这种制约不仅体现在交通堵塞问题日益突出上，同时还体现在由于交通不畅而造成的环境污染问题及相对落后的道路和先进的车辆对人们的生命、财产所形成的安全隐患。正因为如此，智能交通系统(IntelligentTransportationSystems,ITS)日益受到欧洲、日本、美国等发达国家的重视并成为研究热点。他们相继启动了各种以智能交通系统为目标的研究与开发项目。如欧洲的PROMETHEUS和DRIVE项目，日本的VICS和ARTS项目，美国的IVHS项目等。各国家各地区研究的项目内容，对智能交通系统的定义不尽相同，各项目的重点也有所不同，但目标都是综合利用新的信息技术、计算机技术、自动化技术、管理技术等，来提高道路和车辆的利用效率，提高安全性，减少污染及阻塞的发生。
ITS一般由两部分组成，即智能道路及交通控制系统和智能车辆系统IVS(IntelligentVehicleSystem)。目前智能道路系统的构筑还处于起步阶段，相应的基础设施建设周期长且投资大，所以发展智能车辆及车辆自主行驶系统，通过提高车辆自身智能的方案是目前实现安全、高效的自主行驶的最佳选择，同时它还可为开发将来在完备的自动高速网络环境中运行的智能车辆奠定基础。 智能车辆作为智能车辆系统的基本组成单元，可以集成如视觉技术、触觉技术、自主控制和决策技术、多智能体技术、智能控制技术、多传感器集成和融合技术等许多最新的智能技术，从而能够完成很多高智能工作。我国也已经把智能车辆列入国家高新技术计划，足以证明政府有关部门对发展智能车辆的高度重视。 智能车辆的应用范围 由于智能车辆具有环境感知、规划决策、自动驾驶等功能，目前已经在以下场合得到了广泛应用。 1．智能交通系统 为解决交通问题，各发达国家在ITS的研究上均投入了大量的人力、物力。自然而然，智能车辆就成为ITS的一个重要的组成部分，得到越来越多的重视。 2．柔性制造系统和柔性装配系统 在计算机集成制造系统中，智能车辆用来运输工件，能够极大的提高生产效率，降低生产成本。 3．军事领域 智能车辆的研究也受到了军方的关注。以智能车辆作为其它智能武器的安装平台，能够实现全天候的自动搜索、攻击动静态目标，能够极大的提高在高新技术战争中的攻击力，减少人员伤亡。 4．应用于其它特殊环境 智能车辆在有毒或放射性环境下运输，还可应用于野外探险、消防、救灾等。 智能车辆的研究状况 1．国外研究概况 国外对于智能车辆技术的研究始于20世纪70年代末，最初是军方用做特殊用途的，80年代得到了更深入的研究。进入90年代后，由于与智能交通系统的结合，
基于GIS的盲人语音导航系统设计分析 摘要：指出了盲人是一个特殊的社会群体，盲人的日常生活需要借助其他媒介感知和判断周围的空间事物从而 实现其需求，盲人最大的需求就是交通出行。针对此需求，提出了盲人GIS的设计与开发课题。通过将GIS与盲人生活实际结合起来，利用GIS和语音导航，以及最新的导航技术，设计了辅助盲人日常生活的盲人地理信息系统。详细阐述了盲人GIS的设计与各功能的实现过程，并分析了实现系统各功能的关键部分。 关键词：地理信息系统；盲人语音导航；空间定位；盲人GIS 中图分类号：TN96；TP319 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）10-0222-04 1.引言 目前，盲人的基数不断增加，已经成为极受关注的社会问题。在世界范围内，有2.85亿人在视觉上受损，其中大约3000万人完全失明，还有2亿多人弱视。盲人的日常生活活动都需要移动，他们的行走安全问题备受关注。目前盲人的主要出行方式还是依靠传统的盲道和手杖，因此设计一个能为盲人日常生活服务的盲人导航系统，并且为他们的生活提
供基本的辅助是一个比较可行的方案。 2.盲人GIS需求分析 视觉是获取信息的主要感觉器官，对于视力障碍者来说，不能或很难判断周围物体间的相对关系和位置，造成生活中的诸多不便。 盲人生活的基本需求主要有以下几个方面。首先，因为视力障碍，盲人需要能有个实体帮助其进行路径判断，为其活动提供较为准确的导航；其次，盲人需要针对所处环境进行感知，当遇到紧急情况或者危险时，能够有较明显的危险提示与帮助；再次，能够及时的和家属亲人反馈自己的位置，并且能够轻松自如的和家属沟通与联系；最后，能够有生活的辅助帮助，以解决日常生活的小问题。 盲人的生活需求就是能够借助外来设备的帮助，进行正常的生活和日常活动出行，使其能够独立地处理自己的事务。盲人GIS的需求就是根据盲人的生活需求而确定的。 3.盲人GIS分析 系统家人端主要是方便盲人家属对于盲人的日常进行 及时地管理和查询。分析主要是结合家人亲属的实际生活的需求而进行的。首先，家人需要及时掌握盲人的所在位置，及时了解其所处状况；其次，系统要能够提供更加便捷的与亲属通话与联系的方式；再次，系统要能够提供及时地查询前往盲人所在位置的路线，以便有意外的时候能够迅速地到
