Научная статья на тему 'Автоматизированная система предупреждения о препятствиях на базе ультразвукового датчика и микроконтроллера'

Автоматизированная система предупреждения о препятствиях на базе ультразвукового датчика и микроконтроллера Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
174
53
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
система / препятствия / ультразвук / датчик / микроконтроллер / system / obstacles / ultrasound sensor / a microcontroller

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Каллаур Валентин Олегович, Морозов Арсений Леонидович, Сафин Булат Галимзянович

Цель данной работы посвящена разработке автоматизированной системе предупреждения о препятствиях людей с плохим зрением на базе ультразвукового датчика и микроконтроллера. Данная система выдаёт звуковые сигналы при обнаружении препятствия на пути. Метод, по которому работает данная система заключается в измерении времени между излучением ультразвукового сигнала и приёмом сигнала отражённого от препятствия с помощью ультразвукового датчика MA40S4S и последующим вычислением расстояния до препятствия и выдачей звукового сигнала, частота которого зависит от расстояния между препятствием и человеком. Микроконтроллер – XS1-L1-64. Результат: разработка данной системы еще не окончена, но в ходе данного исследования нам удалось разработать структурную схему системы, продумать основные узлы, а также написать и протестировать программу, для отладочной платы XMOS XK-1A Development kit, на борту которой расположен микроконтроллер XS1-L1-64, которая выдаёт звуковой сигнал, частота которого зависит от расстояния до препятствия. В тестах использовался датчик HC-SR04.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Каллаур Валентин Олегович, Морозов Арсений Леонидович, Сафин Булат Галимзянович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The purpose of this work is devoted to the development of an automated warning system on the obstacles people with poor vision on the basis of the ultrasonic sensor and the microcontroller. The system gives audible signals when it detects obstacles. The method by which this system works is to measure the time between the emission of the ultrasonic signal and reception signal reflected from the obstacle using an ultrasonic sensor MA40S4S and then calculating the distance to an obstacle and an audible signal whose frequency depends on the distance between the obstacle and man. Microcontroller XS1-L1-64. The result: the development of this system is not yet over, but in this study we were able to develop a block diagram of the system, consider the main components, as well as to write and test the program for the development board XMOS XK-1A Development kit, on-board microcontroller which is XS1-L1 -64, which gives a sound signal whose frequency depends on the distance to the obstacle. The tests used sensor HC-SR04.

Текст научной работы на тему «Автоматизированная система предупреждения о препятствиях на базе ультразвукового датчика и микроконтроллера»

66

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

3. Отчет по энергетическому обследованию Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Нижегородский Государственный инженерно-экономический институт». - Княгинино: НГИЭИ. - 2012. - 193 с.

[Электронные ресурсы]. URL:

4. http://www.evmcomplex.com,

5. http://www.maxidom.ru,

6. http://www.minimaks.ru,

7. http://www.kvant-nn.ru/internet-magazin/product /view/283/11113

8. http://www.servicebar.ru

9. http://www.volga-autogaz.ru,

10. http://vega-autogas.ru/page7.html

11. http://www.santx.ru/catalog/1259320690/1259320696 /1303761991.htm

12. http://www.ikea-club.org/item/10085027.html

13. http://www.ikea.com/ru/ru/catalog/categories/departm ents/kitchen/10482/

14. http://www.uteplenie-domov-moscow.ru /services/ stoimost .php

15. http://www.ooo-remo.ru/price.html

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ О ПРЕПЯТСТВИЯХ НА БАЗЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДАТЧИКА И МИКРОКОНТРОЛЛЕРА

Каллаур Валентин Олегович, Морозов Арсений Леонидович, Сафин Булат Галимзянович

Студенты 4 курса КНИТУ-КАИ им. Туполева, г. Казань

АННОТАЦИЯ

Цель данной работы посвящена разработке автоматизированной системе предупреждения о препятствиях людей с плохим зрением на базе ультразвукового датчика и микроконтроллера. Данная система выдаёт звуковые сигналы при обнаружении препятствия на пути.

Метод, по которому работает данная система заключается в измерении времени между излучением ультразвукового сигнала и приёмом сигнала отражённого от препятствия с помощью ультразвукового датчика MA40S4S и последующим вычислением расстояния до препятствия и выдачей звукового сигнала, частота которого зависит от расстояния между препятствием и человеком. Микроконтроллер - XS1-L1-64.

Результат: разработка данной системы еще не окончена, но в ходе данного исследования нам удалось разработать структурную схему системы, продумать основные узлы, а также написать и протестировать программу, для отладочной платы XMOSXK-1A Development kit, на борту которой расположен микроконтроллер XS1-L1-64, которая выдаёт звуковой сигнал, частота которого зависит от расстояния до препятствия. В тестах использовался датчик HC-SR04.

ABSTRACT

The purpose of this work is devoted to the development of an automated warning system on the obstacles people with poor vision on the basis of the ultrasonic sensor and the microcontroller. The system gives audible signals when it detects obstacles.

The method by which this system works is to measure the time between the emission of the ultrasonic signal and reception signal reflected from the obstacle using an ultrasonic sensor MA40S4S and then calculating the distance to an obstacle and an audible signal whose frequency depends on the distance between the obstacle and man. Microcontroller - XS1-L1-64.

