一種超聲波導盲系統硬件電路技術方案

一種超聲波導盲系統硬件電路，主要包括單片機電路、超聲波測距電路、溫度補償電路、報警電路和外圍其他電路。超聲波發射電路能夠實現超聲波信號的發射，超聲波接收電路可以實現超聲波信號的接收，經過濾波和功率放大后送人單片機進行處理。溫度傳感器電路將溫度傳給單片機，進行溫度補償，將測距溫差降低到最低。語音報警電路根據需要，發出報警信號，通知使用者前方出現障礙物等各種情況。導盲系統硬件電路結構緊湊，反應速度快，適應性好，電路功耗較低，提高了電路效率，降低了成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種超聲波導盲系統硬件電路，適用于于生物領域。
技術介紹
隨著社會的發展和工業技術水平的不斷進步，目前全球有4500萬盲人，并且有1.8億的人有視力障礙。眾所周知，盲人雖然眼睛看不見，但是其他感官卻比常人發達許多，比如聽覺和感覺，可以利用盲人的聽覺以及被牽引時的感覺來讓盲人達到出行的目的。各國科學家為解決這個問題也在不斷研究，但是目前已專利技術的盲人器械都只能解決單一的問題，無法全方位解決盲人的出行障礙中國是世界上盲人數量最多的國家，盲人生活在黑暗的世界中，給工作、生活、社交活動帶來莫大的困難，如何安全行走是盲人生活中最大的問題。近年來，隨著超聲測距技術研究的不斷深入和超聲波防塵、防霧非接觸式的特有優點逐漸為人們所重視，超聲測距的應用變得越來越普及。目前，超聲測距技術已廣泛地應用于機械制造、電子冶金、航海、宇航、石油化工、交通等工業領域。盡管如此，當前市場的助盲器材成型產品，依然處于障礙物報警的初始水平，實用功能及其有限，不能給盲人提供足以理解周圍環境的信息，遠遠不能滿足盲人的生活需求。
技術實現思路
本專利技術提供一種超聲波導盲系統硬件電路，電路結構緊湊，反應速度快，穩定性好，電路功耗較低，提高了電路效率，降低了成本。本專利技術所采用的技術方案是：超聲波導盲系統硬件電路部分主要包括單片機電路、超聲波測距電路、溫度補償電路、報警電路和外圍其他電路。所述超聲波導盲系統發射電路采用LM555/LMSSSC系列時基電路，靈活性強，被用來產生脈沖信號和用作時間延遲，利用兩個比較器，通過不斷檢測電容器上電壓值的大小，決定輸出電平的高低和放電導管的開與閉。所述超聲波導盲系統接收電路采用LM567鎖相環電路作為音調譯碼器，LM567電路由三部分組成:電流控制振蕩器、鑒相器鎖和反饋濾波器。該音調譯碼器中，存在一個鎖相環路和一個晶體管開關，在該音調譯碼器上連接上設定好的音頻信號時，便會產生對應的接地方波。該電路由I與Q檢波器組成，通過電壓驅動振蕩器確定譯碼器的頻率。用外接元件獨立設定中心頻率帶寬和輸出延遲。超聲波發射電路發出的超聲波信號經過障礙物發射回來后轉變成功率極小的交流信號，該交流信號接人運放LM358,經過電路放大后，接人音頻譯碼器中的LM567,LM567因為具有選頻的功能，其內部的壓控振蕩器的中心頻率，當LM567輸人信號的電壓值超過25mV時，輸出端信號由高電平跳變為低電平，將這個跳變信號作為中斷信號送人單片機中，啟動中斷服務子程序。所述超聲波導盲系統限幅保護電路中，使用兩個IN4148穩壓二極管組成雙向限幅保護電路，1N4148開關二極管。主要在儀器儀表、電子設備的開關電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動控制電路中。所述溫度補償電路中，溫度傳感器SHT10由兩個電容式聚合體測試元件和一個隙式測溫元件組成，并與一個14位A/D轉換器和一個2-wire數字接口在單芯片中無縫結合，直接與單片機相連，該產品具有功耗低，反應快，抗干擾能力強等優點。單片機與SHT10接口電路部分:SHT10的SCK口和DATA口分別與單片機的P0.2口和P0.3口連接，DATA端口需要一個外部的4.7K歐上拉電阻將信號提拉至高電平，只有當DATA為高電平時，SHT10才開始工作。所述語音報警器采用ISD1420語音芯片，ISD1420芯片型號的最后2位數字表示語音錄放時間的長度。這種芯片錄放音時間最長20s，需要的外接電路很簡單，必要的電阻、電容與麥克風結合在一起便可組成一個功能齊全的語音錄放系統，采用了直接模擬量存儲技術DAST。語音信號不經過轉換直接以原來狀態存儲到內部存儲器。可以提供真實自然的音樂、語音、聲音等。音質不會受到影響，同時不需要專用語音開發工具，成本低廉。本專利技術的有益效果是：電路結構緊湊，反應速度快，穩定性好，電路功耗較低，提高了電路效率，降低了成本。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術的系統硬件整體框圖。圖2是本專利技術的超聲波發射電路。圖3是本專利技術的超聲波接收電路。圖4是本專利技術的超聲波保護電路。圖5是本專利技術的溫度補償電路。圖6是本專利技術的語音報警電路。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。如圖1，超聲波發射電路能夠實現超聲波信號的發射，單片機不斷發射出超聲波信號，以便實時檢測前方是否有障礙物。超聲波接收電路可以實現超聲波信號的接收，經過濾波和功率放大后送人單片機進行處理。溫度傳感器電路用來檢測當前溫度環境下的溫度，以便將溫度傳給單片機，進行溫度補償，將測距溫差降低到最低。語音報警電路根據需要，發出報警信號，通知使用者前方出現障礙物等各種情況。如圖2，超聲波導盲系統發射電路采用LM555/LMSSSC系列時基電路，靈活性強，被用來產生脈沖信號和用作時間延遲。利用兩個比較器，通過不斷檢測電容器上電壓值的大小，決定輸出電平的高低和放電導管的開與閉。利用555時基電路振蕩產生40kHz的超聲波信號，使之與換能器的40kHz固有頻率一致。12V電源能使555時基具有足夠驅動能力。P0.1為超聲波發射控制信號，由單片機控制。如圖3，超聲波導盲系統接收電路采用LM567鎖相環電路作為音調譯碼器，LM567電路由三部分組成:電流控制振蕩器、鑒相器鎖和反饋濾波器。該音調譯碼器中，存在一個鎖相環路和一個晶體管開關，在該音調譯碼器上連接上設定好的音頻信號時，便會產生對應的接地方波。該電路由I與Q檢波器組成，通過電壓驅動振蕩器確定譯碼器的頻率。用外接元件獨立設定中心頻率帶寬和輸出延遲。超聲波發射電路發出的超聲波信號經過障礙物發射回來后轉變成功率極小的交流信號，該交流信號接人運放LM358,經過電路放大后，接人音頻譯碼器中的LM567,LM567因為具有選頻的功能，其內部的壓控振蕩器的中心頻率，當LM567輸人信號的電壓值超過25mV時，輸出端信號由高電平跳變為低電平，將這個跳變信號作為中斷信號送人單片機中，啟動中斷服務子程序。如圖4，超聲波導盲系統限幅保護電路中，使用兩個IN4148穩壓二極管組成雙向限幅保護電路，1N4148開關二極管。主要在儀器儀表、電子設備的開關電路、檢波電路、高頻和脈沖整流電路及自動控制電路中。如圖5，溫度補償電路中，溫度傳感器SHT10由兩個電容式聚合體測試元件和一個隙式測溫元件組成，并與一個14位A/D轉換器和一個2-wire數字接口在單芯片中無縫結合，直接與單片機相連，該產品具有功耗低，反應快，抗干擾能力強等優點。單片機與SHT10接口電路部分:SHT10的SCK口和DATA口分別與單片機的P0.2口和P0.3口連接，DATA端口需要一個外部的4.7K歐上拉電阻將信號提拉至高電平，只有當DATA為高電平時，SHT10才開始工作。如圖6，語音報警器采用ISD1420語音芯片，ISD1420芯片型號的最后2位數字表示語音錄放時間的長度。這種芯片錄放音時間最長20s，需要的外接電路很簡單，必要的電阻、電容與麥克風結合在一起便可組成一個功能齊全的語音錄放系統，采用了直接模擬量存儲技術DAST。語音信號不經過轉換直接以原來狀態存儲到內部存儲器。可以提供真實自然的音樂、語音、聲音等。音質不會受到影響，同時不需要專用語音開發工具，成本低廉。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超聲波導盲系統硬件電路，其特征是：所述的導盲系統硬件電路主要包括單片機電路、超聲波測距電路、溫度補償電路、報警電路和外圍其他電路。