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910289650.5 (22)申请日 2019.04.11 (71)申请人 上海山流智能科技有限公司 地址 200050 上海市长宁区上海市昭化路 488号703室 (72)发明人 徐峥 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 孙英杰 陈亮 (51)Int.Cl. G01S 11/06(2006.01) A61H 3/06(2006.01) H04W 64/00(2009.01) (54)发明名称 一种盲人导航系统及导航方法 (57)摘要 本发明涉及基于公共场所的盲人导航方法 及其导航系统。该盲人导航方法，包括：步骤S1， 在公共场所的不同区域设置标签，并建立相应的 标签拓扑数据结构；步骤S2，在接入点设备上确 定最近标签及目的标签；步骤S3，在接入点设备 上根据最近标签、目的标签及标签拓扑数据结构 形成标签拓扑路径；步骤S4，接入点设备与标签 拓扑路径中的各个标签依序建立通信，接入点设 备根据其与各个标签之间的距离进行提示以引 导盲人依序到达标签拓扑路径中的各个标签。本 发明提出了一种导航方法，有助于盲人在一公共 场所内进行导航， 方便到达指定位置。权利要求书1页 说明书7页 附图7页CN 109991592 A 2019.07.09 C N 109991592 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109991592 A 1.一种基于公共场所的盲人导航方法，包括： 步骤S1，在所述公共场所的不同区域设置标签，并建立相应的标签拓扑数据结构； 步骤S2，在接入点设备上确定最近标签及目的标签； 步骤S3，在所述接入点设备上根据所述最近标签、目的标签及标签拓扑数据结构形成标签拓扑路径； 步骤S4，所述接入点设备与所述标签拓扑路径中的各个标签依序建立通信，所述接入点设备根据其与各个所述标签之间的距离进行提示以引导盲人依序到达所述标签拓扑路径中的各个标签。 2.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述接入点设备与所述标签通过Wi-Fi 进行通信。 3.如权利要求2所述的导航方法，其特征在于，在步骤S2中，所述接入点设备发布SSID，所述最近标签通过认证接入所述接入点设备，所述最近标签向所述接入点设备发送信号。 4.如权利要求2所述的导航方法，其特征在于，所述接入点设备根据各个标签发送信号的强弱来计算其到各个标签之间的距离，根据最短距离来确定最近标签。 5.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，在步骤S4中，所述接入点设备根据标签发送信号的强弱来计算其到标签之间的距离，所述接入点设备持续提示该距离以引导盲人到达所述标签。 6.如权利要求5所述的导航方法，其特征在于，盲人手持所述接入点设备转动方向，当某一方向上所述接入点设备提示其与所述标签之间的距离相对较短时，则朝该方向行进。 7.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述标签拓扑路径为最短导航路径。 8.一种应用于权利要求1所述导航方法的盲人导航系统，其特征在于， 所述标签包括第一微处理模块和第一收发模块，所述第一微处理模块通过所述第一收发模块接收或发送信息，所述接入点设备包括第二微处理模块、第二收发模块、获取模块和提示模块，所述第二微处理模块通过所述第二收发模块接收或发送信息； 所述第一收发模块与第二收发模块能建立通信以使所述第一微处理模块和第二微处理模块能相互通信。 9.如权利要求8所述的盲人导航系统，其特征在于，所述接入点设备还包括与所述第二微处理模块连接的存储模块，所述存储模块上存储有所述公共场所的标签拓扑数据结构，所述第二微处理模块根据所述标签拓扑数据结构、最近标签和目的标签来计算所述标签拓扑路径。 10.如权利要求9所述的盲人导航系统，其特征在于，所述接入点设备能够下载、更新或删除所述标签拓扑数据结构。 11.如权利要求8所述的导航方法，其特征在于，所述获取模块包括接收单元和语音识别单元，所述接收单元用于接收盲人的语音输入，所述语音识别单元，用于对所述语音输入执行语音识别。 2
