杜傳晶++李莉

摘 要：本文研究的是具有多功能的手杖，幫助盲人能夠和正常人一樣出行生活，為了使盲人的生活更加美好。用52單片機(jī)將處理環(huán)境的信息通過震蕩和語(yǔ)音告訴盲人，導(dǎo)盲杖上有三個(gè)功能按鈕，分別為指示當(dāng)前方向功能、指示當(dāng)前時(shí)間功能、啟動(dòng)手柄震動(dòng)功能，還可以通過GPS確定盲人的位置。

關(guān)鍵詞：52單片機(jī)；手杖；GPS；GSM

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.204

1 引言

正目前全球有4500萬(wàn)盲人， 并且有1.8億的人有視力障礙。眾所周知，盲人雖然眼睛看不見，但是其他感官卻比常人發(fā)達(dá)許多，比如聽覺和感覺，我們可以利用盲人的聽覺以及被牽引時(shí)的感覺來(lái)讓盲人達(dá)到出行的目的。通過研究多功能的手杖學(xué)習(xí)52單片機(jī)的內(nèi)部資源，利用GPS模塊來(lái)確定盲人的位置，夜間警示路人盲杖上的指示燈自動(dòng)亮，利用GSM模塊緊急短信按鍵按下時(shí)，發(fā)送一短信至110報(bào)告失蹤，手杖利用GPS模塊，GSM模塊來(lái)保障盲人的出行生活，使盲人的生活更加美好。

2 導(dǎo)盲避障報(bào)警手杖的設(shè)計(jì)理念

該設(shè)計(jì)是以52單片機(jī)為主控芯片，通過盲人手杖上的三個(gè)功能按鈕，分別為指示當(dāng)前方向功能、指示當(dāng)前時(shí)間功能、啟動(dòng)手柄震動(dòng)功能，當(dāng)緊急短信按鍵按下時(shí)，發(fā)送一短信至110報(bào)告失蹤。當(dāng)指示當(dāng)前時(shí)間按鈕按下時(shí)，語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前的時(shí)間，精確到分，范圍24小時(shí)任意時(shí)間。當(dāng)啟動(dòng)手柄震動(dòng)按鈕后，當(dāng)前方1.8米內(nèi)有障礙物時(shí)，手柄開始震動(dòng)，這樣在喧鬧的環(huán)境下，盲人聽不到語(yǔ)音報(bào)警時(shí)，可以感覺到手柄的震動(dòng)報(bào)警，再次按下改鍵則關(guān)閉手柄震動(dòng)功能。

如果盲人自己走失，除了當(dāng)緊急短信按鍵按下時(shí)，發(fā)送一短信至110報(bào)告失蹤。也可以開啟導(dǎo)盲杖的GPS功能，這樣家人就可以通過互聯(lián)網(wǎng)確定盲人的位置了，以防盲人走丟。

3 硬件電路設(shè)計(jì)

硬件電路分為電源模塊，單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊，GPS模塊，GSM模塊，時(shí)間模塊，超聲波模塊，指示燈模塊。下面分別介紹下電源模塊，時(shí)間模塊，指示燈 。

3.1 電源模塊電路

整個(gè)系統(tǒng)是通過2節(jié)18650電池來(lái)供電，然而單片機(jī)系統(tǒng)需要的是5V電源，傳感器模塊需要的是3.3V電源。所以我們需要對(duì)電源進(jìn)行降壓設(shè)計(jì)。通過LM7805電源芯片穩(wěn)成系統(tǒng)需要的5V電源，前后均有濾波電路，傳感器需要的3.3V通過AMS117來(lái)進(jìn)行穩(wěn)壓。圖1，圖2是設(shè)計(jì)的硬件圖。

3.2 時(shí)間模塊

時(shí)間模塊用時(shí)間芯片DS12C887來(lái)記錄時(shí)間，端口P0是數(shù)據(jù)傳輸口，端口P1是數(shù)據(jù)控制口，初始化時(shí)間后，就可以正常報(bào)時(shí)。因?yàn)闀r(shí)間芯片DS12C887內(nèi)有鋰電池，即使電源模塊電路沒電，內(nèi)部還可以計(jì)時(shí)（圖3）。

3.3 指示燈模塊

指示燈模塊的主要功能是夜間警示路人功能，在夜間時(shí)，或者燈光昏暗的環(huán)境時(shí)，盲杖上的指示燈自動(dòng)亮，可以警示前方路人注意盲人的位置，注意避讓盲人。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

本文針對(duì)手杖的設(shè)計(jì)，對(duì)其原理、結(jié)構(gòu)，軟件設(shè)計(jì)及其硬件設(shè)計(jì)做了充分的介紹。通過軟硬件的修改、參數(shù)的整定、算法的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了手杖的多功能。在此過程中學(xué)習(xí)了硬件結(jié)構(gòu)，軟件調(diào)試、了解功能。接下來(lái)將以此為基礎(chǔ)，更加深層次地研究手杖的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁安存.全球定位系統(tǒng)（GPS）原理與應(yīng)用[J].大連海事大學(xué)出版社，1999（11）.

[2]錢天爵，瞿學(xué)林.GPS全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].北京海潮出社，1993（12）.

基金項(xiàng)目：省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目：基于52單片機(jī)的導(dǎo)盲避障報(bào)警手杖（編號(hào)201610379126））

作者簡(jiǎn)介：杜傳晶（1997-），男，安徽六安人，學(xué)生，研究方向：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制。