雷达位点测障拐杖的设计

截止2017年，我国大约有1.5亿的老年人以及600多万盲人，换句话说，每10个人中既有1个老年人，同时每200名中国人中就有一位盲人。他们和我们一起生活，同样也需要努力工作赚钱、学习充电以及照顾自己的家庭；但是，他们有许多与我们不一样的地方，他们需要面对衣食住行各方面问题，然而能为老年人以及盲人提供服务和帮助的设备及基础设施不多，他们受教育的机会也很少，就业机会就更少了，社会对盲人和老年人的帮助意识浅薄。因此，为了逐步解决老年人以及盲人的生活问题，我们也应从基础做起，首先考虑到的是老年人以及盲人的出行问题。解决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帮助，盲人道的设计原理本身是为了方便盲人以及老年人带着拐杖出行，但是盲人面临的问题依旧有很多，首先就是安全问题，老年人及盲人在出行时，如果遭遇到打劫，或者偷盗的不法分子，他们必会任由其宰割，就算没遇到，在十字路口或者通过马路时，也会遭遇很多危险；其次就是路线问题，大多数老年人及盲人记路线依靠脑子死记硬背，所以如果他们失误走错了路，就很难成功地走回家；最后就是快速与舒适的问题，老年人及盲人走路的形象大家很容易想到，就是拿拐杖敲击地面，以这样的形式走路不仅慢，远距离步行的话会很累，身体也会吃不消。

2雷达位点测障拐杖系统的设计

2.1单片机在测障拐杖上的应用

单片机早已渗透到了我们日常生活中的很多领域，几乎再难找到生活中的哪个领域能看不到单片机踪迹。例如导航装置，控制飞机、高铁的各种类型仪表，网络数据通讯等等，这些设备和领域都与单片机有这千丝万缕的关系。第一，在智能化仪器和仪表方面的应用，单片机功耗低、体积小、扩展灵活、控制功能强、微型化、使用便捷，在精密仪器以及仪表中应用广泛，结合各种类型的传感器，既能实现诸如功率、频率、湿度、温度、电压、流速、厚度、角度、长度、压力、硬度、元素等物理度量的测定。有了单片机的控制，可以使得精密仪器以及各类仪表更加的智能化、数字化、微型化，而且功能比采用电子和数字电路更强大。第二、在工业上控制的应用，单片机可以组成多样形式的控制和数据采集系统。第三、在家用电器上的应用，家用电器几乎都采用了单片机的控制，如电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、音响等视频类电器。第四、在其他方面的应用，诸如倒车雷达、智能测障拐杖等。

2.2雷达位点测障拐杖系统的设计

2.2.1 CPU控制系统的设计

本次设计所用的是AT89S52单片机（如图2-1所示），该机型的引脚有40个，是一类低功耗、高性能的并且含有8K字节快闪只读存储器的8位CMOS微控制器。

AT89S52的主要性能：

1.与MCS-51微控制器产品兼容。

2.编程所需的所有电压，都不需外部电路提供。

3.电压（Vcc）调节范围： 2.7V-6V。

4.全静态工作由0Hz到16MHz。

5. 32条可编程I/O线。

6. 128X8位内部RAM。

7.三个16位定时器/计数器。

AT89C52芯片的40个引脚功能为：

1.Vcc：电源 。

2. GND：接地作用。

3. RST：复位信号输入。

4.XTAL1：反向振荡放大器以及内部时钟工作电路的输入

5.XTAL2：反向振荡放大器的输出。

6.PSEN：外部程序的存储器读选通信号。在取指期间，每个机器周期都有两次/PSEN有效。在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号不会出现。

7.EA/VPP：当加密的方式为1时，EA把内部锁定成RESET；在编程的时候，使用12V的编程电源（VPP）编写引脚。

8. P0：8位的漏级及开路双向I/O端口，每个引脚能吸收8TTL门电流。当P1端口的引脚首次写1时，被定义为高阻输入。

9. P1：8位的双向I/O端口。

10. P2：带内部上拉电阻的8位双向I/O口。

11. P3：引脚P3.0～P3.7为带内部上拉的双向I/0引脚。

2.2.2超声波换能系统的设计

系统的该部分设计可分为收发同体与收发分体式。其中一体式的收发即是指能将超声波发送出去，也能接收超声波；而分体式的收发则指由专门的发送器将超声波发送出去，再由专门的接受器将超声波接收回来。本次系统采用的超声波测距模块。

超声波测距模块可提供2cm~400cm的距离感测功能，测量的精度可以控制在2mm范围内，该系统模块还包含了发送和接收超声波的装置以及相应的控制电路。Vcc可提供5V左右的电源，将GND端口接地，TRIG则控制着触发信号的输入，ECHO是回相信号输出。

控制换能的电路主要由超声波信号所产生的功率来驱动。根据该电路的需要，发射信号的电路应该满足以下要求:

（1）振荡电路中的振荡频率可以调节:

本系统设计中使用是“555”型振荡电路。

（2）驱动电路的能力要强：

本系统设计中控制驱动电路的超声波传感器原理图。

（3）增加 I/O口的控制：

为了加大超声波测距系统的量程范围，需加以驱动电路。此超声波模块可提供10cm~500cm的非接触式距离感测功能，测距精度可在1cm。

2.2.3 灯光示警系统的设计

本系统主要采用灯光示警的模式，用闪动的指示灯来警示行人或者车辆；其次还会通过声音示警，发出特定的语音提示来提醒使用人。此次设计添加了光控制LED灯示警系统，为了夜晚时提醒车辆和行人避让老年人以及盲人所设计。其中该系统的光线集采电路原理。

2.2.4稳定电源系统的设计

该系统的主要目的就是给其他各电路的正常工作提供稳定的电能。而电源的设计也是所有电路的设计中至关重要的环节，稳压供电原理图。

3结语

本系统的设计充分结合了单片机的运算、控制这两大功能，依照超声波的特性和使用方式，对超声波的测距模块和系统进行了设计。将超声波用于测距方面，则会更加便捷、高效、迅速且很容易实现实时的控制，除此之外，还能做到符合工业上对于测量精度的要求，随着国家经济、科技、社会等各方面不断的发展，对超声波的使用将会越来越频繁，其应用的范围也会越来越广泛。但是就目前的超声波技术的水平来说，能够做到具体应用的超声波相关技术水平还有待提高，所以这正是一个在蓬勃发展并而又有着无限前景的技术产业领域。

本文来源：《企业科技与发展》：http://www.zzqklm.com/w/qk/21223.html