功能智能盲人拐杖助手的开发与设计
基于地图导航的智能化盲人拐杖的设计与实现
基于地图导航的智能化盲人拐杖的设计与实现随着智能技术的发展，越来越多的智能产品被应用到生活中，为人们的生活提供了便利。
对于盲人群体来说，出行和导航一直是一个难题，现有的盲人拐杖能够辅助盲人检测前方的障碍物，但在导航方面的功能还比较欠缺。
设计一款基于地图导航的智能化盲人拐杖，将为盲人提供更便捷的出行方案。
1. 设计原理（1）地图导航功能智能盲人拐杖将配备地图导航功能，通过连接手机App获取目的地信息，将目的地导入拐杖系统，根据盲人的步行路径实时进行导航指引。
拐杖上将设置指示灯或者声音提示，帮助盲人进行导航。
（2）避障功能拐杖配备红外传感器或者超声波传感器，可以实时检测前方的障碍物，并通过震动或声音提示，提醒盲人注意避让。
（3）语音交互功能结合语音识别技术，盲人可以通过语音指令对拐杖进行操作，如设定目的地、查询路线等。
2. 硬件设计（1）导航模块采用GPS模块与手机App进行连接，获取目的地的地理坐标信息，并实时更新盲人的位置信息，计算出最佳的步行路径。
（3）震动提示装置当出现障碍物或者需要转向时，通过震动提示盲人，帮助其进行正确的行动。
3. 软件设计（1）手机App开发一款手机App，实现与智能拐杖的连接，包括输入目的地、查询路线、传输数据等功能。
（2）导航算法设计一套有效的导航算法，实现盲人的准确导航，考虑到盲人的特殊需求，算法需要具有高准确度和实时性。
（3）语音识别集成语音识别技术，实现盲人与拐杖之间的语音交互，并将语音指令转换为相应的操作。
4. 实现方案（1）集成现有技术利用现有的GPS模块、红外传感器、超声波传感器等硬件设备，结合语音识别技术和导航算法，进行模块集成。
（3）整体调试对拐杖进行整体调试，包括硬件设备的连接与驱动、软件系统的集成与测试等。
5. 应用和推广（1）实际生产将设计好的智能化盲人拐杖进行生产，推向市场并进行销售。
（2）社会推广在盲人协会、残疾人福利机构等场所进行推广，向盲人群体提供更多的出行选择。
智能拐杖的实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着社会老龄化的加剧，老年人出行安全问题日益凸显。
传统的拐杖功能单一，无法满足老年人日益增长的需求。
为此，本研究设计了一款智能拐杖，旨在为老年人提供更加安全、便捷的出行体验。
二、实验目的1. 设计一款具备多种功能的智能拐杖；2. 通过实验验证智能拐杖的性能；3. 分析智能拐杖在实际应用中的优缺点。
三、实验材料与设备1. 实验材料：超声波传感器、激光测距模块、光电门模块、语音播报模块、GPS 模块、4G模块、STM32单片机、电池等；2. 实验设备：电脑、编程软件、调试工具、实验平台等。
四、实验方法1. 设计阶段：根据需求，对智能拐杖的功能进行模块划分，并确定各模块的技术参数；2. 开发阶段：利用编程软件编写各模块的代码，并进行调试；3. 组装阶段：将各模块组装成一体，并进行测试；4. 实验阶段：在实验平台上进行测试，验证智能拐杖的性能。
五、实验步骤1. 设计阶段：（1）确定智能拐杖的功能：障碍物检测、跌倒检测、语音导航、紧急求助、健康监测等；（2）划分模块：超声波测距模块、激光测距模块、光电门模块、语音播报模块、GPS模块、4G模块、STM32单片机、电池等；（3）确定各模块的技术参数：如超声波传感器的工作频率、激光测距模块的测量范围、语音播报模块的音质等。
2. 开发阶段：（1）编写各模块的代码：包括单片机程序、超声波传感器程序、激光测距模块程序等；（2）调试：利用编程软件和调试工具，对各个模块进行调试，确保程序运行稳定。
3. 组装阶段：（1）将各模块组装成一体，包括单片机、传感器、电池等；（2）进行初步测试，确保各个模块连接正常。
4. 实验阶段：（1）在实验平台上进行测试，验证智能拐杖的性能；（2）记录测试数据，分析智能拐杖的优缺点。
六、实验结果与分析1. 障碍物检测：（1）超声波传感器检测距离：0.5m-5m；（2）激光测距模块检测距离：0.5m-10m；（3）光电门模块检测距离：0.5m-2m。