邮局订阅号：82-946360元/年技术 创新 汽车电子 《PLC 技术应用200例》 您的论文得到两院院士关注 基于GPS 的汽车导航系统的设计与实现 Realization and design of automobile guidance system based on GPS （吉林工程技术师范学院）张丹彤 ZHANG Dan-tong 摘要:设计并实现了一种以单片机为主要控制器件、基于GSP 模块的新型智能电动汽车底盘的导航系统。GPS 定位系统主 要采用技术非常成熟的GPS 模块进行与单片机的接口通信完成，使用更方便，定位也更准确。所设计的电动导航系统具有全球定位、自动控制、实时性好等多方面优点为一体，应用在当今的汽车上有较好的发展前景。关键词:GPS;导航;数据采集中图分类号:U49文献标识码:A Abstract:The present paper introduced one kind take the monolithic integrated circuit as the primary control component,based on GSP module new intelligent electric automobile chassis guidance system design.The GPS localization mainly uses the technical ex -tremely mature GPS module to carry on with the monolithic integrated circuit connection correspondence completes,use more conve -nient,the localization is also more accurate.This chassis collection whole world localization,the automatic control,timeliness good and so on the various merit is a body,applies has the good prospects for development on the now automobile.Keywords:GPS;navigation;data acquisition 文章编号:1008-0570(2008)11-2-0255-02 近年来，我国私人小轿车拥有量呈上升趋势，单位用轿车拥有量也在快速发展，对于这一类车辆，GPS 领航系统侧重于电子地图领航，对运行路线不固定的车辆，可预先设置到达目的地，在运行中告知运行路线，起到领航的重要作用。本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，基于GSP 模块的新型智能电动汽车底盘的导航系统设计。 1主体控制方案 本系统是以单片机为主要控制器件，基于GSP 模块的新型智 能电动汽车底盘的导航系统设计。该车底盘具有智能避障、 寻迹、测距、报警、寻光、行驶路程显示、行驶时间显示、车体所在环境温度显示、车体所在环境湿度显示、人工定位等功能。可以使用无线遥控器控制，并可以在上位机显示出它所在的位置等数据信息。本系统设计主要包括硬件电路的设计、实时操作系统程序设计、多机通信设计与总线接口的设计。系统框图如图1所示。 图1系统框图 本系统硬件电路主要包括控制模块、GPS 定位模块、电机 驱动模块、传感器数据采集模块、网络节点接口模块、光报警模 块、 显示驱动模块、时间模块、键盘模块与无线通信模块组成。传感器数据采集模块由光电传感器进行对光线的跟踪，红外传 感器进行对近距离的数据采集，声纳传感器进行对远距离的数 据采集，温度传感器对车体周围的环境温度采集，湿度传感器 对周围环境的相对湿度采集等。网络接口采用串行通信方式。 显示驱动模块由LED 数码管与液晶共同显示。无线通信模块采用FSK 方式进行无线传输。 2GPS 定位系统设计 GPS 定位主要采用技术非常成熟的GPS 模块进行与单片机的接口通信完成。电机驱动电路模块主要采用H 型电路构建而成。