红外探头导盲系统的论文

一、前言
社会中有很多的盲人，他们出行时有的带只导盲犬，有的拿着手杖，有的由家人陪着。

这样对他们自身有很多限制，虽然市场上有很多导盲产品，比如超声波导盲仪、电子导盲仪，但是这些产品有一定的局限性，不是反应速度慢就是体积庞大，携带不方便。

鉴于这种情况，提出了主要由红外探头对障碍物的探测、单片机对系统的自动控制和语音提示的导盲仪的设计。

二、产品介绍
该仪器设计为眼镜和耳机一体化的产品，但不是普通的眼镜和耳机，这种产品使用起来简单方便，而且体积很小，并且智能化很高。

该产品里面有红外探测仪，语音提示系统，单片机应用技术系统。

当盲人带上它时，红外探头就会向四周空间和地面发出信号，当信号触碰障碍物，检测元件将会将这个信号检测并传给单片机，单片机对这种信号进行处理。

如果地面不平或是雨雪天气等有障碍物，红外线反馈回来的信号就会变为一种语音提示或警报，让盲人做出合理的判断。

三、外观设计
1.该产品设计就和普通的眼镜一样，只是眼镜腿上多了一个耳机；
2.在右面的一个镜腿上有一个电源总开关，只要打开电源开关，系统就会自动执行导盲程序；
3.在左面的镜腿上从上往下依次就是广播或音乐娱乐开关、地图语音讲解开关、语音自动拨号开关；
4.眼镜虽然有两个镜片，但这两个镜片是太阳能电池板做的，只要有太阳就会自动充电，并且红外线就是由这两个镜片所发射；
5.眼镜腿就是接收广播信号的天线，只是隐藏在里面了；
6.自动语音拨号功能的硬件就设计耳机里，并且有显示电话薄的电子显示屏，里面贮存了家人的电话号码或是报警的求救电话号码。

四、操作介绍及流程图
该仪器操作很简单，当盲人带上红外探头导盲仪时，只需打开电源开关，
红外探头就会自动发出红外线信号，来检测障碍物。

如果没有障碍物或者盲人坐下休息时只需转换开关，就会有同步新闻报道或是自己喜欢的音乐。

如果逛街或旅游迷路时，只需转换开关就会连接到GPS云资料库的定位系统里，自动定位，就会有语音提示路线，来供参考选择。

如果自己不好判断，就会有另一项功能实现，那就是语音拨号，这时你只需说出是求救家人还是消防队，它就会自动判断最近的求助对象拨出电话号码，来解决这一问题。

图1 红外探头导盲仪流程图
五、红外避障电路图
避障传感器通常是一个红外发射+红外接收组成，这个红外接收管对38KHZ 比较敏感，红外发射管发射这个波段的红外线，当碰到障碍物后，红外波被反射回来，接收管接收到，就判断这个方向上有障碍物。

图2 红外避障电路图六、智能红外探头避障C语言程序
智能红外探头避障C语言程序如下所示[5]：#include<AT89X52.H>
bit RandomFactor =0;
bit RandomFactorBuf =0;
#include <Timer.H>
#define FLeftMotor P0_2=1;P0_3=0
#define BLeftMotor P0_2=0;P0_3=1
#define FRightMotor P0_5=1;P0_4=0
#define BrightMotor P0_5=0;P0_4=1
#define LeftStop P0_2=0;P0_3=0
#define RightStop P0_4=0;P0_5=0
#define CarStop P0_2=0;P0_3=0;P0_4=0;P0_5=0 #define RightSenser P0_0
#define LeftSenser PO_1
void TurnLeft_1()
{
LeftStop ;
FRightMotor;
}
void TurnLeft_Fast()
BLeftMotor; FRightMotor;
}
viod TurnRight_1() {
RightStop; FLeftMotor;
}
viod TurnRight_Fast() {
BRightMotor; FLeftMotor;
}
void BTurnRight_1() {
LefStop; BRightMotor;
}
viod BTurnLeft_() {
RightStop; BLeftMotor;
}
viod FCar()
{
FLeftMotor; FRightMotor;
}
viod BCar()
{
BLeftMotor; BRightMotor;
viod Obstacle_Avoid(viod)
{
if (RightSenser && LeftSenser&&PWM) {
PCar();
}
if ((!RightSenser) && LeftSer&&PWM) {
BTurnLeft_1();
}
if (RightSenser &&(! LeftSenser)&&PWM) {
BTurnRight_1();
}
if (!RightSenser || LeftSenser)
{
RandomFactBuf=RandomFactor;
while(!(RightSenser|| LeftSenser))
{
if(RandomFactorBuf)
{
BTurnLeft_1();
delay(300)
}
if(!RandomFactorBuf)
{
BTurnRight_1();
delay(300)
}
}
}
if(!PWM)
{
LeftStop ;
RightStop;
}
}
viod Follow(viod)
{
if (RightSenser && LeftSenser&&PWM) {
LeftStop ;
RightStop;
}
if ((!RightSenser) && LeftSer&&PWM)
{
TurnRight_1();
}
if (RightSenser &&(! LeftSenser)&&PWM)
{
TurnLeft_1();
}
if (!RightSenser || LeftSenser)
{
FCar();
}
}
main()
{
Timer0Setup(500);
Timer1Setup(50);
Obstacle_Avoid();
Follow();
}
七．语音提示的C语言程序
语音提示系统的C语言程序如下所示[6]-[8]：
#include<stdio.h>
#include<string.h>
void main()
{
ch ar a[80]="AB",b[80]="LMNP";
int i=0;
strcat(a,b);
while(a[i++]!='\0')
b[i]=a[i];
puts(b);
}
八．结束语
红外探头导盲仪的设计及开发，是利用红外探头探测仪来进行对外界障碍物的探测、将探测信号传入由PLC系统控制的系统分析中心进行处理、由单片机系统将检测得到的障碍物的电信号处理转化为语音信号、语音信号启动语音辨别系统，输出语音信息。

红外探头导盲仪工作的过程精简、系统简而易懂，操作便利、很实用。

该产品不仅在现有的科学基础上，对已有的产品进行改良和创新. 而且红外探头导盲仪设计的出现，为科技和盲人的生活带来了改变，为解决盲人的问题提供了新的思路。

参考文献：
[1]何立民，MCS—51系列单片机应用系统设计[M],北京航天航空大学出版，1991
[2]张鑫主编，单片机原理及应用，电子工业出版社，2008，11
[3]王华祥，传感器原理及应用，天津大学出版社，2002
[4]徐科军等，传感器与检测技术第二版，电子工业出版社
[5]红外技术，光电、光子器件及传感器，[美]A.R 杰哈.著
[6]史红梅玉祖俊李忠晶ISD系列语音芯片的开发与应用，北方交通大学，2001.6
[7]李吉志，基于单片机的公交车智能语音报站和液晶显示系统设计[J]，科技广场，2010（3）；163-165.
[8]Richard Nass 承慧.值得开发的语音技术[J].电子产品世界，2002（12）：36-67.。