基于单片机的导盲系统的设计Word格式文档下载.docx
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经测试本系统具有硬件结构简单、成本低、工作可靠、流程清晰、精度高、易于推广的优点。
关键词:
STC89C52,超声波测距,GSM,GPS,ISD4002。
TheDesignoftheSeeing-eyeSystemBasedonMCU
Abstract
Chinahasthelargestnumberoftheblindintheworld.Theblindliveinaworldofdarkness,bringinggreatdifficultiestothework,life,socialactivities.BeingSafetowalkisthebiggestproblemintheblindlife.Imitatethebat'
sultrasoniccapabilitiesandprinciplesinthisarticle,theapplicationofecholocationprinciple,andthenreceivedbysendinganultrasonicechoinformationandanalysisoftheobstacles,andGPSGlobalPositioningSystemandGSMnetworkcommunicationsystemtobeapplied,anddevelopedasetofultrasonicguidesystem.
Thispaperfirstintroducesthedevelopmentsituationanddevelopedtrendofdomesticandinternationalpositioning,ultrasonicrangingprinciple,theprincipleofGPSpositioningandGSMcommunicationtheoryisintroduced,andthengiventheoptionofthesystem,thehardwarepartofthecircuitmoduleindetaildescription,includingthecontrolcenter,ultrasonicdistancemeasurementcircuit,theGPSmodulecircuit,GSMmodulecircuitandvoiceplaybackcircuit.Thentheguidedevicedesignprocessiscompletedbythepreparationoftheserialcommunicationprogram,theGPSdataextractionproceduresandtheGSMshortmessagesendingprogram. Ultimatelysomeimportantpartsoftheguidedevicewasdebugged,includingthedebuggingofthesoftwareinterfaceprogramming,GPSdatareception,ATcommandandserialcommunicationdebuggingandtheallfunction.
Throughexperiments,themainfeaturesandtechnicalspecificationshavemeetthedesignrequirements,thissystemcanachievereal-timemeasurementofthedistance, emergencyalarmfunctions.Thissystemhasbeentestedthathardwarestructureissimple,lowcost,reliable,clearflow,highprecision,easytopromote.
Keyword:
STC89C52,ultrasonicdistancemeasurement,GSM,GPS,ISD4002。
目 录
1 绪论 1.
1.1研究背景和意义 1
1.2国内外已经研制成功的超声波导盲装置 2
1.2.1电子导盲仪 3
1.2.2移动式机器人 3
1.2.3穿戴式导盲仪 4
1.2.4引导式手杖 5
1.3本系统的主要研究内容 5
2超声波测距的工作原理 7
2.1超声波 7
2.1.1超声波概述 7
2.1.2超声波衰减 8
2.2超声波传感器 9
2.2.1超声波传感器的特点 9
2.2.2超声波传感器的结构及原理 10
2.2.3传感器的主要参数 10
2.3超声检测的原理和方法 11
3GPS和GSM的工作原理 13
3.1GPS系统的构成及基本定位原理 13
