A globális helymeghatározó rendszer vagy a GPS egy keringő műholdak hálózata, amelyet az űr bármely pontján a földre visszakeresnek. Ez a fajta technológia különböző területeken alkalmazható, például a kereskedelmi célú, katonai és közszolgálati területeken az egész világon. A GPS ezekre a célokra használható: tökéletes időzítés, trilateráció, műholdak pozícionálása és hibakapcsolat. Ez a rendszer 24 órán keresztül univerzálisan használható. Mielőtt megvitatnánk a GPS alapú vakok utazási asszisztensét, tudassa velünk a fogalmát GPS technológia .
Global Positioning System
Bevezetés a globális helymeghatározó rendszerbe (GPS)
A Global Positioning System három szegmensből áll: űrszegmensből (SS), vezérlő szegmensből (CS) és felhasználói szegmensből (USA). Az irányítási és az űrszegmenseket az Egyesült Államok légiereje fejleszti, működteti és tartja karban, a felhasználói szegmens mind polgári, mind katonai felhasználókat és azok GPS-berendezéseit magában foglalja.
GPS rendszer
Űrszegmens
Ez a szegmens 24 műholdból áll, amelyekből 21 navigációs űrjármű és 3 aktív pótalkatrész kering 11000 tengeri mérföld magasságban. Ezek a műholdak kiszámíthatók és stabilak a magas magasságuk miatt. Ez a rendszer hat keringési síkból áll, amelyek 55 fokon hajlanak és egyenlően körülbelül 60 fokon helyezkednek el az Egyenlítő síkján.
Vezérlő szegmens
Ez magában foglal egy fő vezérlőállomást, egy alternatív motorvezérlő állomást, hat monitor állomást és négy földi antennát. Ezek a monitorállomások az egész világon vannak elhelyezve, hogy mérjék az űrjárművek jeleit, amelyek beépülnek az egyes műholdak orbitális modelljébe. Dedikált földi antennákat használnak jelek műholdakhoz történő továbbításához.
Felhasználói szegmens
Ez a rendszer vevőkészülékekből áll, amelyek kézben tarthatók vagy felszerelhetők repülőgépekre, hajókra, tengeralattjárókra, személygépkocsikra és teherautókra. A GPS-vevők képesek dekódolni, észlelni és feldolgozni a jeleket műholdakra. Ezek a jelek helyzetre, időre és sebességre változtathatók. Ez a szegmens különböző alkalmazásokban használható, például műholdas helymeghatározásban, hajózásban, katonaságban, földmérésben és nyomkövetésben.
Ez a GPS technológiáról szól, és ennek a GPS-nek az alkalmazásaként egy olyan projektet adunk, amely a vakokat hangnavigációs rendszerként irányítja.
GPS (globális helymeghatározó rendszer) alapú hangnavigációs rendszer vakok számára
A vakság kifejezés azokra az emberekre vonatkozik, akiknek egyáltalán nincs látásuk, vagy olyanokra, akiknek kevesebb a látásuk. A vakok többsége a vakvezető kutyák segítségét veszi a sétáláshoz. Ismertetjük a vakok GPS és hangnavigációs rendszerét. Ebben a vak emberek kiadják a parancsokat, majd hangjelekkel kapják meg a választ. A GPS vevőt a szélességi és hosszúsági értékek folyamatos fogadására használják. A technológia fejlődésével a hangfelismerés megkönnyíti a vakoknak adott utasítások elküldését. Ennek a GPS-technológiának az alkalmazásaként a vakok számára készített GPS-alapú hangriasztási rendszereket gyakorlatilag a következő bekezdések ismertetik.
Blokkdiagram a vak emberek hangnavigációs rendszeréről
Használt hardver és szoftver alkatrészek
Ez a vak navigációs rendszer a főbb alkatrészekből épül fel, mint mikrokontroller, GPS-vevő, hangfelismerő modul, hanglejátszó egység, hangszóró, ultrahangos érzékelő és tápegység . Nézzük meg részletesen ezeket a komponenseket.
Mikrovezérlő
Ez a vezérlő a ARM LPC2148 processzor, amely egyesíti a mikrovezérlőt a 32 és 512 KB közötti nagysebességű flash memóriával. On-chip flash program memória és on-chip statikus RAM. 10 bites A-D konverterek és támogatja az USB 2.0 teljes sebességű átvitelét. Az alacsony költség, alacsony energiafogyasztás és a könnyű kezelhetőség miatt ez a mikrovezérlő megbízható ebben a projektben.
