雷達(dá)位點(diǎn)測(cè)障拐杖的設(shè)計(jì)

截止2017年，我國(guó)大約有1.5億的老年人以及600多萬(wàn)盲人，換句話說(shuō)，每10個(gè)人中既有1個(gè)老年人，同時(shí)每200名中國(guó)人中就有一位盲人。他們和我們一起生活，同樣也需要努力工作賺錢(qián)、學(xué)習(xí)充電以及照顧自己的家庭；但是，他們有許多與我們不一樣的地方，他們需要面對(duì)衣食住行各方面問(wèn)題，然而能為老年人以及盲人提供服務(wù)和幫助的設(shè)備及基礎(chǔ)設(shè)施不多，他們受教育的機(jī)會(huì)也很少，就業(yè)機(jī)會(huì)就更少了，社會(huì)對(duì)盲人和老年人的幫助意識(shí)淺薄。因此，為了逐步解決老年人以及盲人的生活問(wèn)題，我們也應(yīng)從基礎(chǔ)做起，首先考慮到的是老年人以及盲人的出行問(wèn)題。解決老年人以及盲人的出行安全是重中之重。

1引言

很多老年人以及盲人外出需要拐杖的幫助，盲人道的設(shè)計(jì)原理本身是為了方便盲人以及老年人帶著拐杖出行，但是盲人面臨的問(wèn)題依舊有很多，首先就是安全問(wèn)題，老年人及盲人在出行時(shí)，如果遭遇到打劫，或者偷盜的不法分子，他們必會(huì)任由其宰割，就算沒(méi)遇到，在十字路口或者通過(guò)馬路時(shí)，也會(huì)遭遇很多危險(xiǎn)；其次就是路線問(wèn)題，大多數(shù)老年人及盲人記路線依靠腦子死記硬背，所以如果他們失誤走錯(cuò)了路，就很難成功地走回家；最后就是快速與舒適的問(wèn)題，老年人及盲人走路的形象大家很容易想到，就是拿拐杖敲擊地面，以這樣的形式走路不僅慢，遠(yuǎn)距離步行的話會(huì)很累，身體也會(huì)吃不消。

2雷達(dá)位點(diǎn)測(cè)障拐杖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1單片機(jī)在測(cè)障拐杖上的應(yīng)用

單片機(jī)早已滲透到了我們?nèi)粘Ｉ钪械暮芏囝I(lǐng)域，幾乎再難找到生活中的哪個(gè)領(lǐng)域能看不到單片機(jī)蹤跡。例如導(dǎo)航裝置，控制飛機(jī)、高鐵的各種類(lèi)型儀表，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊等等，這些設(shè)備和領(lǐng)域都與單片機(jī)有這千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。第一，在智能化儀器和儀表方面的應(yīng)用，單片機(jī)功耗低、體積小、擴(kuò)展靈活、控制功能強(qiáng)、微型化、使用便捷，在精密儀器以及儀表中應(yīng)用廣泛，結(jié)合各種類(lèi)型的傳感器，既能實(shí)現(xiàn)諸如功率、頻率、濕度、溫度、電壓、流速、厚度、角度、長(zhǎng)度、壓力、硬度、元素等物理度量的測(cè)定。有了單片機(jī)的控制，可以使得精密儀器以及各類(lèi)儀表更加的智能化、數(shù)字化、微型化，而且功能比采用電子和數(shù)字電路更強(qiáng)大。第二、在工業(yè)上控制的應(yīng)用，單片機(jī)可以組成多樣形式的控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。第三、在家用電器上的應(yīng)用，家用電器幾乎都采用了單片機(jī)的控制，如電飯煲、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、音響等視頻類(lèi)電器。第四、在其他方面的應(yīng)用，諸如倒車(chē)?yán)走_(dá)、智能測(cè)障拐杖等。

2.2雷達(dá)位點(diǎn)測(cè)障拐杖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.2.1 CPU控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)所用的是AT89S52單片機(jī)（如圖2-1所示），該機(jī)型的引腳有40個(gè)，是一類(lèi)低功耗、高性能的并且含有8K字節(jié)快閃只讀存儲(chǔ)器的8位CMOS微控制器。

