雷達位點測障拐杖的設(shè)計

截止2017年，我國大約有1.5億的老年人以及600多萬盲人，換句話說，每10個人中既有1個老年人，同時每200名中國人中就有一位盲人。他們和我們一起生活，同樣也需要努力工作賺錢、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，他們需要面對衣食住行各方面問題，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，他們受教育的機會也很少，就業(yè)機會就更少了，社會對盲人和老年人的幫助意識淺薄。因此，為了逐步解決老年人以及盲人的生活問題，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，但是盲人面臨的問題依舊有很多，首先就是安全問題，老年人及盲人在出行時，如果遭遇到打劫，或者偷盜的不法分子，他們必會任由其宰割，就算沒遇到，在十字路口或者通過馬路時，也會遭遇很多危險；其次就是路線問題，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了路，就很難成功地走回家；最后就是快速與舒適的問題，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，遠距離步行的話會很累，身體也會吃不消。

2雷達位點測障拐杖系統(tǒng)的設(shè)計

2.1單片機在測障拐杖上的應(yīng)用

單片機早已滲透到了我們?nèi)粘Ｉ钪械暮芏囝I(lǐng)域，幾乎再難找到生活中的哪個領(lǐng)域能看不到單片機蹤跡。例如導(dǎo)航裝置，控制飛機、高鐵的各種類型儀表，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊等等，這些設(shè)備和領(lǐng)域都與單片機有這千絲萬縷的關(guān)系。第一，在智能化儀器和儀表方面的應(yīng)用，單片機功耗低、體積小、擴展靈活、控制功能強、微型化、使用便捷，在精密儀器以及儀表中應(yīng)用廣泛，結(jié)合各種類型的傳感器，既能實現(xiàn)諸如功率、頻率、濕度、溫度、電壓、流速、厚度、角度、長度、壓力、硬度、元素等物理度量的測定。有了單片機的控制，可以使得精密儀器以及各類儀表更加的智能化、數(shù)字化、微型化，而且功能比采用電子和數(shù)字電路更強大。第二、在工業(yè)上控制的應(yīng)用，單片機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的控制，如電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、音響等視頻類電器。第四、在其他方面的應(yīng)用，諸如倒車雷達、智能測障拐杖等。

2.2雷達位點測障拐杖系統(tǒng)的設(shè)計

2.2.1 CPU控制系統(tǒng)的設(shè)計

本次設(shè)計所用的是AT89S52單片機（如圖2-1所示），該機型的引腳有40個，是一類低功耗、高性能的并且含有8K字節(jié)快閃只讀存儲器的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16位定時器/計數(shù)器。

AT89C52芯片的40個引腳功能為：

1.Vcc：電源 。

2. GND：接地作用。

3. RST：復(fù)位信號輸入。

4.XTAL1：反向振蕩放大器以及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入

5.XTAL2：反向振蕩放大器的輸出。

6.PSEN：外部程序的存儲器讀選通信號。在取指期間，每個機器周期都有兩次/PSEN有效。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號不會出現(xiàn)。

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

8. P0：8位的漏級及開路雙向I/O端口，每個引腳能吸收8TTL門電流。當P1端口的引腳首次寫1時，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

系統(tǒng)的該部分設(shè)計可分為收發(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)則指由專門的發(fā)送器將超聲波發(fā)送出去，再由專門的接受器將超聲波接收回來。本次系統(tǒng)采用的超聲波測距模塊。

超聲波測距模塊可提供2cm~400cm的距離感測功能，測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)信號的輸入，ECHO是回相信號輸出。

控制換能的電路主要由超聲波信號所產(chǎn)生的功率來驅(qū)動。根據(jù)該電路的需要，發(fā)射信號的電路應(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)計中使用是“555”型振蕩電路。

（2）驅(qū)動電路的能力要強：

本系統(tǒng)設(shè)計中控制驅(qū)動電路的超聲波傳感器原理圖。

（3）增加 I/O口的控制：

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

2.2.3 燈光示警系統(tǒng)的設(shè)計

本系統(tǒng)主要采用燈光示警的模式，用閃動的指示燈來警示行人或者車輛；其次還會通過聲音示警，發(fā)出特定的語音提示來提醒使用人。此次設(shè)計添加了光控制LED燈示警系統(tǒng)，為了夜晚時提醒車輛和行人避讓老年人以及盲人所設(shè)計。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

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)計也是所有電路的設(shè)計中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，穩(wěn)壓供電原理圖。

3結(jié)語

本系統(tǒng)的設(shè)計充分結(jié)合了單片機的運算、控制這兩大功能，依照超聲波的特性和使用方式，對超聲波的測距模塊和系統(tǒng)進行了設(shè)計。將超聲波用于測距方面，則會更加便捷、高效、迅速且很容易實現(xiàn)實時的控制，除此之外，還能做到符合工業(yè)上對于測量精度的要求，隨著國家經(jīng)濟、科技、社會等各方面不斷的發(fā)展，對超聲波的使用將會越來越頻繁，其應(yīng)用的范圍也會越來越廣泛。但是就目前的超聲波技術(shù)的水平來說，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，所以這正是一個在蓬勃發(fā)展并而又有著無限前景的技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://xwlcp.cn/w/qk/21223.html