基于52單片機的導盲避障報警手杖

杜傳晶++李莉

摘 要：本文研究的是具有多功能的手杖，幫助盲人能夠和正常人一樣出行生活，為了使盲人的生活更加美好。用52單片機將處理環境的信息通過震蕩和語音告訴盲人，導盲杖上有三個功能按鈕，分別為指示當前方向功能、指示當前時間功能、啟動手柄震動功能，還可以通過GPS確定盲人的位置。

關鍵詞：52單片機；手杖；GPS；GSM

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

1 引言

正目前全球有4500萬盲人， 并且有1.8億的人有視力障礙。眾所周知，盲人雖然眼睛看不見，但是其他感官卻比常人發達許多，比如聽覺和感覺，我們可以利用盲人的聽覺以及被牽引時的感覺來讓盲人達到出行的目的。通過研究多功能的手杖學習52單片機的內部資源，利用GPS模塊來確定盲人的位置，夜間警示路人盲杖上的指示燈自動亮，利用GSM模塊緊急短信按鍵按下時，發送一短信至110報告失蹤，手杖利用GPS模塊，GSM模塊來保障盲人的出行生活，使盲人的生活更加美好。

2 導盲避障報警手杖的設計理念

該設計是以52單片機為主控芯片，通過盲人手杖上的三個功能按鈕，分別為指示當前方向功能、指示當前時間功能、啟動手柄震動功能，當緊急短信按鍵按下時，發送一短信至110報告失蹤。當指示當前時間按鈕按下時，語音播報當前的時間，精確到分，范圍24小時任意時間。當啟動手柄震動按鈕后，當前方1.8米內有障礙物時，手柄開始震動，這樣在喧鬧的環境下，盲人聽不到語音報警時，可以感覺到手柄的震動報警，再次按下改鍵則關閉手柄震動功能。

如果盲人自己走失，除了當緊急短信按鍵按下時，發送一短信至110報告失蹤。也可以開啟導盲杖的GPS功能，這樣家人就可以通過互聯網確定盲人的位置了，以防盲人走丟。

3 硬件電路設計

硬件電路分為電源模塊，單片機最小系統模塊，GPS模塊，GSM模塊，時間模塊，超聲波模塊，指示燈模塊。下面分別介紹下電源模塊，時間模塊，指示燈 。

3.1 電源模塊電路

整個系統是通過2節18650電池來供電，然而單片機系統需要的是5V電源，傳感器模塊需要的是3.3V電源。所以我們需要對電源進行降壓設計。通過LM7805電源芯片穩成系統需要的5V電源，前后均有濾波電路，傳感器需要的3.3V通過AMS117來進行穩壓。圖1，圖2是設計的硬件圖。

3.2 時間模塊

時間模塊用時間芯片DS12C887來記錄時間，端口P0是數據傳輸口，端口P1是數據控制口，初始化時間后，就可以正常報時。因為時間芯片DS12C887內有鋰電池，即使電源模塊電路沒電，內部還可以計時（圖3）。

3.3 指示燈模塊

指示燈模塊的主要功能是夜間警示路人功能，在夜間時，或者燈光昏暗的環境時，盲杖上的指示燈自動亮，可以警示前方路人注意盲人的位置，注意避讓盲人。

4 實驗結果和分析

本文針對手杖的設計，對其原理、結構，軟件設計及其硬件設計做了充分的介紹。通過軟硬件的修改、參數的整定、算法的優化，實現了手杖的多功能。在此過程中學習了硬件結構，軟件調試、了解功能。接下來將以此為基礎，更加深層次地研究手杖的應用價值。

參考文獻：

[1]袁安存.全球定位系統（GPS）原理與應用[J].大連海事大學出版社，1999（11）.

[2]錢天爵，瞿學林.GPS全球定位系統及其應用[J].北京海潮出社，1993（12）.

基金項目：省級大學生創新創業項目：基于52單片機的導盲避障報警手杖（編號201610379126））

作者簡介：杜傳晶（1997-），男，安徽六安人，學生，研究方向：單片機控制。