GPS 模块的电源接口供电有15v 、12v 、5v 、3.3v 不等，本系统为了设计简单采用全新台湾HOLUX 公司推出的SIRF 第三代高灵敏度超小型GPS 接收模块这是最新推出的产品，采用 SiRF 第三代芯片， 主要是定位灵敏度大大提高，例如在汽车上应用时，只要靠近车窗就能较好工作，使用更方便，定位也更准确。本模块主要是提供给从事GPS 模块二次开发的客户使用的，GPS 模块使用3.3伏 （70毫安）直流工作电压，默认每秒输出一次TTL 的NMEA-0183信号。 此模块接口定义如表1所示。GPS 控制模块口控制模块方框图如图2所示。为了使车具 有导航系统，所以在车体上安装了GPS 模块，本设计采用全新台湾HOLUX 公司推出的SIRF 第三代高灵敏度超小型GPS 接 收模块，该模块由6个控制脚组成。为了减轻主控CPU 的负担，并且为了模块化硬件，所以该GPS 模块由一块STC12C2052单 片机进行单独的控制，并且通过74HS573与主单片机进行总线通信。STC12C2052单片机与GPS 通过串行口连接，并且以4800bps 的波特率进行通信。单片机的P1口与74HC573的数据输入口相连接，作为并行的8为数据总线使用，而LE 端口通过一个反响器与STC12C2052单片机的P3.7连接，并且P3.7口 通过一个74HC14与主控单片机的INT0相连。这样当P3.7为张丹彤:副教授 255--
汽车导航系统 即车载GPS导航系统，其内置的GPS天线会接收到来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息，结合储存在车载导航仪内的电子地图，通过GPS卫星信号确定的位置坐标与此相匹配，进行确定汽车在电子地图中的准确位置，这就是平常所说的定位功能。在定位的基础上，可以通过多功能显视器，提供最佳行车路线，前方路况以及最近的加油站、饭店、旅馆等信息。假如不幸GPS信号中断，你因此而迷了路，也不用担心，GPS已记录了你的行车路线，你还可以按原路返回。当然，这些功能都离不开已经事先编制好的使用地区的地图软件。 如何选购 1.地图设计要人性 硬件是基础，软件是灵魂，GPS导航仪的“灵魂”包括两个方面——软件引擎和地图数据，这两者是导航仪能否把你带到目的地的关键所在。电子导航地图是GPS导航仪赖以工作的另一个重要组件，电子导航地图的正确与否就直接决定了车主能否更快捷、更轻松地到达目的地。在当前的市场上，不论是国产还是完全进口，车载GPS产品内置的地图无非都是国内仅有的几个图商的资源，质量也是参差不齐。一般来说，正规品牌的GPS导航仪都会提供一年的免费更新，或者按次数计算，支持2次左右的免费更新服务。而在此之后更新地图就需要缴纳一定费用，一般来说GPS图商的地图更新维持在半年一次的水平，也有一些厂商每三个月更新一次数据，更新一次的费用在两百元左右。 2.搜星定位要快捷 作为导航产品，消费者最关心的当属它的收星能力，即信号接收能力。目前市场上销售的车载GPS大多数都会采用SiRFStarIII第三代芯片，这类芯片的优势是在有遮挡和天气情况恶劣的情况下可以捕捉和跟踪信号、减轻高楼林立带来的的信号干扰。此外，芯片的好坏还直接关系到计算路径时快捷准确的好坏。去同一个目的地，芯片的不同可能会出现不同的路线，而我们需要的是最佳路线。购买大品牌的产品不仅本身质量有保证，同时也可以享受一定年限的免费升级服务。选品牌其实也是在选售后，对于GPS导航产品来说，后续的服务问题更为重要，因为地图是在实时更新的。不同的厂商，获取地图数据的来源不同，免费的更新方式也有多种多样。购买时做好了解，可以避免使用后一些不避免的麻烦。此外，开机速度和反应速度都是重要参数，由于开车时要时刻注意安全并且汽车在高速行进中，因此速度快可以提升车辆导航的精确度，同时也可以节约使用者的操作时间，省时更省心。 3.导航要注重实用性
第21届“冯如杯”学术科技竞赛参赛论文 自然科学类学术论文 论文名称：智能盲人导航系统 项目编号： 学院名称：机械工程及自动化学院 专业名称：机械工程及自动化 学生姓名：王世豪（10071108） 指导教师：杨建军 北京航空航天大学 二○一二年四月制
摘要 随着以单片机为核心的微控装置的应用广泛和单片机技术的成熟，廉价的单片机可以为盲人提供很多新的帮助。本文以61板为核心进行拓展，提出具有超声波模块测距、红外线模组测障、GPRS模块定位和GPS模块导航的新型智能盲人导航系统。它的不同点在于，它不仅具有目前导航设备所拥有的一般传感器的功能，而且还有语音识别功能和语音导航功能。这些功能让它变得更加的贴近盲人的生活，有很长远的意义。 本文的智能盲人导航系统是集中了多种性能，专门为盲人设计的导航系统，它符合盲人的出行需求，能很好的为盲人指清道路，提供方便。 关键词：单片机，导航，盲人，语音识别