一种多功能智能盲人用拐杖的设计
一种多功能智能盲人用拐杖的设计【摘要】本文介绍了一种多功能智能盲人用拐杖的设计。
在传感器技术的支持下，该拐杖能够实现智能导航和障碍物检测功能。
拐杖还设计了智能语音互动功能和紧急求助装置，提高了盲人在日常生活中的安全性和便利性。
设计考虑因素包括轻便舒适的外观和易于操作的界面。
结论部分总结了设计成果，并展望了未来发展方向，认为该技术有广阔的推广应用前景，能够为盲人群体提供更多便利和安全保障。
通过本设计，盲人将能够更加独立自主地生活，享受生活的乐趣。
【关键词】智能盲人用拐杖、多功能设计、传感器技术、导航系统、智能语音互动、紧急求助、设计考虑因素、设计成果总结、未来展望、推广应用前景。
1. 引言1.1 背景介绍盲人是社会中的弱势群体之一，拥有良好的盲人辅助工具对于他们的生活至关重要。
传统的盲人用拐杖只能提供基本的支撑功能，无法为盲人提供更多的帮助。
设计一种多功能智能盲人用拐杖成为了一个具有挑战性和重要性的课题。
现代科技的发展为解决盲人出行和生活中遇到的困难提供了新的可能。
传感器技术的应用可以帮助盲人更准确地感知周围环境，避免碰撞和危险；导航系统设计可以帮助盲人更方便地找到目的地；智能语音互动功能可以让盲人更便捷地获取信息和进行交流；紧急求助装置可以在紧急情况下及时呼叫援助。
设计一种多功能智能盲人用拐杖以提升盲人的生活质量和独立性是非常有意义和价值的。
本研究的目的就是通过综合运用各种高新技术，设计一种功能强大、实用性强的智能盲人用拐杖，为盲人提供更便捷、安全的出行体验。
1.2 问题提出盲人是社会中的弱势群体之一，日常生活中常常面临各种困难和挑战。
行走时的安全问题是他们最为关注的一个方面。
传统的盲人用拐杖虽然可以帮助盲人识别前方障碍物，但功能单一，无法提供更多实用的辅助功能。
设计一种多功能智能盲人用拐杖成为了当前的需求之一。
盲人在行走过程中不仅需要避开障碍物，还需要准确地找到目的地。
传统的盲人用拐杖无法提供导航功能，给盲人的出行带来了一定的困难。
智能盲人手杖策划书3篇
智能盲人手杖策划书3篇篇一《智能盲人手杖策划书》一、项目背景随着社会的发展和科技的进步，对于盲人等特殊群体的关爱和帮助也越来越受到重视。
盲人在日常生活中面临着诸多不便和安全隐患，而传统的盲人手杖存在一定的局限性。
为了更好地满足盲人的出行需求，提高他们的生活质量，我们计划研发一款智能盲人手杖。
二、产品概述智能盲人手杖将集成多种先进技术，如传感器技术、导航技术、语音交互技术等，为盲人提供更加全面、准确、便捷的出行辅助。
主要功能包括：1. 障碍物检测：通过传感器实时检测前方障碍物，并通过语音提示盲人。
2. 导航功能：与手机等设备连接，实现实时导航，帮助盲人准确到达目的地。
3. 紧急呼叫：配备紧急呼叫按钮，在遇到危险时可快速联系家人或救援人员。
4. 智能照明：在光线不足的环境下自动开启照明，提高盲人的出行安全性。
三、市场分析四、技术方案1. 传感器选择：选用高精度的超声波传感器或红外传感器，确保障碍物检测的准确性。
2. 导航系统：采用成熟的导航软件和定位技术，实现精准导航。
3. 语音交互：采用清晰、自然的语音合成技术，方便盲人操作。
4. 硬件设计：确保手杖的轻便、坚固、耐用，同时考虑盲人的使用习惯和人体工程学。
五、项目实施计划1. 产品研发阶段：[具体时间区间 1]完成产品的设计、开发和测试。
2. 临床试验阶段：[具体时间区间 2]进行临床试验，收集用户反馈，优化产品。
3. 产品推广阶段：[具体时间区间 3]通过多种渠道进行产品推广，提高市场占有率。
六、营销策略1. 与盲人协会、康复机构等合作，开展产品宣传和推广活动。
2. 参加相关展会和活动，展示产品优势和特点。
3. 利用互联网和社交媒体进行线上推广。
七、财务预算1. 研发费用：[具体金额]2. 生产设备采购：[具体金额]3. 临床试验费用：[具体金额]4. 营销费用：[具体金额]5. 其他费用：[具体金额]八、风险评估与对策1. 技术风险：可能存在传感器精度不够、导航系统不稳定等问题。
