利用单片机设计了一款帮助盲人在盲道上行走的实用新型

1.设计目的: 我们提倡为残疾人服务，帮助他们在生活上得到便利，尤其是对于盲人，更需要我们广大市民对他们提供帮助。盲道在上海的大街小巷已经逐步普及，可是盲道并不能解决盲人在路上行走所遇到的所有的实际问题，比如过马路时往往没有盲道，或在盲道前方有障碍物等等。

2.基本思路: 本设计方案以传感器为基础，加入超声波的原理，设计了一种能方便盲人行走的设备，该装置使用电池，当盲人在盲道上行走时，贴身的小装置便已经开始工作了，通过超声波，此装置在感应周围影响盲人行走的事物，并且及时提醒盲人避让。数字音乐播放器中能加入盲人喜欢的歌曲，一旦有歌曲的声音出现，就说明周围有障碍物，是在提醒盲人应该注意了。由于设置了不同的频率，当物体离盲人的距离大于4米时，此装置不会播放音乐，而在四米的范围内，离物体越近，数字音乐播放器播放出的音乐的频率越高，即声音越尖，提示盲人周围有障碍物以及障碍物与盲人之间的距离。

3.创新点: (1)从测试结果分析可知，本装置采用较低成本的器件设计制作，且误差较小，完全满足盲人行走的指引作用，具有较高的性价比。(2)本装置结构简单、体积小、性能稳定，操作容易、使用方便，可以安装在不同的载体上，制作成不同的用具，如手杖、导盲眼镜、导盲背心等，盲人很容易学会使用，具有一定推广应用价值。(3)本实用新型中加入数字音乐播放器系统。单一的蜂鸣声十分刺耳，会让盲人在遇到障碍时感到慌张，或是由于长时间听到蜂鸣声而厌烦。对于对声音十分敏感的盲人来说，不同频率的音乐可以让盲人在使用时感到舒服。

4.主要技术指标: 该报警器由控制系统、超声波发射电路、接收电路、测速电路、报警电路、LED显示电路组成，电路原理图如下：

图二 主板电路原理图

图三 超声波单面PCB板图
波的发射电路主要由三极管及超声波发生器组成，利用三极管放大电路的特点，把信号源放大。超声波发射电路由CC7555时基电路和超声波发射探头组成。单片机AT89C2051的P1.7引脚控制CC7555时基电路产生40kHz的频率信号给超声波发生器，由超声波探头发射的超声波射向障碍物。利用超声波测距具有以下特点：测量灵敏度高，穿透力强，测量速度快，测量角度大，可对较大范围内的物体进行检测。超声波的接收传感器采用与发射传感器配对的UCM40R，将由发射传感器发出的经反射后的超声波脉冲转变为微弱的交流信号，经过运算放大器LM358的两级放大后，送至音频译码集成模块LM567。LM567是带锁相环的音频译码器，具有选频功能，LM567内部的压控振荡器的中心频率f=1/1.1RC，当LM567输入信号大于25mV时，输出端由高电平跳变为低电平，将其作为单片机的中断请求信号，以启动中断服务子程序。在次其间需要对超声波测距进行调试，调试电路图如下图所示：

图四 调试电路图
其中： ， ，
，
通过单片机来来计算发射信号时到收到信号是产生下降沿这段时间的长度，再通过数学计算，转化为距离，然后在显示器上显示。在超声测距中，本方案采用40KHz的信号，可以通过硬件来产生，比如555，CMOS电路CD4046，还可以通过软件来产生。本方案中采用弹片机软件产生。

上海市三等奖 校级二等奖