AT89S52的主要性能：

1.與MCS-51微控制器產(chǎn)品兼容。

2.編程所需的所有電壓，都不需外部電路提供。

3.電壓（Vcc）調(diào)節(jié)范圍： 2.7V-6V。

4.全靜態(tài)工作由0Hz到16MHz。

5. 32條可編程I/O線。

6. 128X8位內(nèi)部RAM。

7.三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。

AT89C52芯片的40個(gè)引腳功能為：

1.Vcc：電源 。

2. GND：接地作用。

3. RST：復(fù)位信號(hào)輸入。

4.XTAL1：反向振蕩放大器以及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入

5.XTAL2：反向振蕩放大器的輸出。

6.PSEN：外部程序的存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。在取指期間，每個(gè)機(jī)器周期都有兩次/PSEN有效。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)不會(huì)出現(xiàn)。

7.EA/VPP：當(dāng)加密的方式為1時(shí)，EA把內(nèi)部鎖定成RESET；在編程的時(shí)候，使用12V的編程電源（VPP）編寫(xiě)引腳。

8. P0：8位的漏級(jí)及開(kāi)路雙向I/O端口，每個(gè)引腳能吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1端口的引腳首次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。

9. P1：8位的雙向I/O端口。

10. P2：帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。

11. P3：引腳P3.0～P3.7為帶內(nèi)部上拉的雙向I/0引腳。

2.2.2超聲波換能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的該部分設(shè)計(jì)可分為收發(fā)同體與收發(fā)分體式。其中一體式的收發(fā)即是指能將超聲波發(fā)送出去，也能接收超聲波；而分體式的收發(fā)則指由專(zhuān)門(mén)的發(fā)送器將超聲波發(fā)送出去，再由專(zhuān)門(mén)的接受器將超聲波接收回來(lái)。本次系統(tǒng)采用的超聲波測(cè)距模塊。

超聲波測(cè)距模塊可提供2cm~400cm的距離感測(cè)功能，測(cè)量的精度可以控制在2mm范圍內(nèi)，該系統(tǒng)模塊還包含了發(fā)送和接收超聲波的裝置以及相應(yīng)的控制電路。Vcc可提供5V左右的電源，將GND端口接地，TRIG則控制著觸發(fā)信號(hào)的輸入，ECHO是回相信號(hào)輸出。

控制換能的電路主要由超聲波信號(hào)所產(chǎn)生的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)該電路的需要，發(fā)射信號(hào)的電路應(yīng)該滿足以下要求:

（1）振蕩電路中的振蕩頻率可以調(diào)節(jié):

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用是“555”型振蕩電路。

（2）驅(qū)動(dòng)電路的能力要強(qiáng)：

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中控制驅(qū)動(dòng)電路的超聲波傳感器原理圖。

（3）增加 I/O口的控制：

為了加大超聲波測(cè)距系統(tǒng)的量程范圍，需加以驅(qū)動(dòng)電路。此超聲波模塊可提供10cm~500cm的非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距精度可在1cm。

2.2.3 燈光示警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要采用燈光示警的模式，用閃動(dòng)的指示燈來(lái)警示行人或者車(chē)輛；其次還會(huì)通過(guò)聲音示警，發(fā)出特定的語(yǔ)音提示來(lái)提醒使用人。此次設(shè)計(jì)添加了光控制LED燈示警系統(tǒng)，為了夜晚時(shí)提醒車(chē)輛和行人避讓老年人以及盲人所設(shè)計(jì)。其中該系統(tǒng)的光線集采電路原理。

2.2.4穩(wěn)定電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的主要目的就是給其他各電路的正常工作提供穩(wěn)定的電能。而電源的設(shè)計(jì)也是所有電路的設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，穩(wěn)壓供電原理圖。

3結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分結(jié)合了單片機(jī)的運(yùn)算、控制這兩大功能，依照超聲波的特性和使用方式，對(duì)超聲波的測(cè)距模塊和系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。將超聲波用于測(cè)距方面，則會(huì)更加便捷、高效、迅速且很容易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的控制，除此之外，還能做到符合工業(yè)上對(duì)于測(cè)量精度的要求，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技、社會(huì)等各方面不斷的發(fā)展，對(duì)超聲波的使用將會(huì)越來(lái)越頻繁，其應(yīng)用的范圍也會(huì)越來(lái)越廣泛。但是就目前的超聲波技術(shù)的水平來(lái)說(shuō)，能夠做到具體應(yīng)用的超聲波相關(guān)技術(shù)水平還有待提高，所以這正是一個(gè)在蓬勃發(fā)展并而又有著無(wú)限前景的技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

本文來(lái)源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://12-baidu.cn/w/qk/21223.html