基于51单片机的智能盲杖

基于51单片机的智能盲杖

沈中伟 向珍 张新月 李梦迪

（攀枝花学院交通与汽车工程学院，四川攀枝花 617000）

摘要：随着物质飞速发展，人们的生活水平显著提高，盲人作为社会中一个极弱势群体，也在受到越来越多的关注。该智能盲杖利用51单片机技术，结合红外线及信息发射系统，实现了对盲人所在位置的简单探测和进行相应语音提示的功能。为盲人提供了一个很好的引导作用，同时一定程度上保证了盲人的安全。

关键词：盲杖；单片机；超声波技术；语音提示中图分类号：TB51+7

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文献标识码：A

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文章编号：2096-4609（2019）22-0281-002

3:GND，电源地。

4:BACKWARDB，当该管脚接地时，后退功能生效。

5:FORWARDB，当该管脚接地时，前进功能生效。

6:TURBOB，该管脚接地时，加速功能生效。

7:SC，带调制频率的编码信号输出脚。8:SO，不带调制频率的编码信号输出脚。

9:VDD，电源。

10:PC，电源控制输出脚。11:OSCO，振荡输出脚。12:OSCI，振荡输入脚。

13:FOSC，仅在测试模式时生效。14:LEFTB，当该管脚接地时，左转向功能生效。

（二）安装在盲杖上的信息接收系统安装在盲杖上的信息接收系统系统内部方框图如图5所示，所用单片机引脚功能排列图如图6所示。

一、前言

现在市面上有的普通盲杖，不具有智能提示的作用，盲人使用时活动范围局限性太大，现有的智能盲杖成本太高，对于普通消费者而言，经济负担较大。基于51单片机的智能盲杖，是相对而言，价格适中，有利于大面积推广。

二、该智能盲杖的总体设计

基于51单片机的智能盲杖主要由安装在地上的信息发射系统以及安装在盲杖上的信息接收系统和语音提示系统组成。

安装在地上的信息发射系统事先已将周围情况贮存在系统内，当遇到盲杖的接收系统时，便将信息传递给盲杖的接收系统，后再由语音提示系统，对相应的情况进行提示。

具体工作流程如图1所示（后附各字母注释说明），整体模块框架图如图2所示。

表示SM6136芯片的LEFT；K3表示

SM6136芯片的RIGHT；K4表示SM6316芯片的BACKWARD；K5表示SM6136芯片的FORWARD

图2　整体模块框架图

三、该智能盲杖的分模块介绍

（一）安装在地上的信息发射系统安装在地上的信息发射系统内部方框图如图3所示，所用单片机引脚功能排列图如图4所示（后附各管脚注释说明）。

该装置将所处地点位置信息贮存，并不断进行发射，遇到接收装置时，便将信息传递给接收装置。

图3　信息发射系统内部方框图

图5　信息接收系统系统内部方框图

图4　单片机引脚功能排列图

图6　单片机引脚功能排列图

图1　流程图

注：K1表示光电开关输出端；K2

注:1:RIGHTB，当该管脚接地时，右转向功能生效。

2:TESTB，该管脚仅用于效果测试。

注：1:VO2，非2输出脚。

（下转第283页）

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智库时代

三、开展型号产品质量保证核心标准群的编制工作

开展型号产品质量保证核心标准群的编制工作，要进一步完善产品质量保证标准体系。结合航天标准化工程，质量提升工程等专项要求，开展关键产品验收规范，防差错管理，通过多媒体记录、关键过程控制等质量管理的制定和修改，保证标准化工作在实际工作中的落地。

产品研制过程中标准化工作不可或缺的环节之一是设计标准化评审工作，组成部分是设计评审的。提高型号标准化水平就必须把完善设计标准化评审工作，这样不仅推动设计过程的标准化审核，而且对推动标准化工作开展都有着积极作用，才可以脚踏实地编写《设计标准化工作报告》的每一章节内容。

《设计标准化工作报告》是提供评审会议审查评定的主要文件，是对设计中实施标准和标准化要求情况所作的系统性总结。只有内容的具体、详实、可操作性强、有说服力，才可以确实保证评审质量与效果有直接关系。

