资讯

历史

科技

环境与自然

成长

游戏

财经

文学与艺术

美食

健康

家居

文化

情感

汽车

三农

军事

旅行

运动

教育

生活

星座命理

基于STM32的智能导盲杖项目开发

创作时间:

作者:

@小白创作中心

基于STM32的智能导盲杖项目开发

引用

CSDN

https://m.blog.csdn.net/weixin_46633153/article/details/142549012

基于STM32的智能导盲杖设计

摘要

随着科技的进步，智能设备正在逐步改善残障人士的生活质量。本文将介绍一款基于STM32的智能导盲杖设计，集成了心率监测、GPS定位、陀螺仪姿态检测和语音识别功能，同时提供QT开发的移动应用，使得用户能够方便地一个全面的健康监测和安全导航解决方案。

系统主要功能：

手机APP查看定位
避障检测
语音提醒
跌倒报警
水坑检测
白天黑夜检测安全指示灯
心率检测，手机app

1. 引言

导盲杖作为视觉障碍人士的辅助工具，传统的导盲杖仅具备简单的物理功能，而现代科技可以通过结合多种传感器和智能模块来提升其功能。本文设计的智能导盲杖不仅可以帮助用户安全导航，还能够实时监测用户的健康状态，并与移动应用进行数据交互。

2. 系统设计概述

2.1 硬件组成

智能导盲杖主要由以下模块组成：

STM32微控制器：负责数据采集、处理和控制。
心率传感器：使用MAX30100模块进行心率和血氧饱和度监测。
GPS模块：ATMG模块用于实时定位。
陀螺仪传感器：MPU6050用于姿态检测，能够判断用户的运动状态。

语音识别模块：使用天问ASR PRO语音识别模块，支持语音命令控制。
显示模块：OLED显示屏用于实时数据展示。
通信模块：AIR724模块，用于连接移动应用。
水位检测：主要检测路上是否有积水
白天晚上判断：
超声波：

2.2 硬件连接

以下是硬件连接的简要说明：

STM32与各个传感器通过I2C或UART进行数据通信。
OLED显示屏通过I2C连接到STM32，用于显示实时信息。
4G模块MQTT连接，提供与APP的网络通信。

3. 原理框架

3.1 硬件原理图

以下是硬件的原理图：

实物图：

3.2 功能模块详解

心率监测模块：

通过MAX30100模块实时获取用户的心率和血氧数据，并在OLED上显示。

// 心率传感器初始化和数据读取示例
MAX30100_Init();
float heartRate, spo2;
MAX30100_Read(&heartRate, &spo2);

GPS定位模块：

NEO-6M模块通过UART获取经纬度信息，并且在导盲杖上显示当前位置。

// GPS读取示例
char gpsData[100];
GPS_Read(gpsData);

陀螺仪姿态检测：

使用MPU6050读取用户的运动姿态，判断使用者的行走状态。

// 陀螺仪数据读取示例
MPU6050_Read(&pitch, &roll, &yaw);

语音识别模块：

利用ASR模块进行语音命令的识别，如“前进”、“停止”等。

// 语音识别示例
if (VoiceCommand_Detected()) {
ExecuteVoiceCommand();
}

数据上传与移动应用：

通过4G模块将数据上传到云端，并通过QT开发的移动应用进行实时监控与管理。

4. 移动应用开发

4.1 QT环境准备

下载并安装QT开发环境（QT Creator）。
创建一个新的QT项目，选择适合的Qt Widgets或Qt Quick应用模板。

4.2 功能模块

实时数据展示：在APP中展示心率、GPS位置等信息。
数据历史记录：用户可以查看过去检测数据的历史记录。
语音控制：通过APP发送指令控制导盲杖的工作。

4.3 示例代码（QT）

以下是一个基本的QT界面实现示例，用于显示心率数据：

#include <QMainWindow>
#include <QLabel>
#include <QTimer>

class MainWindow : public QMainWindow {
    Q_OBJECT
public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();
private slots:
    void updateData(); // 更新数据
private:
    QLabel *heartRateLabel; // 显示心率
    QTimer *timer; // 定时器
};

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent), heartRateLabel(new QLabel(this)) {
    setCentralWidget(heartRateLabel);
    timer = new QTimer(this);
    connect(timer, &QTimer::timeout, this, &MainWindow::updateData);
    timer->start(1000); // 每秒更新
}

void MainWindow::updateData() {
    // 发送请求获取心率和GPS数据并更新标签
    QString heartRate = "Heart Rate: ..."; // 示例数据
    heartRateLabel->setText(heartRate);
}

MainWindow::~MainWindow() {}