雙通道超聲波導(dǎo)盲系統(tǒng)的研究.pdf

1、中國是世界上盲人數(shù)量最多的國家。盲人生活在黑暗的世界中，給工作、生活、社交活動帶來了莫大的困難。如何安全行走，是盲人生活中最大的問題。 經(jīng)過長期的進(jìn)化，蝙蝠演化出獨(dú)特的超聲聽覺系統(tǒng)，在夜間中能自由飛翔并準(zhǔn)確無誤地捕捉獵物。蝙蝠通過回聲的接收和處理，不僅可以探測到運(yùn)動物體的存在、距離、方向和速度，還可以判斷目標(biāo)的大小、形狀和結(jié)構(gòu)。 本課題模仿蝙蝠的超聲應(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

2、理，在獲得障礙物的距離信息的基礎(chǔ)上，獲得超聲回波的強(qiáng)度信息，研制了一套導(dǎo)盲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件部分基于MSP430F149單片機(jī)，使用兩組超聲波探頭，設(shè)計(jì)了雙通道超聲波發(fā)射和接收電路。使用數(shù)字電位器的自動增益放大電路，在獲得障礙物的距離信息的基礎(chǔ)上，獲得超聲回波的強(qiáng)度信息。使用獨(dú)特的單峰濾波器，有效消除環(huán)境噪聲的干擾。溫度測量電路，獲得環(huán)境溫度，提高超聲測距的精度。硬件上采用便攜式、低電壓、低功耗設(shè)計(jì)。 單片機(jī)模

3、塊的軟件采用C語言編寫，模塊化設(shè)計(jì)。采用雙閾值法，實(shí)現(xiàn)自動增益控制。程序中使用中斷嵌套和低功耗模式。 為了加速設(shè)計(jì)進(jìn)程，在聲音模擬部分使用虛擬儀器設(shè)計(jì)。在PC機(jī)上進(jìn)行虛擬儀器設(shè)計(jì)，圖形化編程。其程序分為三個(gè)部分：數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)處理和聲音模擬。模擬出一定頻率和強(qiáng)度的聲音，對應(yīng)障礙物的距離和回波信號強(qiáng)度，對盲人進(jìn)行提示。 本課題的創(chuàng)新之處在于以往的導(dǎo)盲系統(tǒng)只獲得障礙物的距離信息，本課題使用自動增益控制，獲得超聲回波的強(qiáng)度信息