功能智能盲人拐杖助手的开发与设计
位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方 法，确定待测点的位置［４］。假设 ｔ时刻在地面待测点上 安置 Ｇ Ｐ Ｓ 接收机，可以测定 Ｇ Ｐ Ｓ 信号到达接收机的时间 △ ｔ，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可 以确定以下四个方程式：
［（ｘ１－ｘ）２＋（ｙ １－ｙ ）２＋（ｚ１－ｚ）２］１／２＋ｃ（Ｖ ｔｉ－Ｖ ｉ０）＝ ｄ１ ［（ｘ２－ｘ）２＋（ｙ ２－ｙ ）２＋（ｚ２－ｚ）２］１／２＋ｃ（Ｖ ｔｉ－Ｖ ｉ０）＝ ｄ２ ［（ｘ３－ｘ）２＋（ｙ ３－ｙ ）２＋（ｚ３－ｚ）２］１／２＋ｃ（Ｖ ｔｉ－Ｖ ｉ０）＝ ｄ３ ［（ｘ４－ｘ）２＋（ｙ ４－ｙ ）２＋（ｚ４－ｚ）２］１／２＋ｃ（Ｖ ｔｉ－Ｖ ｉ０）＝ ｄ４ 上述四个方程式中待测点坐标 ｘ、ｙ 、ｚ和 Ｖ ｔｏ为未 知参数，其中 ｄｉ＝ ｃ△ ｔｉ（ｉ＝ １、２、３、４）。 ｄｉ （ｉ＝ １、２、３、４）分别为卫星 １、卫星 ２、卫星 ３、 卫星 ４到接收机之间的距离。 △ ｔｉ （ｉ＝ １、２、３、４）分别为卫星 １、卫星 ２、卫星 ３、卫星 ４的信号 到达接收机所经历的时间，ｃ 为 Ｇ Ｐ Ｓ 信号的传播速 度（即光速）。 四个方程式中各个参数意义如下：
能智能盲人拐杖助手的设计实物图如图 ２所示，使用 者语音控制定位信息如图 ３所示，该信息会自动通过 语音播报方式播出。
２ 多功能智能盲人拐杖助手的设计方 案
多功能智能盲人拐杖助手主要利用单片机技术，设 计研发一款能 Ｇ Ｐ Ｓ 自动定位与超声波测障等多功能的 智能收缩拐杖。拐杖杆上部分和手把为中空，内部设计 有以单片机为主控器件的 Ｇ Ｐ Ｓ 模块、超声波测障模块 和语言提示模块电路，拐杖的头部有警示灯和扬声器。 通过操作拐杖头上相应的按钮，可以对当前拐杖所处地 理坐标位置进行语音读出； 当遇到前方 １ｍ 内的障碍物 时，其内部蜂鸣器自动报警； 过马路时或遇到紧急情况时 可以手动按动对应按钮进行灯光闪烁和声音警示报警。 当来电话时盲人可语音控制接电话并可语音打出指定 电话，通过语音合成模块可实现语音读短信、语音播报 天气等。
基于地图导航的智能化盲人拐杖的设计与实现
基于地图导航的智能化盲人拐杖的设计与实现【摘要】智能化盲人拐杖是一项新型的辅助设备，旨在帮助视障人士更好地出行和导航。
本文基于地图导航技术，设计并实现了一款智能化盲人拐杖。
在设计原理方面，利用传感器技术和地图数据，实现对环境的实时感知和定位。
硬件部分包括传感器模块、导航模块等，软件部分则包括地图数据处理和导航算法。
地图导航算法需要精准的定位和路径规划，以确保盲人用户安全到达目的地。
实验结果表明，该智能化盲人拐杖具有良好的导航性能和用户体验。
创新点在于结合地图导航技术和传感器技术，为盲人提供更精准和便捷的导航服务。
未来可以进一步优化算法和硬件设计，提升导航准确性和稳定性。
总结认为，智能化盲人拐杖的研发将有效帮助盲人出行，提高生活质量。
【关键词】盲人、拐杖、智能化、地图导航、设计原理、硬件、软件、算法、实验结果、创新、展望、总结、建议1. 引言1.1 背景介绍盲人是社会上的弱势群体，他们在生活中面临很多困难和挑战。
盲人拐杖作为盲人日常生活中不可或缺的辅助工具，能够帮助盲人更好地行走和感知周围环境。
传统的盲人拐杖只能提供基本的支撑功能，无法帮助盲人更精准地导航到目的地。
随着科技的不断发展，智能化盲人拐杖应运而生。
基于地图导航的智能化盲人拐杖结合了传统拐杖的支撑功能和现代技术的智能化导航功能，可以为盲人提供更便捷的出行体验。
通过使用地图导航算法和定位技术，智能化盲人拐杖可以帮助盲人规划最优路线，避开障碍物，准确到达目的地。
本文旨在探讨基于地图导航的智能化盲人拐杖的设计与实现，旨在为盲人提供更多的出行支持和帮助。
通过设计原理、硬件设计与实现、软件设计与实现、地图导航算法以及实验结果与分析等方面的介绍，展示智能化盲人拐杖的优势和实用性。