Abstract With the widely used microcontroller as the core micro-control device and microcontroller technology matures, low-cost microcontroller can provide a lot of new help for the blind. 61 board as the core of development, the ultrasonic modules ranging, the measured barrier of infrared module, GPRS module positioning and GPS module, navigation, new intelligent blind navigation system. The difference is that it not only has the function of the navigation equipment have a general sensor, but also voice recognition capabilities and voice navigation. These features make it more close to the lives of the blind, long-term significance. The smart navigation system for the Blind is to focus on a variety of performance, specifically for the blind navigation system, which is consistent with the travel needs of the blind, can be good for the blind refers to the clear roads, provide convenience. keywords: Microcontroller, navigation, Blind, voice recognition
关于轮胎和摩擦系数 2007-12-02 11:47 极限驾驶的乐趣很大程度上来自绝佳的操控表现，而车辆抓地性的改善是提高操控性的基本方向。增加抓地性目的无非是为了提高过弯的速度（ConeringSpeed）、减少刹车距离、减少加速时的打滑现象。车子和路面接触的地方唯有轮胎，所有的性能都是经由轮胎来发挥和达成，为了提高操控性能和驾驶乐趣，我们针对底盘悬挂系统所作的种种改良和设定，无非是要增加轮胎的接地面积（Tire Contact Patch），提高车子的抓地表现。 增加轮胎的抓地性有几种方法： 一、增加轮胎和地面的摩擦力要增加轮胎和地面的摩擦力有两种方法可达成这个目的。第一是增加路面的摩擦系的，所谓“摩擦系数”是路面所能提供对轮胎的抓附能力，摩擦系数越大抓附力越大。柏油路面、水泥路面、砂石路面各有不同的摩擦系数。所能提供对轮胎抓附力也各有不同。其次是增加轮胎本身的摩擦系数，这可由选择较软的轮胎来达成。较软的轮胎可提供较强的抓地力，但是相对的磨损也较快。这里所谓“软的轮胎”指的是轮胎胎面的橡胶材质较软，如果和高扁平比轮胎和胎压不足所造成行路性较软、较舒适联想在一起那就大错特错！ 二、增加轮胎接地面积要增加轮胎和路面接触的面积，最简单的方法就是换上较宽的轮胎，再来就是选用胎纹较少的轮胎，如此可增加轮胎与地面实际的接触面积，但是却也会影响在湿滑路面抓地表现。最后也是最重要的就是在既定的接地面积下，经由正确的轮胎胎压及悬挂的精确调校把轮胎的潜力完全发挥。 轮胎的接地面积即使是行驶在平坦的直路都会小于静止时，行经不平路面或是过弯时更会因为上下的跳动或是侧向的受力，而造成接地面积的大幅减少，甚至悬空。悬挂的改良最终的目的就是随时把轮胎尽可能的保持与地面接触，尤其是在过弯或是行经不平路面时。 三、增加轮胎的垂直荷重是车辆本身施予轮胎的重量加上空气动力学效应所产生的下压力的总和。轮胎的橡皮会因为垂直荷重的增加而与地面更紧密的
