基于52单片机的导盲避障报警手杖

杜传晶++李莉

摘 要：本文研究的是具有多功能的手杖，帮助盲人能够和正常人一样出行生活，为了使盲人的生活更加美好。用52单片机将处理环境的信息通过震荡和语音告诉盲人，导盲杖上有三个功能按钮，分别为指示当前方向功能、指示当前时间功能、启动手柄震动功能，还可以通过GPS确定盲人的位置。

关键词：52单片机；手杖；GPS；GSM

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.204

1 引言

正目前全球有4500万盲人， 并且有1.8亿的人有视力障碍。众所周知，盲人虽然眼睛看不见，但是其他感官却比常人发达许多，比如听觉和感觉，我们可以利用盲人的听觉以及被牵引时的感觉来让盲人达到出行的目的。通过研究多功能的手杖学习52单片机的内部资源，利用GPS模块来确定盲人的位置，夜间警示路人盲杖上的指示灯自动亮，利用GSM模块紧急短信按键按下时，发送一短信至110报告失踪，手杖利用GPS模块，GSM模块来保障盲人的出行生活，使盲人的生活更加美好。

2 导盲避障报警手杖的设计理念

该设计是以52单片机为主控芯片，通过盲人手杖上的三个功能按鈕，分别为指示当前方向功能、指示当前时间功能、启动手柄震动功能，当紧急短信按键按下时，发送一短信至110报告失踪。当指示当前时间按钮按下时，语音播报当前的时间，精确到分，范围24小时任意时间。当启动手柄震动按钮后，当前方1.8米内有障碍物时，手柄开始震动，这样在喧闹的环境下，盲人听不到语音报警时，可以感觉到手柄的震动报警，再次按下改键则关闭手柄震动功能。

如果盲人自己走失，除了当紧急短信按键按下时，发送一短信至110报告失踪。也可以开启导盲杖的GPS功能，这样家人就可以通过互联网确定盲人的位置了，以防盲人走丢。

3 硬件电路设计

硬件电路分为电源模块，单片机最小系统模块，GPS模块，GSM模块，时间模块，超声波模块，指示灯模块。下面分别介绍下电源模块，时间模块，指示灯 。

3.1 电源模块电路

整个系统是通过2节18650电池来供电，然而单片机系统需要的是5V电源，传感器模块需要的是3.3V电源。所以我们需要对电源进行降压设计。通过LM7805电源芯片稳成系统需要的5V电源，前后均有滤波电路，传感器需要的3.3V通过AMS117来进行稳压。图1，图2是设计的硬件图。

3.2 时间模块

时间模块用时间芯片DS12C887来记录时间，端口P0是数据传输口，端口P1是数据控制口，初始化时间后，就可以正常报时。因为时间芯片DS12C887内有锂电池，即使电源模块电路没电，内部还可以计时（图3）。

3.3 指示灯模块

指示灯模块的主要功能是夜间警示路人功能，在夜间时，或者灯光昏暗的环境时，盲杖上的指示灯自动亮，可以警示前方路人注意盲人的位置，注意避让盲人。

4 实验结果和分析

本文针对手杖的设计，对其原理、结构，软件设计及其硬件设计做了充分的介绍。通过软硬件的修改、参数的整定、算法的优化，实现了手杖的多功能。在此过程中学习了硬件结构，软件调试、了解功能。接下来将以此为基础，更加深层次地研究手杖的应用价值。

参考文献：

[1]袁安存.全球定位系统（GPS）原理与应用[J].大连海事大学出版社，1999（11）.

[2]钱天爵，瞿学林.GPS全球定位系统及其应用[J].北京海潮出社，1993（12）.

基金项目：省级大学生创新创业项目：基于52单片机的导盲避障报警手杖（编号201610379126））

作者简介：杜传晶（1997-），男，安徽六安人，学生，研究方向：单片机控制。