希望本文能为智能化辅助设备的发展和盲人群体的生活带来改变和便利。
1.2 研究意义智能化盲人拐杖的研究意义在于提高盲人的生活质量。
通过地图导航功能，盲人可以更加方便快捷地到达目的地，减少迷路的可能性，提高出行的安全性和效率。
一种多功能智能盲人用拐杖的设计
一种多功能智能盲人用拐杖的设计近年来，随着科技的不断进步，智能设备在日常生活中扮演着越来越重要的角色。
在残疾人的生活中，智能设备也有着不可或缺的地位，尤其是对于盲人来说，一种多功能的智能盲人用拐杖将会给他们带来极大的便利和帮助。
本文将从设计的角度出发，探讨一种多功能智能盲人用拐杖的设计。
该多功能智能盲人用拐杖将融合多种高科技元素，如传感器、声音识别和导航系统等。
传感器可以帮助盲人感知周围环境，避免碰撞障碍物；声音识别系统可以与用户进行语音交互，方便用户操作；导航系统可以帮助盲人在陌生的状况下找到目的地。
该多功能智能盲人用拐杖还可以与智能手机进行连接，通过手机的app来实现更多的功能，比如实时定位、语音导航等，为盲人带来更多的便利。
该多功能智能盲人用拐杖的设计还将注重舒适性和便携性。
拐杖的手柄将会采用人体工程学设计，保证用户握持时的舒适度；拐杖的重量将会控制在合适的范围之内，方便用户携带和使用。
拐杖的材质选用高强度轻质的材料，既保证了拐杖的牢固性，又保证了拐杖的轻便性，让盲人可以轻松地在不同场景下使用。
该多功能智能盲人用拐杖的设计还将考虑到可持续性和环保性。
拐杖的电池将采用可充电电池，降低使用成本，同时也减少废弃电池对环境的污染；拐杖的材料将采用可回收材料，减少对资源的浪费。
设计合理的充电设备和电池管理系统，让拐杖的电池能够更加便捷地进行充电和管理，进一步提高了拐杖的可持续性和环保性。
该多功能智能盲人用拐杖的设计还将考虑到成本和普及性。
通过采用成熟的技术和生产工艺，合理控制制造成本，让多功能智能盲人用拐杖的价格可以接受，更多的盲人能够享受到这一项科技成果带来的便利。
还可以推出不同档次的产品，满足不同用户的需求，提高产品的普及性和市场竞争力。
一种多功能的智能盲人用拐杖的设计涉及到多个方面的考虑，需要在技术、舒适性、便携性、可持续性、环保性、成本和普及性等方面进行全面的考量。
但相信随着科技的不断发展和进步，一种多功能的智能盲人用拐杖一定会成为盲人生活中的得力助手，为他们带来更多的便利和帮助。
智能盲人手杖策划书3篇
智能盲人手杖策划书3篇篇一智能盲人手杖策划书一、项目背景随着科技的不断发展，智能设备已经逐渐融入到我们的生活中。
然而，对于盲人这一特殊群体，他们在日常生活中面临着诸多困难和挑战。
为了提高盲人的生活质量，我们计划开发一款智能盲人手杖，帮助他们更加安全、便捷地出行。
二、项目目标1. 设计一款智能盲人手杖，具备导航、避障、识别等功能，帮助盲人更加安全、便捷地出行。
三、市场分析1. 盲人市场规模庞大，据统计，全球有超过 3600 万盲人，中国有超过 1700 万盲人。
2. 目前市场上的盲人手杖主要为传统手杖，功能单一，无法满足盲人的需求。
3. 随着科技的不断发展，智能盲人手杖市场前景广阔，具有巨大的商业价值。
四、产品设计1. 导航功能：通过 GPS 和传感器技术，实现精准导航，帮助盲人更加准确地找到目的地。
2. 避障功能：通过传感器技术，实时监测周围环境，避免盲人碰撞障碍物。
3. 识别功能：通过图像识别技术，识别周围的物体和标志，帮助盲人更好地了解周围环境。
4. 语音提示功能：通过语音提示，向盲人提供导航、避障、识别等信息，方便盲人使用。
5. 轻便舒适：采用轻量化设计，方便盲人携带，同时保证手杖的舒适性。
五、营销策略1. 线上营销：通过社交媒体、网站、博客等渠道，宣传智能盲人手杖的功能和优势，提高产品的知名度。
2. 线下营销：参加盲人用品展览会、盲人协会活动等，展示智能盲人手杖的功能和优势，提高产品的知名度和市场占有率。
4. 客户关系营销：建立客户关系管理系统，定期回访客户，了解客户的需求和意见，提高客户满意度。
六、盈利模式1. 产品销售：通过销售智能盲人手杖，获得销售收入。