第17卷第6期中国水运Vol.17No.62017年6月China Water Transport June 2017 收稿日期：2017-05-07 作者简介：李能斌，上海中船航运有限公司船长，总经理。 智能导航系统的发展与应用 李能斌 （上海中船航运有限公司，上海200000） 摘 要：本文首先然后分析了智能导航系统和运行原理，并针对其适用范围，指出在应用方面的局限性，以期对智 能导航系统的开发研究有所帮助。 关键词：智能导航；系统；智能决策；船舶避碰中图分类号：TP301文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）06-0044-03 一、引言 随着信息科学、计算机技术、人工智能及其现代控制等技术的飞速发展，人们尝试用它们来解决船舶航行的安全问题。航行安全问题一直是航海界面临的急需解决的重大课题，据海外资料统计，每年头事船舶约为200艘，总吨数为120万t，占世界船队的0.4%左右，这相当于每15d 损失一艘5万t 级的船舶。然而，在碰撞船舶的原因调查中，有80%以上是由于人为因素造成的。解决人为因素问题可以通过二个途径：一是加强船员技术培训和管理，提高船员素质和责任感；二是提高船舶自动化程度，逐步实现航海自动化，随着经济的发展，船员不长期从事这个职业已成事实。因此从技术上提高自动化程度，在决策和操作上减少人的参与，逐步实现船舶避碰自动化，这才是解决人为因素的根本方法。自80年代以来，国内外航海界在智能导航技术方面取得了重大发展，而实现智能导航的核心就是实现自动避碰，为此，许多专家、学者从各个领域，不同角度致力于解决船舶的智能避碰问题。 二、智能导航系统结构框图及各部分的作用 船舶自动避碰系统结构如图1所示。本系统由数据库、 图1船舶自动避碰系统结构图 带有虚线部分为本船的传感器，其功能是收集本船及他船的运动信息，并将所收集的信息输入数据库。根据GPS 找出我船的船位，从计程仪和罗径上知道，我船船速和航向，从雷达上可获知周围船舶动态和环境情况，通过ARPA 可知他船和我船的DCPA 和TCPA。 电子海图提供了当地水深和地质数据，航海危险物数据，助航标志数据等海图信息。 数据库主要存放来自传感器和电子海图的信息以及推理过程中的中间结果等数据，供机器学习及进行深入推理时随时调用。 知识库主要包括了根据国际海上避碰规则、船员经验和专家对国际海上避碰规则的理解和认识的模块及根据船员避碰行为和专家经验所推导的研究成果，包括了良好船艺的基础知识和规则；包括了实现避碰了推理所需的算法及其结果和由各种产生式规则形成的若干个基本避碰知识模块等构成。避碰知识库是船舶自动避碰块决策的核心部分。根据船员避碰实践、国际海上避碰规则、航海专家和专业人员对规则的解释及良好船艺的实地应用，通过知识工程的处理将其转化成可用的形式。所谓知识工程是这样的技术：它从专家和文献中选取有关特定领域的信息，并将其模型制成所选定的知识形式。描述知识可以有很多种不同形式，在本系统中所采用的专家系统中通常所采取的形式，即为“如果……那么……”产生规则。其主要优点在于它的积木性。对于避碰局面的划分，根据能见度好坏分为能见度好时两船会遇、能见度不好时两船会遇、能见度良好时多船会遇和能见度不良时多船会遇基本形式。在每一种划分中，根据不同的会遇情 况又有不同的避碰操纵划分。对每一划分的每一避碰操纵划分，根据专家意见及船员实际避碰操纵，规定了具体的操纵避碰方式。其根本目的是为推理机的推理提供充分的和必需的知识。 机器学习就是计算机自动获取知识。对于避碰这样一个动态、时变的过程，就要求系统具有实时掌握目标动态的能力，这样依据知识而编制的避碰方案才会具有人的应变能力。所建造的专家系统性能的好坏，关键取决于机器学习的质量，学习质量是通过学习的佥性（真实性）、有效性和抽象层次这三个标准来衡量的。本系统采取以下方式，提高专家系统的性能。系统设计中采用算法作为学习的表示形式，采用归纳学习作为学习策略，即学习中采用推理的方法。机器学习就是在推理机推理决定应选取哪个模块来确定避碰方法。方法
文献综述 课题：基于超声波的盲人导航系统设计姓名： 班级： 学号： 学院： 指导老师：
