基于ARM的超聲波導(dǎo)盲系統(tǒng).pdf

1、中國(guó)是世界上盲人數(shù)量最多的國(guó)家。盲人生活在黑暗的世界中，給工作、生活、社交活動(dòng)帶來(lái)了莫大的困難。如何安全行走，是盲人生活中最大的問(wèn)題。蝙蝠擅長(zhǎng)在黑夜中飛行，在漆黑的環(huán)境里仍能準(zhǔn)確無(wú)誤的捕食獵物，這種功能是通過(guò)回聲定位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。蝙蝠通過(guò)回聲定位原理，不但能夠準(zhǔn)確的判斷物體的方位及距離，還可以判斷障礙物的大小、形狀和結(jié)構(gòu)，以極快的速度精確地飛翔。本文模仿蝙蝠的超聲應(yīng)用能力和原理，在研究現(xiàn)有的電子式超聲波導(dǎo)盲系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用回聲定位原理，通

2、過(guò)發(fā)送超聲波，然后獲得并分析障礙物的回波信息，研制了一套超聲波導(dǎo)盲系統(tǒng)。
　　第一章首先討論了超聲波導(dǎo)盲技術(shù)的研究發(fā)展及應(yīng)用情況。介紹了本課題的研究背景以及研究的重要意義，同時(shí)陳述了國(guó)外關(guān)于超聲波導(dǎo)盲技術(shù)的研究成果和動(dòng)向。著重介紹了電子導(dǎo)盲儀、移動(dòng)式機(jī)器人、穿戴式導(dǎo)盲儀、引導(dǎo)式手杖等四類不同的超聲波導(dǎo)盲系統(tǒng)，通過(guò)比較他們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，得出了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。本章的最后簡(jiǎn)要闡述了文章的主要內(nèi)容。
　　第二章首先介紹了超聲波的形

3、成、超聲波在傳播過(guò)程中的衰減規(guī)律等信息，通過(guò)詳細(xì)分析超聲傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及影響超聲傳感器的幾個(gè)重要參數(shù)給出本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所用超聲傳感器的特性參數(shù)。最后分析了超聲波測(cè)距的基本原理，并在此基礎(chǔ)上給出了測(cè)距的幾種常用方法以及傳感器指向角、工作頻率、環(huán)境溫度、發(fā)射脈沖寬度和測(cè)量盲區(qū)對(duì)超聲測(cè)距精度的影響。
　　第三章第四章對(duì)系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。主控芯片采用具有高性能的ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32增強(qiáng)型系列處理器。在導(dǎo)

4、盲杖的著地端安置了四個(gè)超聲探頭，分別指向前、上、左、右四個(gè)方向，單片機(jī)產(chǎn)生的超聲波由探頭發(fā)出，回波信號(hào)也由此探頭接收，接收的回波經(jīng)過(guò)前置放大、濾波、增益控制等電路處理后送回單片機(jī)。整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)分為主控芯片、超聲發(fā)射電路、回波接收前置比例放大電路、TGC電路、濾波電路和電源電路等部分。本章節(jié)對(duì)各個(gè)硬件部分都給出了原理圖并進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　第五章首先介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，對(duì)于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的改