蘇藝晴+王増彩+孫壯壯+李芷含+徐瑞雪

【摘 要】本課題主要由轉(zhuǎn)向燈轉(zhuǎn)向提醒模塊和超聲波避障報(bào)警模塊兩大部分組成。其中轉(zhuǎn)向燈轉(zhuǎn)向提醒模塊主要是由按鍵控制，LED燈閃爍指示組成。其功能是實(shí)現(xiàn)坐在輪椅上的人可以通過(guò)按相應(yīng)的按鍵控制輪椅上的LED燈閃爍，以此指示輪椅接下來(lái)將要行駛的方向，同時(shí)提醒路人及時(shí)做出避讓。超聲波障礙報(bào)警模塊主要是由超聲波測(cè)距電路和報(bào)警電路組成。其功能是實(shí)現(xiàn)通過(guò)超聲波測(cè)距電路檢測(cè)前方障礙物的距離，一旦此距離小于該系統(tǒng)設(shè)定的安全距離就會(huì)觸發(fā)報(bào)警電路報(bào)警，以此提醒坐在輪椅上的人及時(shí)作出反應(yīng)。本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)證明了各個(gè)模塊電路之間可以完美的結(jié)合在一起，進(jìn)而整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了安全防護(hù)的效果，實(shí)現(xiàn)了指示燈轉(zhuǎn)向提醒和超聲波障礙報(bào)警的功能。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；按鍵控制；超聲波測(cè)距；檢測(cè)報(bào)警

現(xiàn)代生活中越來(lái)越注重老年人的生活質(zhì)量問(wèn)題，為了提高老年人的生活幸福指數(shù)，各方面適合老人用的生活用品層出不窮，本文所設(shè)計(jì)的輪椅和當(dāng)前市場(chǎng)上廣泛使用的輪椅相比較，這款智能輪椅更貼近生活的實(shí)用價(jià)值，該款為老人服務(wù)的智能輪椅更注重細(xì)節(jié)和創(chuàng)新。目前市場(chǎng)上銷售的輪椅功能單一，只是一些框架，其中沒(méi)有植入設(shè)計(jì)理念和情感，也沒(méi)有深入了解老年人的需求，而本文所設(shè)計(jì)的智能輪椅充分考慮到了老年人的生活所需，以STC89C52單片機(jī)為控制核心的一款輪椅，借助外為擴(kuò)展電路來(lái)整體實(shí)現(xiàn)各種模塊的功能并使其發(fā)揮強(qiáng)大的作用，從而實(shí)現(xiàn)了避障感知，左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向通知等功能，為將來(lái)更加智能的輪椅提供一種新的思路，同時(shí)為將來(lái)的智能家居的遙控設(shè)計(jì)提供了一種參考方案，本文的設(shè)計(jì)目的在于讓老人享受更加優(yōu)質(zhì)便捷的技術(shù)服務(wù)。

1 總體的設(shè)計(jì)方案

（1）超聲波避障報(bào)警模塊的設(shè)計(jì)，預(yù)防老人撞到前（后）方的障礙物以及假如輪椅移動(dòng)過(guò)快，老年人由于動(dòng)作慢反應(yīng)延遲而帶來(lái)不必要的撞擊。電路中有兩個(gè)獨(dú)立的超聲波測(cè)距電路，一個(gè)被置于輪椅的前方，另一個(gè)被置于輪椅的后方，用于檢測(cè)前后方的障礙物。該電路中還有一個(gè)報(bào)警器，這個(gè)報(bào)警器被置于輪椅扶手一側(cè)，用于報(bào)警功能。

（2）智能輪椅更是植入了左右行駛的方向燈，類似于汽車的前燈，這個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)于行動(dòng)不便的老人來(lái)說(shuō)，可以讓家屬明白其行動(dòng)路線。電路中有兩個(gè)LED燈，分別置于輪椅前輪上方合適位置的左右兩側(cè)，用于轉(zhuǎn)向提醒。在該電路中還有兩個(gè)按鍵，這兩個(gè)按鍵分別置于輪椅扶手的左右兩側(cè)，分別控制相應(yīng)側(cè)的LED燈閃爍。

