一款多功能智能手杖的设计与研究

发布时间：2017-08-22 17:44

  本文关键词：一款多功能智能手杖的设计与研究

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【摘要】：根据中国人民大学的调查研究,如今老年人口年均增加800万,预计至2050年将达4.3亿人。人口老龄化是世界性的人口发展趋势,不少老年人的手杖是不理想的,一根合适的手杖对老年人的安全十分重要。根据老年人的需求和消费特点,设计一款集多种功能于一体的手杖来满足其出行需求、安全需求是一个具有实际意义的研究课题。本文基于介绍超声波测距原理、GPS定位原理来设计此系统,以单片机为主控制器,设计了一款多功能智能手杖,集超声波测距、障碍语音播报、LCD液晶显示等功能于一体并能进行GPS定位及查询。该系统有低成本、实用和精确等优点。它利用发送接收超声波以判定前方路段内有无障碍物,若有,则语音提醒模块启动语音提醒,同时,LCD1602显示屏可以有效地显示出距离信息。GPS定位模块使老人在外出时,家属可以实时获得其位置信息。同时对整个系统进行优化,使智能手杖的障碍探测更精确,语音提示更准确,位置信息误差更小。本系统的测试显示,超声波测距功能的实现理论值与测量值之间存有0至2CM误差;其次,语音提示模块和LCD显示模块块均能有效地工作;最后,处于特定地点对GPS定位功能及其配套APP进行测试,能准确地获得地理位置信息。系统各功能模块的测试结果均能满足设计要求,且整体性能稳定。
【关键词】：单片机 超声波 LCD1602 ISD1420 GPS定位
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH789
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 引言7-11
• 1.1 选题背景及意义7-8
• 1.2 国内外的研究动态8-10
• 1.3 研究方法10
• 1.4 论文结构10-11
• 第2章 系统模块的基本理论11-25
• 2.1 超声波测距基本理论11-16
• 2.1.1 超声波的传播特性11-13
• 2.1.2 超声波的测距原理13-15
• 2.1.3 超声波测距误差来源的分析15-16
• 2.2 GPS定位原理16-25
• 2.2.1 GPS信号结构18-19
• 2.2.2 GPS定位原理19-22
• 2.2.3 GPS误差源分析22-25
• 第3章 系统的硬件设计25-43
• 3.1 主控模块 89S52 单片机电路26-29
• 3.2 超声波测距电路29-31
• 3.3 语音报警电路31-34
• 3.3.1 芯片特点31-32
• 3.3.2 芯片引脚简介32-34
• 3.4 液晶显示电路34-39
• 3.4.1 LCD显示原理35-36
• 3.4.2 LCD1602 引脚功能36-37
• 3.4.3 LCD1602 的指令说明及时序37-39
• 3.5 GPS定位模块39-43
• 3.5.1 GSM定位模块的电路单元构成39-40
• 3.5.2 GPS信息采集电路40-41
• 3.5.3 无线通信电路41-43
• 第4章 系统的软件设计43-55
• 4.1 单片机C语言43-45
• 4.2 KEILC51 集成开发环境45-48
• 4.2.1 KeilC51 的软件工具功能46-47
• 4.2.2 软件开发流程47-48
• 4.3 系统软件设计48-52
• 4.3.1 主程序设计48-49
• 4.3.2 测距模块设计49-50
• 4.3.3 语音播报模块设计50-51
• 4.3.4 液晶显示模块设计51
• 4.3.5 GPS定位模块设计51-52
• 4.4 GPS配套APP开发52-55
• 4.4.1 地图展示53
• 4.4.2 定位功能53-55
• 第5章 系统调试与验证55-61
• 5.1 系统测试55-60
• 5.2 误差分析60-61
• 第6章 总结61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-67
• 附录A单片机主控电路关键代码67-69
• 附录B语音提醒关键代码69-72
• 附录C GPS定位模块主程序72-74
• 附录D GPS定位模块APP关键代码74-77
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果77

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 曹玉华;超声测距系统设计及其在机器人模糊避障中的应用[D];中国海洋大学;2007年

2 朱唯奕;基于GPS技术的车辆安全性研究[D];江苏科技大学;2012年

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本文编号：720522