盲人导航机器人的发展状况 1 前言 1.1 选题背景 我国是世界上盲人最多的国家，约有500万盲人，占全世界盲人总数的18%。我国盲人目前的导盲辅助普遍是普通拐杖，随着科技的快速发展，这种落后的导盲 辅具已经无法满足现代化生活的需要，盲人发生交通事故的事件也屡屡发生。因此 设计一种基于超声波的盲人导航系统具有十分重要的意义。 1.2 课题背景 现代的机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感器技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高技术，集成了多学科的发展成果，代表了高 科技的发展前沿，是当前科技研究的热点方向。而移动机器人是机器人学中的一个 重要分支，且随着传感器技术、计算机科学、人工智能及其他相关学科的迅速发展，移动机器人正向着智能化和多样化方向发展，它的应用也越来越广泛，几乎渗透到 所有领域。而在移动机器人相关技术研究中，导航技术是其研究核心，也是移动机 器人实现智能化及完全自主的关键技术。 智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模 式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或 是更高的目标。本设计主要体现多功能小车的智能模式，设计中的理论方案、分析 方法及特色与创新点等。超声波作为智能车避障的一种重要手段，以其避障实现方便，计算简单，易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的要求，在未来汽车智 能化进程中必将得到广泛应用。我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据
一席之地，未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种情况下研究超声波在智能车避障上的应用具有深远意义。 2 导航机器人的历程 机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。第一代机器人属于示教再现型,第二代则具备了感觉能力,第三代机器人是智能机器人,它不仅具有感觉能力, 而且还具有独立判断和行动的能力。英格伯格和德沃尔制造的工业机器人是第一代机器人，属于示教再现型，即人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，或者人用“示教控制盒”发出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步完成它应当完成的各个动作。 20世纪70年代，第二代机器人开始有了较大发展，第二代机器人则对外界环境实用阶段，并开始普及。第三代机器人是智能机器人，它不仅具有感觉能力，而且还具有独立判断和行动的能力，并具有记忆、推理和决策的能力，因而能够完成更加复杂的动作。中央电脑控制手臂和行走装置，使机器人的手完成作业，脚完成移动，机器人能够用自然语言与人对话。智能机器人在发生故障时，通过自我诊断装置能自我诊断出故障部位，并能自我修复。今天，智能机器人的应用范围大大地扩展了，除工农业生产外，机器人应用到各行各业，机器人已具备了人类的特点。机器人向着智能化、拟人化方向发展的道路，是没有止境的。机器人是虽然外表可能不像人，也不以人类的方式操作，但可以代替人力自动工作的机器。 日本在20世纪60年代和美国都在开始进行机器人的研究，由于我们国家存在很多其他的各种因素、问题。我们国家在机器人的研究，在20世纪70年代后期，当时我们在国家北京举办一个日本的工业自动化产品展览会，在这个会上有两个产品，一个是数控机床，一个是工业机器人，这个时候，我们国家的许多学者，看到
智能盲人路面导航系统报告
计算机学院 单片机设计与开发技术报告 题目：盲人智能导航路面系统设计与开发姓名：学号 姓名：学号 姓名：学号 指导老师： 起止时间：2016 年9 月至2016 年12月 西安电子科技大学计算机工程系 2012年5月制
摘要 此系统目的在于提供一种方便盲人独自安全出行的导航系统，旨在解决现有的盲人导航系统不能够准确、安全的为盲人导航的问题。系统采用RFID射频识别技术进行导航，将道路存储在电子标签，再转换成相应的语音提示信息，从而实现为盲人提供精确、安全的导航，解决盲人的出行问题。现阶段已完成预定功能，实现RFID盲人导航、语音提示、盲人输入法、GPS导航、语音读取短信、GSM相关功能等。系统能准确的帮助盲人到达目的地，让盲人实现自由地出行。 关键词：盲人出行；盲人导航；RFID
