Система глобального позиционирования или GPS - это сеть орбитальных спутников, используемых для определения местоположения в любом месте космоса на Земле. Этот вид технологий может использоваться в различных областях, таких как коммерческое использование, военные и гражданские службы по всему миру. GPS можно использовать для следующих целей: точное время, трилатерация, определение местоположения спутников и ошибка соединения. Эту систему можно универсально использовать в течение 24 часов. Прежде чем обсуждать помощник по путешествиям на основе GPS для слепых, расскажите нам о концепции Технология GPS .
спутниковая система навигации
Введение в глобальную систему позиционирования (GPS)
В спутниковая система навигации состоит из трех сегментов: космического сегмента (SS), контрольного сегмента (CS) и пользовательского сегмента (US). Сегменты управления и космос разрабатываются, эксплуатируются и обслуживаются ВВС США. Пользовательский сегмент включает в себя как гражданских, так и военных пользователей и их оборудование GPS.
Система GPS
Космический сегмент
Этот сегмент состоит из 24 спутников, из которых 21 являются навигационными космическими аппаратами и 3 являются активными запасными, вращающимися на высоте 11000 морских миль. Эти спутники предсказуемы и стабильны благодаря своей большой высоте. Эта система состоит из шести орбитальных плоскостей, которые наклонены под углом 55 градусов и одинаково размещены под углом примерно 60 градусов к экваториальной плоскости.
Контрольный сегмент
Он состоит из главной станции управления, альтернативной станции управления двигателями, шести станций мониторинга и четырех наземных антенн. Эти контрольные станции расположены по всему миру для измерения сигналов космических аппаратов, которые включены в орбитальную модель каждого спутника. Для передачи сигналов на спутники используются специальные наземные антенны.
Пользовательский сегмент
Эта система состоит из приемников, которые могут быть переносными или установленными на самолетах, кораблях, подводных лодках, автомобилях и грузовиках. Приемники GPS могут декодировать, обнаруживать и обрабатывать сигналы спутников. Эти сигналы могут быть изменены на положение, время и скорость. Этот сегмент можно использовать в различных приложениях, таких как спутниковое позиционирование, доставка, военные, геодезия и отслеживание.
Речь идет о технологии GPS, и в качестве приложения этого GPS здесь мы даем проект по управлению слепыми людьми в качестве системы голосовой навигации.
Система голосовой навигации на основе GPS (глобальной системы позиционирования) для слепых
Термин слепота относится к людям, у которых вообще нет зрения, или к людям с плохим зрением. Большинство слепых при ходьбе пользуются поддержкой собак-поводырей. Рассказываем о системе GPS и голосовой навигации для слепых. При этом слепые люди выдают команды, а затем получают ответ с помощью звуковых сигналов. Приемник GPS используется для непрерывного приема значений широты и долготы. С развитием технологий распознавания голоса стало проще отправлять слепым людям команды относительно направления. Как применение этой технологии GPS здесь, системы голосового оповещения на основе GPS для слепых объясняются практически в следующих параграфах.
Блок-схема системы голосовой навигации для слепых.
Используемые аппаратные и программные компоненты
Эта слепая навигационная система состоит из основных компонентов, таких как микроконтроллер, GPS-приемник, модуль распознавания голоса, блок воспроизведения голоса, динамик, ультразвуковой датчик и блок питания . Давайте подробно рассмотрим все эти компоненты.
Микроконтроллер
Этот контроллер относится к Процессор ARM LPC2148, который сочетает в себе микроконтроллер с высокоскоростной флэш-памятью объемом от 32 до 512 КБ. Он имеет встроенную флэш-память для программ и статическую оперативную память на кристалле. Он имеет 10 бит Преобразователи A в D и поддерживает полную скорость передачи данных USB 2.0. Благодаря невысокой стоимости, низкому энергопотреблению и простоте использования этот микроконтроллер надежен для данного проекта.
