摘 要
针对盲人行走过程中无法了解到前方是否存在障碍物的问题，本文设计了一种新型的基于单片机控制的盲人避障装置，且该装置带有语音和振动提醒功能。本方案通过超声波发送接收来检测前方一段距离内是否有障碍物存在，若有则振动提醒模块发出提醒信息。本文是在基于单片机控制的超声波测距原理的基础上，配以比较电路，来确定目标范围内障碍物的存在，相关部分附有硬件电路图、程序流程图。此装置简单实用且便携，设计在很大程度上解决了盲人行走中的安全问题，具有实用意义。
关键词：单片机；超声波
Abstract
In view of the problem that the blind cannot understand whether there are obstacles in front during walking, a new obstacle-avoidance device was designed, which is based on single-chip. In addition, it has the function of voice-reminding and shake- reminding. It detects whether there exist obstacles within a distance in front by means of ultrasonic-sending and ultrasonic-receiving. If having, shake-reminding module will issue information to remind the blind. On the basis of the principle of ultrasonic distance measurement, this design added the comparison circuit to ascertain the existence of obstruction in the target range. In the paper, relevant hardware circuit diagram and program flow chart are introduced in detail. This device is simple, utility and portable. To a large extent, it solved the security problems during the blind＇s walking, which is of practical significance.
Key words: single-chip; ultrasonic
2.2.1 超声波的特性 ......................................................................................................... 4 2.2.3 超声波测距工作原理 ................................................................................................... 5 3.1.4 温度传感器原理与选型 ............................................................................................... 10
参考文献 ................................................................................................................................................ 23
第1章 第2章
1.1研究背景
绪 论
随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智能化的发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小，功能强，价格低，使用灵活等特点，显示出很强的生命力。可以认为，单片机技术已经成为现代电子技术的十分重要的技术之一，可以使设计的电子产品更具智能化和先进性。进入21世纪以来，开发推出单片机的公司很多，各种高性能单片机芯片市场也异常活跃，新技术的不断采用，更加使单片机的种类、性能以及应用领域不断扩大和提高。
所谓单片机（Single Chip Microcomputer），是指一块芯片中集成有中央处理器（CPU），存储器（RAM和ROM），基本I/O接口以及定时器/计数器等部件，并具有独立指令系统的智能器件，即在一块芯片上实现一台微型计算机的基本功能。如果是简单的控制对象，只需要利用单片机作为控制核心，不需要另加外部设备就能实现。对于较复杂的系统，只需对单片机进行适当的扩展即可，十分方便。归纳起来，单片机系统有以下的特点：
1）单片机独立的指令系统，可以将我们的设计思想充分体现出来；
2）系统配置以满足控制对象的需求为出发点，使得系统具有较高的性能价格比； 3）应用系统通常将程序驻留在片内（外）ROM中，抗干扰能力强，可靠性高，使用方便。系统规模小，本身不具有开发能力，一般需要借助专用的开发工具进行系统的开发和调试，而实际的应用系统简单实用，成本低，效益好；
4）应用系统所用存储器芯片可选用EPROM，EEPROM，OTP芯片或利用掩膜形生产，便于批量开发和应用。许多单片机（如80C51系列）的开发芯片和扩展芯片都配套，降低了系统成本；
5）系统小巧玲珑，控制功能强，体积小，便于嵌入被控设备之内，大大推动了产品的智能化。如数控机床，机器人，智能仪器仪表，家用电器等都是典型的机电
一体化设备和产品。
1.2研究主要内容和目的
世界卫生组织估计全世界有盲人4000万到4500万，低视力是盲人的3倍，约1.4亿人，其中75%即１亿多患者可以通过手术及屈光矫正得以恢复或提高视力，尚有25%的低视力患者需要低视力保健，如需配戴助视器及视觉康复仪等。
我国曾在上世纪80年代进行过视力残疾状况调查。结果显示，我国有视力残疾患者近1300万，其中盲约550万，低视力约７750万。14岁以下儿童盲及低视力的主要病因为先天性遗传性眼病，如先天性白内障、先天性小眼球小角膜、视网膜色素变性、白化病、视神经萎缩等。60岁以上老年人盲或低视力的主要病因为白内障。 我国每年会出现新盲人大约45万，低视力135万，即约每分钟就会出现1个盲人，3个低视力患者。如果不采取有力措施，到2020年我国视力残疾人数将为目前的4倍，即将达到5000余万。
世界盲人联盟（WORLD BLIND UNION）是一个国际性的非政府组织，成立于１９８４年，前身是国际盲人联合会和世界盲人福利会，现有会员国７２个（截至２００４年１０月）。该会的宗旨是以使全世界的盲人以平等的机会和权利参与社会生活。世界盲人联盟总部设在巴黎。中国盲人聋哑人协会是该组织的创始组织之一。世界盲人联盟在联合国各有关组织中具有咨询地位，自成立以来在防盲、促进各国制定保障盲人合法权益的法律和政策，加强盲人自立精神、开发盲人潜力和促进国际间交流与合作等方面起重要作用。由于生理上的缺陷，盲人在生活、工作等方面有着诸多不便，其中，如何安全行走是盲人生活中最大的问题。为此导盲机器人、无线电红外线、盲人电子眼镜、卫星导盲系统等现代化导盲手段正逐步走进盲人的生活，增强了盲人的行走能力，提高了盲人的生活质量而传统的盲人导航设施都有局限性，以往的设计中常使用红外线探测障碍物的存在与否，但是在实际应用中，红外干扰源较多；而且在有反射光的情况下，由于光线的干扰，很容易判断失误，出现虚警。因此，有些设备在发射信号时，改进为发送一串连续的红外脉冲，然后接收反射的信号。如果接收到的红外脉冲数量超过某一门限值时，就判断障碍存在。这种方法尽管在一定程度上可以降低虚警率，但实验表明，在较强的反射光和使用电子镇流器方式的日光灯起辉时，仍很容易出现干扰现象。为了避免使用红外线自动感知障碍设备时出现的接收设备本身主动发送信号的干扰问题,本文致力于设计一种简易便携装置，盲人在行走时把此装置戴在拐杖上，该装置能够实时探测前方