GPS vevő
A projektben használt globális helymeghatározó rendszer vagy GPS-vevő a GR87, amely a GPS műholdakból származó sugárzott jeleket használja fel. Háromdimenziós helyet, például hosszúsági, szélességi és magassági értékeket biztosít a világ minden helyzetéből, minden időjárási körülmények között. Ennek a vevőnek a fő jellemzői az alacsony energiafogyasztás, a chipen lévő 1 MB SRAM, a 0.1Sec visszakeresési idő és a többutas mérséklő hardver.
Hangfelismerő modul
Ez a modul mikrofonon keresztül érzékeli a felhasználó kimondott szavát. A beszédelemzésre ez az egység a bemeneti hangjel felvétele után fog sor kerülni. Ez a rendszer két szakaszból áll, mint képzési szakasz, a másik pedig egy felismerési szakasz. Az edzés fázisában a beszélőnek beszédjeleket kell adnia a rendszer kiképzéséhez, a másik fázisban pedig a beszédparancsokat kell adnia, amelyek tovább illeszkednek a tárolt jelekhez, miközben az edzés fázisában tárolódnak. Ez a projekt az IC HM2007-et használja felismerő modulként.
Hanglejátszó egység
Nagy teljesítményű AP89085 IC, CMOS processzorral gyártva, beágyazott 2 MB EPROM-mal. Ez egy hanglemez, és válaszol az IC-re, amely 85 másodpercig képes tárolni az üzenetet. Ez a rögzített hang az áramellátás megszüntetése után is megmarad, és ez az újra lejátszott hang kiváló minőségű, minimális zajszint mellett.
Ultrahangos érzékelő
Ezt az érzékelőt használják a vakok útjában lévő akadályok felderítésére ebben a projektben. Ez az érzékelő ultrahangos sorozatképet továbbít, és ennek megfelelően kimeneti impulzust ad a sorozat visszhangjának visszatéréséhez szükséges idő alapján. ultrahangos érzékelő . Ily módon az echo impulzus szélességétől függ, a távolsági cél könnyen felismerhető és mérhető.
Hangszóró egység
A hangszórót arra használják, hogy a látássérülteket eligazítsa a hanglejátszó egység jelei vagy rögzített hangja alapján.
MAX 232
A GPS-vevő és a mikrovezérlő közötti kommunikáció biztosításához a MAX 232-et használják. Ez egy szabványos soros bináris adatkapcsoló egység az adatterminál és az adatkommunikációs egység között. A GPS-vevő RS232 szintű jeleit ez az egység a mikrovezérlő TTL szintű jeleivé alakítja.
Szoftverkomponensek
Szoftvereszközök, mint Beágyazott C, Keil IDE , és az Uc-Flash-t használják ebben a projektben a mikrovezérlő programozásához.
A hangnavigációs rendszer működése
Az egész áramkört szabályozott egyenáramú tápfeszültség táplálja, a blokkvázlat szerint. A projekt során használt GPS-vevő 65 GPS (globális helymeghatározó rendszer) műhold jelének fogadására képes. Ezek a fogadott jelek pontos helyzet- és időzítési információkba kerülnek, amelyek leolvashatók a vevő RS232 portjáról. Ez a hosszúsági, szélességi, magassági és időzítési adat továbbítja a mikrovezérlő egységet MAX232 IC . Ezeket az értékeket folyamatosan feldolgozzák a mikrovezérlőben.
A hangnavigációs rendszer működése
A hangfelismerő modul felismeri a felhasználó által kimondott szavakat, és ennek megfelelően elküldi ezeket a jeleket a mikrovezérlőnek. A mikrovezérlő összehasonlítja a beszélt helyértékeket (hosszúság, szélesség és magasság) a GPS-vevő jeleivel. Ezen összehasonlítás alapján a mikrovezérlő meghajtja a hanglejátszó egységet, hogy hangnavigációt biztosítson a felhasználó számára. Az előre definiált hangok ebben a modulban tárolódnak, mint navigációs parancsok a vakok számára. A mikrovezérlőben tárolhatjuk a kimondott parancs minden egyes hangjának célértékeit a célok felismerése céljából. Az ultrahangos érzékelő érzékeli az akadályt a cél felé vezető úton, így a mikrovezérlő megkapja és figyelmezteti a látássérülteket.
Ez a vakok számára készült globális helymeghatározó rendszerről vagy GPS-alapú hangnavigációs rendszerről szól. Remélem, hogy jobban megérti a GPS-t ezzel a gyakorlati alkalmazással. Ezenkívül bármilyen segítség a projekt vagy bármely más projekt megvalósításához elektronikai projektek , főleg a GPS-vevő csatlakoztatásához és annak konfigurálási folyamatához, alább hagyhatja megjegyzését.