Приемник GPS
Глобальная система позиционирования или GPS-приемник, используемый в этом проекте - GR87, который использует широковещательные сигналы, поступающие со спутников GPS. Он обеспечивает трехмерное местоположение, такое как значения долготы, широты и высоты для каждой точки этого мира при любых погодных условиях. Основными особенностями этого приемника являются низкое энергопотребление, встроенная SRAM объемом 1 МБ, время повторного захвата 0,1 с и аппаратное обеспечение подавления многолучевого распространения.
Модуль распознавания голоса
Этот модуль обнаруживает произнесенное пользователем слово через микрофон. Анализ речи будет выполняться данным устройством после приема входного аудиосигнала. Эта система состоит из двух фаз: фазы обучения и фазы распознавания. Во время фазы обучения динамик должен подавать речевые сигналы для обучения системы, а в другой фазе динамик должен подавать речевые команды, которые в дальнейшем сопоставляются с сохраненными сигналами, пока они сохраняются во время фазы обучения. В этом проекте IC HM2007 используется в качестве модуля распознавания.
Блок воспроизведения голоса
Это высокопроизводительная ИС AP89085, изготовленная с процессором CMOS со встроенным EPROM 2 МБ. Это звуковая запись и отвечает IC, который может хранить сообщение до 85 секунд. Этот записанный звук сохраняется даже после отключения источника питания, и этот воспроизводимый звук имеет высокое качество с минимальным уровнем шума.
Ультразвуковой датчик
Этот датчик используется для обнаружения препятствий на пути слепых в этом проекте. Этот датчик передает ультразвуковой импульс и, соответственно, выдает выходной импульс в зависимости от времени, необходимого для возврата импульсного эхо-сигнала в ультразвуковой датчик . Таким образом, зависит от ширины эхо-импульса, расстояние до цели легко обнаруживается и измеряется.
Динамик
Громкоговоритель используется для направления людей с ослабленным зрением при навигации по ним на основе сигналов или записанного звука устройства воспроизведения голоса.
МАКС 232
Для связи между приемником GPS и микроконтроллером используется MAX 232. Это стандартный последовательный блок связи двоичных данных между терминалом данных и блоком передачи данных. Сигналы уровня RS232 от GPS-приемника преобразуются этим устройством в сигналы уровня TTL микроконтроллера.
Компоненты программного обеспечения
Программные инструменты, такие как Встроенный C, Keil IDE , и Uc-Flash используются в этом проекте для программирования микроконтроллера.
Работа системы голосовой навигации
Вся схема питается от регулируемого источника постоянного тока, как показано на блок-схеме. Приемник GPS, используемый в этом проекте, способен принимать сигналы от 65 спутников GPS (Global Positioning System). Эти принятые сигналы передаются в точную информацию о местоположении и времени, которую можно прочитать из порта RS232 этого приемника. Эти данные о долготе, широте, высоте и времени отправляются на микроконтроллер через MAX232 IC . Эти значения непрерывно обрабатываются микроконтроллером.
Работа системы голосовой навигации
Модуль распознавания голоса распознает произнесенные пользователем слова и, соответственно, отправляет эти сигналы в микроконтроллер. Микроконтроллер сравнивает озвученные значения места (долгота, широта и высота) с сигналами от приемника GPS. После этого сравнения микроконтроллер управляет устройством воспроизведения голоса для предоставления пользователю голосовой навигации. Предварительно определенные голоса хранятся в этом модуле как команды навигации для слепых. Мы можем сохранить значения адресата для каждой голосовой команды в микроконтроллере для распознавания адресатов. Ультразвуковой датчик обнаруживает препятствие на пути к месту назначения, так что микроконтроллер обнаруживает его и предупреждает слабовидящих людей.
Речь идет о глобальной системе позиционирования или системе голосовой навигации на основе GPS для слепых. Я надеюсь, что благодаря этому практическому приложению вы лучше разбираетесь в GPS. Далее, любая помощь в реализации этого проекта или любого другого проекты электроники , особенно по поводу подключения GPS-приемника и процесса его настройки вы можете оставить свои комментарии ниже.