第一章绪论 当今社会科技发展迅速，带给人们生活的便利也越来越多，从物联网到大数据，从互联网到人工智能，所有的一切都是为了让人们体会到更加便捷。然而这些技术中却很少有为盲人服务的。中国是世界盲人最多的国家之一，目前约有500万盲人占世界盲人总数的10%以上，低视力者600多万，盲人的出行成了一个不可忽视的社会问题。 目前盲人出行主要依靠盲道、手杖。已经面世的盲人导航系统大多基于超声波识别系统，现有的超声波盲产品往往只能够辨别出前方是否有障碍物以及障碍物的距离，无法知道障碍物到底是什么。而这些在实际使用过程中，都存在一些不足之处，存在安全隐患和导盲的精确性问题。利用RFID新兴技术进行盲人导航有着可靠性高、定位精确的特点，通过语音的方式对盲人出行进行引导，为成千上万的盲人出行带来方便。
汽车导航系统技术解析car navigation system GPS is a global positioning satellite 24 as a foundation, to provide all-weather around the world the three-dimensional position, three-dimensional velocity information such as a radio navigation and positioning system. GPS positioning principle is: the user to receive satellite signals, obtaining the distance, clock correction and atmospheric correction parameters between the satellite and the user from, to determine the location of the user through data processing. Now, the special function within the civil GPS positioning precision can reach 10m does GPS has long aroused the automobile profession's attention, when the United States announced the opening of a part of the GPS system in the Gulf War, the automobile industry to seize this opportunity immediately, invest in the development of automotive navigation system, positioning and orientation of automobile
车载导航系统构架及应用分析
在车载系统中，除了行车操控息息相关的车体、传动及安全系统开始导入更多电子功能外，最充分利用电子技术的应用当是资通娱乐系统。这个结合资讯、通讯和娱乐的车载应用系统，正是电子技术进展最快速的三大领域，当它们被转移到汽车的市场时，也发展出独到的应用型式与技术。 在这个领域出现的新名词为Telematics，它是是通讯和资讯的合成字，顾名思义，它意指整合通讯与资讯的新兴车载应用。在产品定位上，可以分为可携式设备(PortableDevice)和车装式设备(In-vehicle)两种，这两类设备又可依是否具备对外的通讯功能，再将Telematics的市场区隔分为四大块。 GPS导航定位在Telematics中具有关键性的地位，车载GPS系统除了可为驾驶提供导航资讯外，当它与无线通讯技术(如GPRS/3G)结合时，它能提供定位资讯给Telematics的服务供应商，如裕隆的TOBE、北美GM的OnStar，以及日系的Toyota、Honda、Nissan车厂。当
他们的服务中心收到个别车子的位置资讯后，就能够为车主提供道路救援、失车找回等服务。当然，计程车或公车、游览车也可运用GPS来发挥车队追踪及控管的功能。 另一个与GPS息息相关的应用则与紧急救难有关。在美国有一项e911的计画，它要求手机中必须建置定位功能，以做为紧急状况通报之用；e911属于个人性的紧急救难策略，相较之下，欧盟则提出汽车驾驶紧急救难相关的eCall 计画，预定在2009年9月以后，欧盟全部的新车都要具有eCall的配备，此配备将结合碰撞侦测、GPS和行动通讯三大功能，在第一时间自动向泛欧统一的紧急电话号码112进行通报，除了车辆地理位置之外，eCall还设定可传送数据资料，以语音和资讯双重管道让112接线人员来判定合适的救援方式。 GPS在车载系统中已逐渐成为必备装置，而且不断发展出加值功能。本文将介绍车载GPS的系统设计架构、要领、天线设计及其他前瞻性的技术发展趋势。