太陽(yáng)能超聲波導盲器的研制
加入技術(shù)交流群
2．3 語(yǔ)音報警模塊
普通導盲器的報警方式比較簡(jiǎn)單，或者是單一的蜂鳴器報警，或者只有語(yǔ)音報警，二者都存在缺陷。結合兩種報警方式，設置蜂鳴器和語(yǔ)音芯片作為聲音報警器，使用者若選用語(yǔ)音芯片，系統可根據距離探測的結果語(yǔ)音報出障礙物的距離，也可以根據需要選擇蜂鳴器直接報警。在近距離模式中，可以用蜂鳴器的頻率來(lái)表示距離的遠近，遠的時(shí)候采用低頻率的蜂鳴聲，近的時(shí)候采用頻率高的蜂鳴聲，使用者可以根據聲音頻率的高低快速準確地判斷前方障礙物的大致距離。在遠距離模式中，采用語(yǔ)音報警模式來(lái)表示前方障礙物的距離，語(yǔ)音報警模塊采用的語(yǔ)音芯片是WT588D。
語(yǔ)音系統的原理框圖如圖5所示，分語(yǔ)音存儲和語(yǔ)音播放兩部分。系統利用單片機進(jìn)行數據采集，經(jīng)處理轉換為可判斷語(yǔ)音芯片播放哪段語(yǔ)音的判斷信號。然后驅動(dòng)耳機播放聲音信號，利用WT588D VoiceChip軟件可以對語(yǔ)音芯片進(jìn)行編輯、聲音錄入等操作。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/172486.htm
2．4 量程設置模塊
本裝置預設遠距、中距、近距三個(gè)量程用來(lái)控制報警的距離，系統初始報警距離為近距1 m，按中距和遠距按鍵可分別將初始報警距離設為3m和6m。
2．5 太陽(yáng)能供電模塊
通過(guò)太陽(yáng)能光伏電池發(fā)出的直流電驅動(dòng)系統，并以可充電的鎳氫電池作為積蓄太陽(yáng)能發(fā)電板的剩余電力的設備。太陽(yáng)能供電模塊由太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能控制器、蓄電池和DC-DC轉換器等組成，如圖6所示。太陽(yáng)能控制器可以控制蓄電池對太陽(yáng)能的采集和儲存的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到保護作用，延長(cháng)蓄電池使用壽命。
3 算法設計與實(shí)驗結果分析
3．1 算法設計
本裝置軟件的控制核心為AT89S52單片機，單片機通過(guò)讀取量程設置值和溫度值對初始設置狀態(tài)進(jìn)行修改，控制發(fā)射超聲波，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器計時(shí)，為了避免接收傳感器直接接受發(fā)出的超聲波，可在發(fā)射超聲波后設置一段延時(shí)。當超聲波探測器探測到回波時(shí)，計時(shí)器停止計時(shí)，讀取時(shí)間差，根據回波測距原理計算出障礙物距離，并執行報警程序，程序流程圖如圖7所示。由于采用的是12 MHz的晶振，計數器每個(gè)計數就是1μs，當主程序檢測到接收成功的標志位后，將計數器T0中的數(即超聲波來(lái)回所用的時(shí)間)按式(3)計算，即可得被測物體與測距器之間的距離S，假設溫度為20℃，則對應聲速v為344m／s，則有：
S=(v·△t)／2=172 T0／10 000cm (3)
3．2 實(shí)驗結果分析
試驗中選用一紙箱作為障礙物，將報警模塊換為液晶顯示器進(jìn)行定量測量，不同氣溫下在同一點(diǎn)位置測量5個(gè)值，添加溫度補償和量程選擇，得到如表1所示結果。
由此可以看出，本實(shí)驗的相對誤差較小，但是由于盲區的出現，所測的結果不能與標準值完全相等。并且當障礙物距離比較近時(shí)，測量精確性較高；障礙物較遠時(shí)，精確性相對較低；這是由于距離較遠時(shí)，超聲波回波信號較弱，噪聲較大，容易產(chǎn)生誤差。
4 結語(yǔ)
目前導盲器的研究較多，本實(shí)驗提出的設計方案特點(diǎn)是以太陽(yáng)能作為系統的動(dòng)力來(lái)源，采用半導體數字溫度傳感器實(shí)現對單片機超聲波測距系統的溫度測量和補償，從而對聲速進(jìn)行補償，對引起測量誤差的因素進(jìn)行修正處理，可以提高導盲器的導盲精度及靈敏度。由于預留了單片機引腳，便于進(jìn)行功能拓展，同時(shí)導盲器系統以模塊化進(jìn)行組裝，適宜增加其他功能模塊。例如可以添加GPS定位器，可以幫助盲人家屬及時(shí)了解盲人的行蹤，避免盲人走失。而且本設計具有操作簡(jiǎn)便、體積較小等優(yōu)點(diǎn)，因此可以很好地應用于實(shí)際生活中。
評論