2. 服务收费：通过提供导航、避障、识别等服务，收取服务费用。
3. 广告收入：通过在智能盲人手杖上投放广告，获得广告收入。
七、风险分析1. 技术风险：智能盲人手杖涉及到多种技术，如传感器技术、图像识别技术、语音识别技术等，如果技术不过关，可能会影响产品的质量和性能。
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行业应用与交流
Industrial Applications and Communications
图 ４ 超声波模块原理图
采用 ＩＯ 口 Ｔ Ｒ ＩＧ 触发测距，给至少 １０Ｕ Ｓ 的高电平信号； 模块自动发送 ８个 ４０Ｋ Ｈ ｚ 的方波，自动检测是否有信 号返回； 有信号返回，通过 ＩＯ 口 Ｅ Ｃ Ｈ ０输出一个高电 平，高电平持续的时间就是超声波； 从发射到返回的时 间。测试距离 ＝ （高电平时间 ＊声速（３４０Ｍ ／Ｓ））／２。从而 通过主控部分 Ｃ Ｐ Ｕ 计算出盲人与前方障碍物的距离， 障碍物与盲人距离达到一定值时就通过单片机发出报 警信号。
JIANG Bin, WANG Qiang ( Computer & Electrical Engineering Department, Heilongjiang East College, Harbin 150086 China )
Abstract: Aiming at the market to provide the blind used crutches has simple structure, single function, cannot achieve good guide effect of faults, this paper takes single-chip microcomputer IAP15F2K61S2 as main controller, designs a model with GPS, GSM mobile communication, ultrasonic barrier, voice prompt function as multi-functional intelligent blind crutch assistant; The crutch can send alarm when obstacles ahead, has the function of voice control calls to communicate with family, friends, also can realize the text content with voice and make the blind to know their current location, time, weather information, such as voice remind. It is particularly prominent that family, friends, can grasp the blind through GPS location at any time, and only need to press the button when the blind happens accident, it automatically dial the emergency telephone to family soon, family can listen to the surrounding environment at any time, for the blind to achieve the purpose of convenient and safe walking. The design of the function is all ready, simple operation, low cost, strong practicability and popularization value.
