声音导引系统软件方案设计书.docVIP

1 引言 导航即引导某一设备从指定航线的一点运动到另一点的方法。随着技术的发展，使用导航系统的现代机动车辆在逐渐的增多。这种类型的导航系统使得用户能够计算出到达特定目的地的路线，并且在行程期间沿着该路线引导用户。为了能够提供这些功能，导航系统使用其中包含关于地理区域、城镇、位置、建筑物、街道、沿特定部分道路的偏爱行程时间、道路的速度限制等信息的地理数据。使用这种地理数据，导航系统能够找到最优路线，即从起点至特定目的地最短和/或最快的一条路线。可以由用户通过适当的用户接口输入该起点和/或目的地。可替换地，在某些导航系统中，也可以使用自动位置确定设备、例如使用GPS来确定起点。 1.1 导航技术的应用和发展 目前说到导航人们就立刻会想到GPS导航。在交通系统中，车载终端导航系统十分重要，GPS是该功能的核心。与此同时，三维导航也是GPS的首要功能，飞机、轮船、地面车辆以及步行者都可以利用GPS导航器进行导航。车载终端导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。GPS导航仪就是能够帮助用户准确定位当前位置，并且根据既定的目的地计算行程，通过地图显示和语音提示两种方式引导用户行至目的地的汽车驾驶辅助设备[2]。目前在运钞车、急救车、危险品及贵重物品运输车等特种车辆领域，车载GPS被广泛应用。中国加入WTO后，汽车市场需求更加旺盛。车载导航系统可以为私人汽车车主提供丰富的增值服务。未来当GPS性价比进一步提高时，GPS车载系统将有着较为广阔的应用前景。 导航系统使用图像和声音的组合沿着道路引导移动车辆。然而，由于在驾驶的同时观看图像可能发生事故而造成危险，因此比起图像向导功能，驾驶者更依靠语音向导功能。 声音导航在很多领域得也到了广泛运用，所谓声音导航就是利用声波在介质中传播来定位从而引导航行。 目前，声纳是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。20世纪形成的初级知识型声纳和综合声纳系统,在21世纪必将得到进一步的发展和提高。21世纪声纳技术将应用海洋声学、电子学、计算机学、材料学、通信理论等领域必威体育精装版成果,用更精致的模型表征海洋声环境物理特征,从而创造出高级知识型声纳和声纳系统。声纳技术在反水雷中的应用非常广泛。随着声纳技术的发展,其应用范围还在不断扩大。现代海战赋予水雷新的使命,把它作为某些特定条件下的主战装备和杀手锏武器。因此现在各国海军都在大力加强反水雷战的能力,尤其是军事强国更是努力研发反水雷技术。 1.2 基于单片机在声音引导系统中的应用概述 单片微型计算机简称单片机，他是在一块芯片上集成了CPU，RAM,ROM，定时计数器和各种I/O接口硬件。就其组成而言单片机就是一个计算机，它具有许多运用于控制的指令和硬件支持。自问世以来由于它优良的特性被广泛应用。8051单片机广泛应用于键盘，电话机显示器电冰箱，空调，洗衣机等电器中。基于单片机的声音导航定位系统结构简单，制作方便，声音导引小车试验结果表明能够完成对既定目标的定位，并能根据声音导航往指定的位置靠近，且对无线信号响应灵敏，但由于声音频率的局限性，目前它只能有声音干扰较小的环境下完成对特定位置的定位及导航，自主行走也仅限于给定的路线，且当声源与接收模块距离较远时误差会加大。如若使用超声波的发射和接收来代替声音模块，就可以减少干扰和加大测试距离。另外，由于工业生产、生活的自动化都离不开智能化的机器，譬如：人们对太空的探索，对单调工作的替代，在危险环境中的操作等都需借助于智能化的行走、运动机构。因此，由声音引导的智能小车作为最常用的行走机构在工业生产与生活中必将得到广泛的应用。本文在分析已有的智能小车设计基础上，充分借鉴已有算法，并结合声音导引系统的自身特点、设计要求和功能特性来实现声音导引小车运动。将单片机硬件与软件有机结合，形成一套具有优良特性，准确度高的声音控制小车自动定位系统。 1.3 本文工作及内容安排 第一章介绍了声音导引系统的研究背景以及相关领域的研究现状，导航技术即及声音导航技术的应用。阐述了系统实现的目的与意义，概述了本论文的主要工作。 第二章主要阐述系统设计的方案选择与论证，对整个系统设计进行分析比较，通过一系列的论证较全面的对系统设计的实现方法做一阐述。并确定本系统实现的设计方法和关键技术。 第三章是硬件系统设计，声音导引系统的实现基于单片机硬件与软件的有机结合，简略介绍了声音导引小车硬件电路的设计与实现。 第四章是软件系统设计，包括可移动声源控制软件和音频接收模块控制软件两部分，并详细介绍可移动声源控制软件部分。 第五章是对系统测试结果的报告，主要通过系统测试数据来描述声控小车的运行过程和定位。 最后一章对本文所做的工