一种基于Arm技术的智能盲人出行辅助设备
摘 要
随着我国经济与社会的不断发展，传统的手杖、盲道等设备已经不能满足盲人出行的需要，我国盲人迫切需要一种能够较好进行出行辅助的设备，而在这种需求下研发一款智能盲人出行辅助设备具有一定的现实意义。在已经面世的智能盲人出行辅助设备中，超声波识别是这类设备最多采用的技术形式，但这种技术的采用只能够对障碍的距离进行判别，并不能为盲人提供较为实用的出行辅助，为此本文设计描述了一种基于Arm技术的智能盲人出行辅助设备，将GPS定位，语音播报，红外线障碍检测，光电传感防踩空等功能整合，方便盲人出行。
【关键词】智能 盲人出行 辅助设备
据相关权威机构调查表明，我国当下民众中存在着六百万盲人，而对于这六百万盲人来说，出行一直是造成其生活困扰的主要因素之一。当下世界各国都在大力研究智能盲人出行辅助设备，但这类研究得到的设备却往往存在着技术复杂、成本高昂因而难以普及的问题，这一问题的存在，正是本文对这一具有较强经济性与实用性且正在研发中的智能盲人导航仪进行论述的原因所在。
1 智能盲人导航仪项目概述与功能概述
1.1 项目概述
在本文论述的智能盲人导航仪项目中，该项目旨在通过智能盲人导航仪实现盲人的定位、避障，从而实现盲人的安全出行，而为了实现这一功能，这一智能盲人导航仪以STC12C5A60S2芯片为核心，设计了一套具有超声波模块测距避障（HCSR-04）、语音模块（WTD558D）交流和GPS模块导航功能的新型智能盲人导航系统，而这一系统的设计也使得该智能盲人导航仪同时具备了传感器、语音识别、语音导航三方面的功能。
1.2 功能概述
在该智能盲人导航仪项目中，通过一系列的调研，项目组最终确立了超声波避障、红外线避障、防踩空、GPS定位以及语音播报等五方面的功能。具体来说，由于传统盲人在出行中，较多使用盲杖这种可靠性低、劳动强度大的出行辅助设备，为此本文研究的智能盲人导航仪提出了通过超声波避障的方式进行在一定程度上取代盲杖的避障功能；而对于盲人出行中常见的行人障碍，该智能盲人导航仪选择了应用红外线热释电探测的方式进行行人动向的反馈；而在盲人出行中常见的踩空问题，该智能盲人导航仪则通过光电发生传感器的探测予以解决；而当盲人到达目的地后，智能盲人导航仪具备的GPS功能则能够通过语音播报的方式为盲人提供信息，这些都是本文所论述的智能盲人导航仪所具备的功能。
2 智能盲人导航仪的关键技术
上文中我们了解了本文论述的智能盲人导航仪所具备的功能，而为了实现上述种种功能，我们就必须实现智能盲人导航仪中的关键技术，为此笔者对当下已经实现功能的关键技术进行了具体论述。
2.1 超声波避障
在超声波避障功能的实现中，超声波测距模块设计与实现是这一功能中的关键技术，项目组根据盲人出行所需要的避障要求，选择了HC-SR04超声波测距模块作为超声波避障的核心模块。而之所以选择HC-SR04超声波测距模块，是因为其本身能够实现2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达到高3mm，这就使得这一模块能够较好的满足盲人出行的超声波避障需求。在HC-SR04超声波测距模块的具体使用中，其能够通过对发射超声波后遇到障碍反射回的反射波进行两者距离的计算，这一计算结果在通过系统处理后就能够准确向盲人反映出障碍的距离。
2.2 红外线避障
在红外线避障这一功能的实现中，项目组选择了HC-SR501红外线自动控制模块与德国原装LHI778 探头，而将两者进行结合，我们就得到了红外线避障模块。之所以选择这两种模块进行红外线避障模块的实现，与二者本身的性能优越以及能够较好的在电池环境下进行应用有着较强的关系。在这一红外线模块的具体应用中，红外线避障模块能够将探测到红外信号反馈给使用者，这样就有效保证对行人的探测。
2.3 防踩空
在防踩空功能的实现中，项目组选择了RPR220光电传感器作为这一功能的技术实现的核心，通俗来讲这种光电传感器就是把红外收发管封装在一起，由左边的红外发射二极管和右这的红外接收管连接而成的。在RPR220光电传感器的运行中，其能够通过对电压的检测，对较深的坑道予以发现，并通过系统传达给使用者，保证使用者的人身安全。
2.4 GPS定位
在GPS定位功能的实现中，项目组选择了UBLOX-6M GPS模块实现GPS的定位功能，而这一模块本身具备的灵敏度高、功耗低、小型化、追踪灵敏度大的特点，也使得其能够较好为盲人提供定位服务。而在UBLOX-6M GPS模块的具体应用中，其通过TXD引脚输出数据流信息，在单片机的串口进行接收，单片机串口接收后对经纬度数据进行判断，当经纬度数据在之前预设好的几个点周围时，便通过语音模块发出消息，如“已经到达xx地点”，以此完成具体的GPS定位工作。
2.5 语音播报
在语言播报功能的实现中，项目组选择了WT588D语音模块这一国产语音模块，而这一模块本身的价格优势、性能优势以及可重复擦除烧写的功能，都使得这一语音模块的应用能够较好的对语言播报功能提供支持。而在这一语音模块的具体使用中，配套WT588D VioceChip上位机操作软件能够对这一语音播报模块的控制模式进行随意切换，这就进一步提高了这一语音模块的使用价值。
3 结论
本文对智能盲人导航仪所具备的功能以及实现功能的关键技术进行了详细论述，希望能够以此为我国智能盲人出行辅助设备带来一定建设性意见。但由于本文所论述的智能盲人导航仪本身还没有真正完善与投入使用，项目组将继续进行该智能盲人导航仪的研究，希望后续的研究工作还能够为我国智能盲人出行辅助设备的发展带来一定帮助。
参考文献
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