基于射频识别技术的嵌入式多信号导盲系统研究

摘要

在日常生活中，约有80%的外界信息需要通过视觉器官来获取。对于生活在黑暗中的盲人来说，安全出行是生活中最大的问题。随着世界盲人数量的不断增加和盲人群体受关注程度的不断提高，设计一款实用的导盲系统来帮助盲人行走是十分有意义的。
　　本文在综述国内外现有导盲系统优缺点的基础之上，提出了一种基于射频识别技术，同时结合超声波、无线通信、语音合成等技术的新型导盲系统方案。该导盲系统利用射频识别技术来获取行走指引信息，并通过语音合成技术将指引信息合成为盲人容易理解的语音信息；采用超声波传感器探测行走过程中可能遇到的障碍，并提示盲人及时避开障碍物；使用无线通信技术来获取交通路口的通行状态，帮助盲人安全通过交通路口。
　　根据所提出的导盲系统方案，分析并设计了系统的硬件电路和机械结构，包括射频识别系统的工作频率以及接口类型的选定，对超声波传感器、无线通信模块做出了选型和接口电路设计，设计了基于STC12LE5A60S2单片机的控制系统，根据所选择传感器和设计的硬件电路的物理尺寸和工作要求设计了导盲手杖的机械结构。
　　在软件设计方面，采用了德国KEIL公司开发的适用于8051内核单片机开发平台的多任务实时操作系统RTX51 Tiny完成了系统的软件设计工作，包括任务的划分和系统文件的配置，最后给出了主要任务的程序设计流程，并配以相关文字进行了详细说明。
　　为了验证所提出系统方案的可行性，将所设计的导盲系统进行多组实验。先分模块进行实验，分别进行了超声波避障实验、电子标签读取实验和语音合成实验、交通灯信号采集实验；然后将所有任务集合在一起进行了整机实验。通过实验验证和对数据分析得知，系统达到了设计标准，满足使用要求。

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第一章 绪论

§1-1 引言

§1-2 导盲装置研究现状及发展趋势

§1-3 课题来源及主要内容

第二章 射频识别技术原理和RTX51实时操作系统介绍

§2-1 引言

§2-2 射频识别技术简介

§2-3 射频识别系统的构成及工作原理介绍

§2-4 RTX-51系统介绍

§2-5 本章小结

第三章 导盲系统的总体设计

§3-1 引言

§3-2 导盲系统的总体规划

§3-3 导盲系统的硬件设计

§3-4 导盲手杖机械结构设计

§3-5 本章小结

第四章 导盲系统的控制软件设计

§4-1 引言

§4-2 任务划分

§4-3 设计流程和系统文件配置

§4-4 电子标签信息读取软件设计

§4-4 超声波传感器控制软件设计

§4-5 人行灯信号采集与处理系统软件设计

§4-6 本章小结

第五章 现场测试及实验结果分析

§5-1实验介绍

§5-2实验内容

§5-3 结果分析

§5-4 本章小结

第六章 总结与展望

§6-1 论文研究内容总结

§6-2 展望

参考文献

附录 A

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果