基于51单片机的语音导盲系统的设计毕业设计(编辑修改稿)

基于51单片机的语音导盲系统的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

文介绍一款语音导盲系统的设计，能在一定程度上解决广大盲人患者出行困难。 整个系统分为两部分，一是眼镜探测器，二是随身携带的语音提醒装置。 都含有硬、软件两个部分设计。 此款导盲眼镜系统以超声测距探测障碍物获得相应数据，利用 无线数传模块传送，获得数据后，单片机即进行数据处理，最后控制 ISD 系列语音芯片给出播报提醒，同时启动振动提醒。 该系统主要优点如下：操作简单方便；超声测距、无线传输让整个导盲设备更轻松；具有语音告知功能，兼带振动功能，更加人性化、智能化。 第一节 总体方案 系统以 51系列单片机为核 心控制器，利用超声测距模块、无线传输模块、 ISD4003语音芯片、 LM386 集成运放、 NOKIA5110 LCD 液晶显示器等外设配合使用搭载的一个语音导盲设备。 系统整体框图如 所示。 图 系统整体图 2 第二章 硬件电路的设计 第一节 超声模块电路 一、超声模块电路 超声波测距是借助于超声脉冲回波渡越时间法来实现的。 设超声波脉冲由传感器发出到接受所经历的时间为 t，超声波在空气中的传播速度为 c，则从传感器到目标物体的距离 T。 可用下式求处： D=ct／ 2，如表 超声模块与单片机接口电路，如图。 表 引脚 功能 1 VCC 2 Trig 3 Echo 4 GND 图 超声模块接口电路图 二、导盲杖控制系统 导盲杖控制系统采用分散式控制方式，如图 所示。 该导盲杖控制系统主要由控制单元、超声波测距单元、图像识别处理单元、语音控制单元等组成。 主控制单元主要完成导盲杖各个部分的协调控制、计算和分析；超声波测距单元完成人在行走过程中对障碍物距离的测算功能，以做出运动策略的分析；图像识别处理单元完成人在行走过程中对障碍物的检测识别功能；语音控制单元完成对盲人的语音提示和发 出警报等。 主控制单元采用 AT89S52 单片机，图像识别处理单元采用 ADSPBF533（简称 3 BF533）为中心处理器的图像识别系统，其他单元均采用 AT89S51 单片机，各个部分通过串口多机通信来完成信息交换。 多机通信中采用总线型从式多机系统。 图 导盲系统集散控制框图 三、障碍物检测识别和超声波测距原理 我们所研究的障碍物检测识别是基于直线段匹配的障碍物检测识别技术。 因为大多数的障碍物呈现为棱柱形，圆台状，长方体等形状（如电线杆，箱子，桌子等），而且这两条直线段中的像素点的梯度方向应该是对称的 ，所以检测出这些近似直线段的边缘就可以重构无题轮廓，从而识别检测出障碍物。 本文提出的算法主要有三部分组成：首先计算原图像中边缘点的梯度值和梯度方向，并按照“同一直线段像素点的梯度值和梯度方向近似”的原则从边缘点图像中提取出直线段；然后利用提取出来的直线段的各种属性（长度，梯度方向，位置），两条直线段之间像素点的灰度直方图以及背景灰度直方图对直线进行匹配，搜索出分别对应于各个物体左右边缘的两两相对的直线段；最后按照匹配计算出匹配值重构“障碍物”轮廓并确定其位置。 超声波为直线传播方式，频率越高，反射能力越强， 而绕射能力越弱。 利用超声波的这种特性，常常用渡越时间检测法进行距离的测量。 其工作原理是：换能器向介质中声速为 C，回波到达时刻与发射波时刻的时间差为 t，就可以计算出发射点与反射点的距离 s， s=c t/2 式中， c为超声波的传播速度（ m/s）。 超声波在固体中传播速度最快，在气体中传播速度最慢，而且声速 c与温度有关。 如果环境温度变化显著，必须考虑温度补偿问题。 空气中声速与温度的关系可以表示为（ 2） C= 式中 T 4 为环境温度（℃）。 超声波常温下在空气中的传播速度是 340m/s，这里。