四、避免流于形式，制定具体措施（一）严格责任制考核，对有章不循，造成质量事故的责任单位和责任人进行责任追究。加大质量奖惩力度

（二）单机评审时报告中的标准化工作内容过于简单，没有细化，很难提供可操作性

单机是系统的基础，设计人员在撰写设计评审报告时，只有着重于产品设计工作的详细归纳和总结。总结的目的是在单机设计（上接第281页）2:GND，电源地。

3:SI，编码信号输入脚。4:OSCI，震荡输入脚。5:OSCO，震荡输出脚。6:RIGHT，右转向输出脚。7:LFFT，左转向输出脚。

8:RDB，当管脚接地时 ，右转向功能失效。

9:LDB，当管脚接地时，左转向功能失效。

10:BACKWARD，后退输出脚。11:FORWARD，前进输出脚。12:TURBO，加速输出脚。13:VDD，电源。

14:VI1，非1门输入脚。15:VO1，非1门输出脚。16:VI2，非2门输入脚。

环节把问题清零，才有可能在下阶段不受影响，设计在好的基础上进行。作出全面的总结报告之前把设计标准化评审与设计评审同步进行，而对标准化工作花费时间做总结忽略，把所做的工作系统、条理、规范的总结，确定标准化评审的高度。

（三）由于标准化工作报告是标准化人员编写

各环节的标准化评审都是相对进行，对设计没有全面跟踪，各环节标准化工作报告内容偏于空洞，表现为概括叙述多，具体分析少，解决方案是标准管理人员必须要有设计人员的参与。做到设计环节的收集、积累和整理工作，从而提高报告的质量，才能有“干货”，不说空话。

（四）针对质量管理要求

要统一规范评审报告的填报形式和内容。要组织编写人员培训学习，按照统一要求填写，填报的深度和填写的范围作明确要求。对于标准化审核报告最后进行审查，对于不符合要求，一定要改正，符合要求后才能批准并且在项目结束后归档管理。

五、产品交付前，必须组织标准化评审（一）经过上述不同设计阶段，标准化管理已经渗透质量管理的各个步骤

有效避免或者减少了设计中的失误。在总体装备设计环节，标准化评审要进行标准化评审的专业性技术部门，它直接负责标准化评审质量，并对结果负直接责任。不用赘述标准化必须具有公正性、专业性和代表性，评审组的组建对把好标准化评审质量关有着重要作用，对于评审组成员的要求应由较高专业水准的标准化人员和

（三）语音提示系统

智者论道

同行专家，基层单机设计、总体设计人员共同组成，在评审过程分两个阶段：背靠背，面对面。背靠背就是评审人员单独阅读评审材料，打分，写评语；第二个阶段，评审组面对面讨论，对于不同意见进行深入探讨，得出最后结论。设计人员根据这个结论对方案进行修改重新上交，获得最终报批。

（二）遵循以下几个方面来选择标准化评审人员

标准化工作是根据产品分为不同的研制环节，每个阶段参与的人员不同，因此，为实现对立项产品设计各个环节的标准化总目标进行有效的监督和控制，使项目最终成为产品，就要标准化评审过程中的以下因素：

（1）在产品系统规定的4个阶段的评审时应把标准化评审作为设计评审的组成部分和前提条件 ，在环节上不可忽略和绕过。

（2）在方案设计环节从产品预研，立项，分系统、项目横纵向关系，依次进行，在最后总体装备阶段，有预先审核，在归档之前做总结性审核。

总之，作为一个服务于市场的项目，缺乏三个“意识”，就会导致我们工作的被动，效率的低下，效益的损失。所以，标准化管理要紧密结合于质量管理，贴合在设计生产的每个步骤和环节，强化标准化意识，工作中时时自省，做到知行合一，有效地提高设计生产质量。

【作者简介】滕利利（1968-），女，大专学历，工程师，研究方向为标准化管理和信息化。

五、未来发展

在未来，该盲杖还可以与北斗卫星系统结合使用，以便使用者更好地掌握所在位置的情况，同时达到让其家人更清楚地掌握其具体定位的目的，使得盲人出行能够更安全，更便捷，更易于管控。

【作者简介】沈中伟（1988-），男，硕士学位，中级工程师。

【参考文献】

[1]孙二杰.超声波智能导盲杖的设计[J].计算机系统应用,2015(24):1-3.

[2]姜瑾.具有定位导航和障碍规避功能的电子盲杖的设计[D].北京:北方工业大学,2013.

[3]孟祥薇.基于超声波传感器的导盲杖设计[J].电子设计工程,2012(17):11-14.

[4]程金鑫.超声盲杖系统设计[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2015.

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图7　语音提示系统

四、该智能盲杖的优势

（一）该盲杖价格低廉，便于推广（二）该智能盲杖有语音提示系统，便于盲人使用