3.1.1GPS系统的构成和特点 13
3.1.2GPS的定位原理 15
3.2GSM技术 17
3.2.1GSM综述 18
3.2.2GSM模块中的AT指令和短消息 18
4单片机导盲系统总体方案设计 20
4.1总体实现的功能 20
4.1.1障碍物检测 20
4.1.2GPS采集数据 21
4.1.3GSM通信 21
4.1.4ISD语音播放 21
4.2系统方案选择 21
4.2.1系统总体方案 21
4.2.2系统控制芯片选择 22
4.2.3无线通信方式选择 23
II
5单片机导盲系统的的硬件设计 24
5.1系统的结构框图 24
5.2系统的硬件组成 24
5.2.1控制中心 25
5.2.2超声波测距模块 25
5.2.3GPS采集模块 27
5.2.4GSM短信模块 27
5.2.5语音提示模块 28
6单片机导盲系统的软件设计 30
6.1系统的总体流程图 30
6.2GPS模块程序设计 31
6.2.1GPS数据与GPS协议 31
6.2.2GPS模块程序设计 32
6.3GSM模块程序设计 34
6.3.1GSM模块指令 34
6.3.2GSM模块程序设计 36
7系统调试 3.8
7.1系统软件调试 38
7.2GPS数据调试 39
7.3系统硬件调试 39
7.4测距调试 40
7.5GSM电话短信调试 40
结论 4.1
致谢 4.2
参考文献:
4.3
附录 4.5
源程序:
45
外文资料翻译 57
1绪论
1.1研究背景和意义
我国曾在上世纪80年代进行过视力残疾状况调查,结果显示,我国有视力残疾患者近1300万,其中盲人约就有550万。
从全国防盲技术指导组办公室得到的数据也显示,我国有500万盲人,占世界盲人总数的1/5[1]。
随着人民生活水平的不断进步,让生活变得越来越简单成为了人民普遍追求的生活理念。
盲人既是我们普通人民中的一员,又是一个特殊群体,他们由于先天的生理缺陷,在日常生活中比我们常人会遇到更多的不方便,不能准确及时的发现并躲避障碍物就是一个重要的弊端。
虽然在现实生活中大多数的盲人都是由普通的拐杖来辅助行走的,但这种拐杖只是一根普通的长杆,存在着太多的不足,比如不能探测上方悬挂的障碍物,不能识别稍远一点的障碍物等[2]。
导盲犬虽然是引导盲人行进的不错选择,然而训练的不易、耗时及成本高昂也使得导盲犬的使用率并不高。
如果有一种既轻巧,又便宜,同时又能及时的识别周围障碍物并发出报警信号的智能拐杖在盲人的手中将会为盲人的生活提供极大地方便。
GPS全球定位系统是一个基于卫星导航定位技术的全天候、被动式无线电
[3]
导航、定位、授时系统。
目前我们所用到的导航定位产品几乎全部是以GPS
全球定位系统为基础应用的产品,GPS导航定位系统以其高定位精度、全天候定位等优势被广泛应用到各个领域中,同时也带来了美好的市场前景,其拥有着不可替代的地位。
GPS全球定位系统目前已经成为应用最为广泛的、具有
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广阔的应用前景的一种定位系统。
目前,全球90%以上的导航定位设备都在向GPS定位靠笼。
GSM移动通信系统是我国国内目前发展最成熟和市场占有量最大的一种数字蜂窝移动通信系统,其新业务、新功能也是层出不穷。
当然在利益的驱使之下,许多的新业务及功能都是为了满足用户的移动定位需求,面对国内人数超过5亿的用户群体,移动定位技术的快速发展也就显得迫在眉睫了[6]。
随着GPS全球定位技术和GSM通信技术的广泛应用和发展,通信链路的建立、数据信息的传输显然已经成为实际应用中尤为突出的问题了。
GSM系统短消息业务的快速发展使人们看到了一种全新的解决问题的途径,同时也使得GSM网络和GPS技术的应用领域更加广阔,他们之间的联系愈加紧密。
GPS和GSM的联合定位早在2007年的欧洲,就已经有了长足的发展,随着国内的快速发展,GPS和GSM的联合定位的需求也呈现快速的增长态势。
本课题就是利用GPS定位和GSM移动定位两种技术,同时利用GSM系统的短信技术来实现导盲系统的信息定位。
1.2国内外已经研制成功的超声波导盲装置
为了提高盲人的生活质量,增加其行走能力,世界各国一直在进行着导盲系统的研制。
有许多研究已经有了成功的案例,其中无线电、卫星导盲系统和红外线导向灯系统,要求改善周围的环境设施,患者借助于外来信息确定自身的方位,虽然反映的信息较多,但耗资庞大,信息量固定,发展更新迟缓,而且也很容易受到外来信息的干扰或者遭到人为的破坏;
电子眼镜用光导和摄像原理将景物和周围物体成像转换成相应的听觉信号,虽然结构简单,信息质量固定,但是系统复杂、成本昂贵。
超声波导盲系统实现成本低、使用方便、抗
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- 基于 单片机 系统 设计