基于stm32的新型测障盲人眼镜的系统设计

邓雯心 李瑞琪

摘要：随着时代的发展，社会的进步，科技引领了我们的生活，各种智能产品为我们的生活带来了极大的便利。近年来，随着我国在科技领域的发展，国家对于科技创新的重视程度也与日俱增，全球化趋势席卷全球的今天，任何竞争，归根到底都是人才的竞争。因此，大学生创新创业项目是国家所支持的，也是受到社会认可的。本论就是在此背景下进行的基于stm32的新型测障盲人眼镜的系统设计。

关键词：测障;单片机;传感器;眼镜

1 概述

作为一个以人民为中心的社会主义国家，我国发展遵循的就是以人为本，任何的发展都是为了实现人们更好的生活。作为一个人口大国，我国也是全世界盲人最多的国家，根据不完全统计，约有500万盲人分布在我国的各个地区，也就是说，这部分平常我们不曾去注意的人群，其实并不占少数。但是，在我们的日常生活中，却很少能够见到他们，因为他们身体的缺陷已经让他们连自由出行都很难实现。我们都知道有导盲犬的存在，而导盲犬也确实解决了一部分盲人的生活需要，但是，毕竟培训导盲犬周期不短，也不能像机器一般进行量产，这就导致导盲犬的数量远远达不到盲人的需要。我们这项研究就是用智能化手段来改善盲人出行的问题。该研究产品为眼镜式样，小巧美观，携带方便。本产品可使盲人识别出一定范围内的障碍物位置并且判断障碍物和使用者身体的距离，这样就能指引使用者躲避障碍物。该产品的目的就是改善盲人出行状况，给盲人生活提供便利。

2 关于设计系统硬件的介绍

2.1 关于stm32的简述

stm32应用的是ARM最新的CortexM3内核。它支持中断自动嵌套，并且能够完成现场保护与恢复，在它进行中断嵌套时，只需保护和恢复一次现场，当在恢复现场的时候发生再次中断现象时，也不需要再次保护现场，只需短暂的调整时间。stm32装备有可编程的掉电监测器以及带电池供电的数据备份寄存器，这在最大限度上保障了设计系统的安全性。stm32芯片为了保证其良好的运作性能，在进入低功耗模式后还可以通过“事件”来进行唤醒操作，这样使用者就无须执行中断子程序，这在实践操作中意义十分重大。之所以我们会选择stm32，还有一个重要原因就是它成本比较低，我们团队经费有限，所以在综合考虑性能之后我们主控电路选用STM32F103C8T6核心板。

2.2 关于激光测距传感器的简述

激光测距传感器是由激光二极管来产生激光，在对准目标时经目标反射后激光就会向各方向散射，而经过对传感器接收器接收到的部分散射光分析，记录并处理从激光发出到返回被接收所经历的时间，就能实现对于目标距离的测定。激光测距传感器的性能十分优良，而且成本不高，在实际应用中可以克服大部分的干扰从而实现高精度的要求。所以，自诞生以来，激光测距传感器就得到了极大的发展，现在已经在各行各业都发挥着巨大的作用。而我们这个项目选择激光测距传感器正是因为它优良的特性能够满足我们对于该系统准确性的要求。

3 关于设计系统软件的概述

本项目的实现应用的是C语言，尽管C语言诞生很早，在它之后出现了许多其他编程语言，但是时至今日，C语言的应用范围依然很广，受认可度也很高。它的優点有很多，具体如下：

3.1 语言简洁，使用方便

C语言是现有的程序设计语言当中规模最小的语言之一，作为编程人员，我们都知道，小的语言体系往往能够设计出较好的程序。对于初学者来说，它需要记忆的部分并不多，这就让初学者少了许多学习负担，可以更加轻松的完成入门。而且C语言的关键字很少，这就让它在编程书写当中可以更加自由，应用起来也比较方便。

3.2 表达方式灵活

C语言的语法规则不太严格，所以对于编程人员来讲，程序设计的自由度就比较高，固定化的程序书写格式较少，大部分都可以根据自身喜好来灵活运用。而且C语言程序主要是应用小写字母，根据我们的阅读习惯，小写字母是比较容易阅读的，这些就能够充分体现C语言灵活、方便和实用的特点。

4 系统设计调试过程中遇到的问题

4.1 测距存在一定的误差

该产品的目的是为了帮助盲人群体躲避障碍物，所以，进行准确的测距是该项目要攻克的一个难题。任何系统都存在误差，但是，该项目的误差大小直接决定了使用者的人身安全，因此我们需要最大限度的减小检测误差。

4.2 成本较高

作为一种产品，我们在制作它的过程中必然要考虑到产品的推广问题，所以在选取原件的时候，就要考虑到成本。而且，我们这项产品的受众是盲人群体，这部分群体因为身体的缺陷，大部分人生活状况并不好，而且，盲人群体的收入来源很有限，以我们国家来说，盲人群体的生活来源可能主要还是家庭的帮助和国家的照顾。而作为一种智能化产品，本产品的制作成本比较高，可能会在一定程度上造成使用群体的生活负担加重。

5 关于优化系统设计的相关论述

5.1 进行程序调试减小误差

任何系统不可避免的都会存在一定的误差，而作为设计者，我们要做的就是最大限度的降低这种误差。我们在实验过程中多次进行模拟，根据系统判断结果和实际情况相对照来得出大概误差范围，并且判断误差产生原因。我们在整个设计过程中不断进行程序的调试与优化，并且综合考虑现实生活中可能存在的外界影响，进行一定的预处理，来达到我们系统最优效果的实现。

5.2 简化硬件降低成本

作为一种盲人的日常用品，我们不仅仅要考虑它的功能性，还要考虑到它的美观性和方便携带性。简便化这个产品的硬件设备，能够方便盲人外出携带，减少他们的出行负担，而且，在保证其功能性的基础上简化硬件是降低产品成本的有效手段。

6 总结

科技的发展，已经为我们的生活带来了许多便利，在我们日常生活中随处可见智能化的踪迹，我们能够凭借自己的努力到达远方，同时也要想到，很多人被剥夺了看到这个缤纷世界的权利，本项目就是为了这类人群设计，我们希望尽最大的努力去改善他们的生活。

参考文献：

[1]甘德成，刘建欣.多功能超声导盲仪设计[J].宜宾学院学报，2012，（6）：7376，87.

[2]吴金涛.基于STM32的智能盲人拐杖设计[J].价值工程，2017，36（25）：126128.

[3]张喜民.ISD1420语音芯片在单片机测量系统中的应用[J].电测与仪表，2000，（10）：4346.

基金项目：郑州大学大学生创新创业训练计划资助项目（项目编号2018cxcy115）