ｘｉ、ｙ ｉ、ｚｉ（ｉ＝ １、２、３、４）分别为卫星 １、卫星 ２、卫 星 ３、卫星 ４在 ｔ时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电 文求得。
Ｖ ｔ ｉ（ｉ＝ １、２、３、４）分别为卫星 １、卫星 ２、卫星 ３、 卫星 ４的卫星钟的钟差，由卫星星历提供，Ｖ ｔｏ为接收机 的钟差。
由以上四个方程即可解算出待测点的坐标 ｘ、ｙ 、ｚ 和接收机的钟差 Ｖ ｔｏ。
３．２ 语音接打电话部分
当 ＳＩＭ 通信接收到来电时，盲人可以说出“接电话” 然后语音芯片分析盲人说出的内容后，单片机把接电话 的信号送给 ＳＩＭ ３００使之接起电话。
语音识别的操作顺序是：通用初始化→语音识别用 初始化→写入识别列表→开始识别，并准备好中断响应 函数，打开中断允许位。
３．３ GPS 定位部分
（１） 超声波模块： Ｈ Ｃ－ＳＲ ０４超声波测距模块可提供 ２ＣＭ －４００ＣＭ 的 非接触式距离感测功能，测距精度可达 ３Ｍ Ｍ ； 模块包括 超声波发射器、接收器与控制电路［２］。 （２） 语音合成模块： 由于智能拐杖适用于盲人，需利用语音提示来进行 信息的输出。模块由 ＳＸ ６２８８Ａ、Ｓ Ｐ Ｉ Ｆ Ｌ ＡＳＨ 、音频功 放芯片三部分组成。Ｓ Ｘ ６２８８Ａ模块可直接驱动 ０．５Ｗ ８Ｒ 或者 ３Ｗ ４Ｒ 的喇叭，自带了 Ｄ 类放大电路由于大部 分品牌的 Ｓ Ｐ Ｉ Ｆ Ｌ ＡＳＨ 的供电电压不超过 ４Ｖ ，本系统特 别增加稳压电路，可使得模块供电范围在 ３．３Ｖ －５．０Ｖ ， 更适合不同的应用［３］ 。在无多个电源时也可共用一个 电源，但要保证电源的功率足够大，在模块电源处增加 滤波电容，减轻纹波，不能影响 Ｓ Ｘ ６２８８Ａ和 Ｆ Ｌ ＡＳ Ｈ 的 正常工作。 最 终 方 案 是 做 出 一 个 以 普 通 盲 人 拐 杖 为 基 础 ，加 上测障避障装置，手机通讯装置，Ｇ Ｐ Ｓ 定位装置，语音 识别及语音播报装置。通过上述一系列装置制成的多 功 能 智 能 盲 人 拐 杖 助 手 ，对 于 盲 人 的 出 行 安 全 有 极 大 的 保 障 ，让 盲 人 的 出 行 不 再 成 为 一 个 困 难 的 事 情 。 多 功能智能盲人拐杖助手的方案框图如图 １所示，多功
112 | Techniques ofAutomation & Applications
行业应用与交流
Industrial Applications and Communications
《自动化技术与应用》２０１４ 年第 ３３ 卷第 ４ 期
短信内容用语音的方式播报出来的功能使盲人随时知 道自己当前的位置、时间、天气信息等语音提醒，结合 先进的智能手机终端可以实现附近餐厅、卫生间、超市 等场所的提醒。
Key words: blind crutch; IAP15F2K61S2 microcontroller; speech synthesis
１ 引言
中国是全世界盲人最多的国家，约有 ５００万盲人，占 全世界盲人口的 １８％，由于他们看不见，行动很不方便， 出行时会遇到诸多问题［１］。现在市场上盲人所使用的拐 杖大多结构简单而功能单一，使用方便但辅助效果不很
114 | Techniques ofAutomation & Applications
行业应用与交流
Industrial Applications and Communications
《自动化技术与应用》２０１４ 年第 ３３ 卷第 ４ 期
ｘ 、ｙ 、ｚ 为待测点坐标的空间直角坐标，
４ 本设计特点