【技術特征摘要】
1.一種超聲波導盲系統硬件電路，其特征是：所述的導盲系統硬件電路主要包括單片機電路、超聲波測距電路、溫度補償電路、報警電路和外圍其他電路。2.根據權利要求1所述的一種超聲波導盲系統硬件電路，其特征是：所述超聲波導盲系統發射電路采用LM555/LMSSSC系列時基電路，靈活性強，被用來產生脈沖信號和用作時間延遲。3.根據權利要求1所述的一種超聲波導盲系統硬件電路，其特征是：所述超聲波導盲系統接收電路采用LM567鎖相環電路作為音調譯碼器，LM567電路由三部分組成:電流控制振蕩器、鑒相器鎖和反饋濾波器。4.根據權利要求1所述的一種超聲波導盲系統硬件電路，其特征是：所述音調譯碼器中，存在一個鎖相環路和一個晶體管開關，在該音調譯碼器上連接上設定好的音頻信號時，便會產生對應的接地方波。5.根據權利要求1所述的一種超聲波導盲系統硬件電路，其特征是：所述該電路由I與Q檢波器組成，通過電壓驅動振蕩器確定譯碼器的頻率，用外接元件獨立設定中心頻率帶寬和輸出延遲。6.根據權利要求1所述的一種超聲波導盲系統硬件電路，其特征是：所述當LM567輸人信號的電壓值超過25mV時，輸出端信號由高電平跳變為低電平，將...

【專利技術屬性】
技術研發人員：祁艷，
申請(專利權)人：祁艷，
類型：發明
國別省市：遼寧;21