一款多功能智能手杖的设计与研究

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。

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第1章 引言

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外的研究动态

1.3 研究方法

1.4 论文结构

第2章 系统模块的基本理论

2.1 超声波测距基本理论

2.2 GPS定位原理

第3章 系统的硬件设计

3.1 主控模块89S52单片机电路

3.2 超声波测距电路

3.3 语音报警电路

3.4 液晶显示电路

3.5 GPS定位模块

第4章 系统的软件设计

4.1 单片机C语言

4.2 KEILC51集成开发环境

4.3 系统软件设计

4.4 GPS配套APP开发

第5章 系统调试与验证

5.1 系统测试

5.2 误差分析

第6章 总结

参考文献

致谢

附录A 单片机主控电路关键代码

附录B 语音提醒关键代码

附录C GPS定位模块主程序

附录D GPS定位模块APP关键代码

个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果