关键词：盲人拐杖； ＩＡＰ １５Ｆ ２Ｋ ６１Ｓ ２单片机； 语音合成 中图分类号：Ｔ Ｐ ２９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２０１４）０４－０１１２－０５
Development and Design of the Assistant for the Multifunctional Intelligent Blind Crutch
Ｇ Ｐ Ｓ 定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间
位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方 法，确定待测点的位置［４］。假设 ｔ时刻在地面待测点上 安置 Ｇ Ｐ Ｓ 接收机，可以测定 Ｇ Ｐ Ｓ 信号到达接收机的时间 △ ｔ，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可 以确定以下四个方程式：
收稿日期：２０１４－０２－１９
明显，事实上，盲人朋友使用时会碰到诸多问题，比如路 况不好，前方有悬挂的障碍物，普通的拐杖无法准确的 探明； 出行时当前天气的变化无法知晓； 迷路时方向无法 定位，亲属不容易寻找等。本设计是一种能够让盲人对 前方障碍物实时探知报警的多功能智能盲人拐杖助手， 特别突出的是该拐杖具有语音控制接打电话功能，使盲 人随时可以很方便的和家人、朋友沟通，而且还具有将
能智能盲人拐杖助手的设计实物图如图 ２所示，使用 者语音控制定位信息如图 ３所示，该信息会自动通过 语音播报方式播出。
２ 多功能智能盲人拐杖助手的设计方 案
多功能智能盲人拐杖助手主要利用单片机技术，设 计研发一款能 Ｇ Ｐ Ｓ 自动定位与超声波测障等多功能的 智能收缩拐杖。拐杖杆上部分和手把为中空，内部设计 有以单片机为主控器件的 Ｇ Ｐ Ｓ 模块、超声波测障模块 和语言提示模块电路，拐杖的头部有警示灯和扬声器。 通过操作拐杖头上相应的按钮，可以对当前拐杖所处地 理坐标位置进行语音读出； 当遇到前方 １ｍ 内的障碍物 时，其内部蜂鸣器自动报警； 过马路时或遇到紧急情况时 可以手动按动对应按钮进行灯光闪烁和声音警示报警。 当来电话时盲人可语音控制接电话并可语音打出指定 电话，通过语音合成模块可实现语音读短信、语音播报 天气等。
图 １ 多功能智能盲人拐杖助手的方案框图
图 ２ 设计实物图
图 ３ 定位信息图
３ 多功能智能盲人拐杖助手的设计原 理
３．１ 超声波报警部分
超声波模块原理图如 ４所示，他的基本工作原理：
Techniques of Automation & Applications | 113
《自动化技术与应用》２０１４ 年第 ３３ 卷第 ４ 期
［（ｘ１－ｘ）２＋（ｙ １－ｙ ）２＋（ｚ１－ｚ）２］１／２＋ｃ（Ｖ ｔｉ－Ｖ ｉ０）＝ ｄ１ ［（ｘ２－ｘ）２＋（ｙ ２－ｙ ）２＋（ｚ２－ｚ）２］１／２＋ｃ（Ｖ ｔｉ－Ｖ ｉ０）＝ ｄ２ ［（ｘ３－ｘ）２＋（ｙ ３－ｙ ）２＋（ｚ３－ｚ）２］１／２＋ｃ（Ｖ ｔｉ－Ｖ ｉ０）＝ ｄ３ ［（ｘ４－ｘ）２＋（ｙ ４－ｙ ）２＋（ｚ４－ｚ）２］１／２＋ｃ（Ｖ ｔｉ－Ｖ ｉ０）＝ ｄ４ 上述四个方程式中待测点坐标 ｘ、ｙ 、ｚ和 Ｖ ｔｏ为未 知参数，其中 ｄｉ＝ ｃ△ ｔｉ（ｉ＝ １、２、３、４）。 ｄｉ （ｉ＝ １、２、３、４）分别为卫星 １、卫星 ２、卫星 ３、 卫星 ４到接收机之间的距离。 △ ｔｉ （ｉ＝ １、２、３、４）分别为卫星 １、卫星 ２、卫星 ３、卫星 ４的信号 到达接收机所经历的时间，ｃ 为 Ｇ Ｐ Ｓ 信号的传播速 度（即光速）。 四个方程式中各个参数意义如下：