如圖1-1所示，是系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖。

2 轉(zhuǎn)向燈轉(zhuǎn)向提醒模塊的設(shè)計(jì)

此智能輪椅的轉(zhuǎn)彎燈設(shè)置是為了方便當(dāng)輪椅上的人及其周圍的人，當(dāng)想要輪椅左拐或者右拐時(shí)，可以按相應(yīng)的按鈕，此時(shí)左邊或右邊的燈就會(huì)亮，從而達(dá)到通知周圍的人可以稍微避開一下，此功能既可以防止輪椅轉(zhuǎn)彎時(shí)誤碰到他人還可以使乘坐輪椅的人更方便，減少了不必要的麻煩。該電路的工作原理是：當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到P2口的P2.0位或P2.1位中某一位上的按鍵被按下時(shí)，單片機(jī)就會(huì)向該按鍵控制的相應(yīng)側(cè)的轉(zhuǎn)向燈所在位以0.5秒的頻率輸送高低電平，進(jìn)而控制相應(yīng)側(cè)轉(zhuǎn)向燈以0.5秒的頻率進(jìn)行閃爍。當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到P2口的P2.0位或P2.1位同時(shí)被按下或者都沒(méi)有被按下時(shí)，單片機(jī)就只會(huì)向P1口輸送低電平，進(jìn)而使兩個(gè)轉(zhuǎn)向燈都不亮。原理圖如圖2所示。

3 超聲波障礙報(bào)警模塊的設(shè)計(jì)

該模塊設(shè)計(jì)最主要的功能是超聲波測(cè)距，并具有報(bào)警功能。電路中有兩個(gè)相同的部分，這兩個(gè)部分就是被分別置于輪椅前方和后方的兩個(gè)超聲波測(cè)距障電路。當(dāng)乘坐輪椅的人乘坐輪椅向前行駛或者向后轉(zhuǎn)彎中，該超聲波障礙報(bào)警模塊會(huì)時(shí)時(shí)檢測(cè)輪椅前后方障礙物的距離，如果由于自身身體狀況不是很好沒(méi)有及時(shí)注意到前方或者后方的障礙物或人時(shí)，一旦輪椅與其前后方障礙物或者人的距離小于輪椅設(shè)置的安全距離，該模塊就會(huì)啟動(dòng)報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警，提醒輪椅上的人前方或者后方有障礙物，起到及時(shí)提醒的作用。該超聲波障礙報(bào)警模塊電路的工作原理是：超聲波測(cè)距電路時(shí)時(shí)檢測(cè)前后方障礙物的距離，并且時(shí)時(shí)與輪椅設(shè)置的安全距離比對(duì)。當(dāng)測(cè)得的距離大于安全距離時(shí)，該模塊電路并不會(huì)啟動(dòng)報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警；當(dāng)測(cè)得的距離小于等于安全距離時(shí)，該模塊電路馬上會(huì)啟動(dòng)報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警，及時(shí)對(duì)輪椅上的人起到提醒作用。前后方超聲波測(cè)距電路的原理圖如圖3所示。

4 總結(jié)

本設(shè)計(jì)是以STC89C52單片機(jī)為核心進(jìn)行控制的智能輪椅，具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔易操作等特點(diǎn)。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，各模塊功能之間不會(huì)相互沖突，可以完美的結(jié)合在一起。當(dāng)然在這個(gè)基礎(chǔ)上還可以進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用，可以加入藍(lán)牙，因?yàn)樗{(lán)牙技術(shù)可以與互聯(lián)網(wǎng)對(duì)接實(shí)現(xiàn)信息共享，使老年人產(chǎn)品更加智能化，讓家里有老人的子女可以更放心，智能輪椅的道路會(huì)越走越寬，使人類未來(lái)的生活更加方便。

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