The result: the development of this system is not yet over, but in this study we were able to develop a block diagram of the system, consider the main components, as well as to write and test the program for the development board XMOS XK-1A Development kit, on-board microcontroller which is XS1-L1 -64, which gives a sound signal whose frequency depends on the distance to the obstacle. The tests used sensor HC-SR04.

Ключевые слова: система, препятствия, ультразвук, датчик, микроконтроллер.

Keywords: system, obstacles, ultrasound sensor, a microcontroller.

Данная статья поясняет и раскрывает суть реализации автоматизированной системы предупреждения людей с плохим зрениям о препятствиях. Такие системы приобретают актуальность, так как в последнее время в больших городах становится всё больше решений для передвижения слабовидящих людей: звуковой сопровождение у светофоров, специальный рельеф дорожек в метро, на улице и т.д. Такие системы позволяют помочь упростить передвижение по городу. Однако на тех же дорожках можно встретить припаркованные автомобили, различный мусор и тому подобное.

Наша система представляет собой устройство, которое крепится на ремень(пояс) и наушник. Устройство предназначено для того, чтобы сканировать пространство перед человеком на расстоянии 5-10 метров и ближе на предмет препятствий.

Автоматизация данной системы позволяет человеку также пользоваться палочкой для передвижения, поскольку она будет работать автоматически, без участия человека.

На рисунке 1 представлена функциональная схема устройства:

Ультразвуковой датчик излучает в пространство ультразвуковой сигнал и принимает отраженный сигнал от препятствий, отправляя на микроконтроллер сигнал о том, что есть приём. Важной особенностью датчика является то, что у него широкая диаграмма направленности, то есть он может распознать препятствия, находящиеся под большим углом от него (до 60°). Все объекты, находящиеся ниже и выше точки подвеса устройства (рекомендуется пояс) будут «замечены» и звуковой сигнал будет подан.

Микроконтроллер отправляет на датчик сигналы о запуске и принимает с него сигналы о приёме. Между этими событиями запускается счётчик, который считает время между передачей и приёмом звуковых сигналов. Это время пропорционально расстоянию до объекта. Но производить расчёт расстояния не обязательно. Можно посчитать какое время будет при расстоянии в 2 метра и

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

67

сравнивать это время с текущим. Если текущее время меньше, то необходимо подать звуковой сигнал. Чем меньше время, тем выше звуковой сигнал. По такой программе работал микроконтроллер на испытаниях. Наушник предназначен для выдачи звуковых сигналов. Пульт управления предназначен для включения и выключения устройства, а также регулировки громкости сигнала. Это необходимо в тех случаях, когда пользователь заранее

знает, что препятствия есть и их нужно игнорировать, например в транспорте или пересечении пешеходных улиц.

В дальнейшей работе планируется реализация автономной работы системы, проведение полевых испытаний, разработка принципиальной электрической схемы устройства.

1

2

Список литературы

XMOS. ГИД по программированию. https:// www xmos .com/download/public/XK-1A-Quick-Start-Guide(1.1).pdf (дата обращения: 14.04.2015) Piezoelectric Dynamic Sensor. Техническое описание. http://lib.chipdip.ru/180/ DOC000180488.pdf (дата обращения: 14.04.2015)

3. Проектирование автоматизированных систем измерения, контроля и управления РЭС: Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 1999. 40 с. УДК 681.518.3

4. Голямина И. П. Ультразвук: Маленькая энциклопедия. М.: «Советская энциклопедия», 1979. — 400с.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНЫХ, НЕТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ КВЧ ДИАПАЗОНА ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Кокурин Олег Евгеньевич, Мерзляков Евгений Леонидович, Тимаков Николай Павлович

Студ. 4-ого курса КНИТУ-КАИ, ИРЭТ, г. Казань

АННОТАЦИЯ

Представлены результаты численных и экспериментальных исследований определения наилучшего режима предпосевной обработки ячменя, с целью увеличения морфофизиологических показателей прорастающих семян и, как следствие, повышения урожайности данной культуры.

ABSTRACT

Results of numerical and experimental studies to determine the best mode ofpre-treatment of barley, with the purpose of increase of morphophysiological indicators of germinating seeds and, consequently, improve the productivity of this crop.

Ключевые слова: Микроволновые технологии, обработка семян, морфофизиологические показатели.

Keywords: Microwave technology, processing of seeds, morphological parameters.

Исследования по воздействию микроволнового излучения на прорастающие семена, проводились на семенах ячменя сорта Тимерхан, предоставленные Казанским ГАУ, имеющих влажность не менее 20% и пригодных для проращивания (способных к прорастанию). В данных экспериментах применялся генератор ЭМП КВЧ-диапазона « Явь 1 - 7,1» а также векторный анализатор для измерения диэлектрической проницаемости семян.

Используемые в данных исследованиях генератор «Явь 1-7,1» лабораторного стенда - модернизированное устройство для обработки семян ЭМП (Патент РФ №2246814, опубликованный27.02.2005г Бюл.№6). Установка содержит один излучатель электромагнитной энер-гии(Явь1 -7.1)соединенный с источником электромагнитной энергии, электрический привод, подключенный к блоку управления, станину для размещения на ней обрабатываемого, биологического материала, соединенную с

электрическим приводом, установленную на неподвижном основании, с возможностью ее вращения. Биологический материал предназначенный для обработки ЭМ полем, например: семена помещают в мерные стеклянные стаканы, которые располагаются на станине в специальных установочных местах, внутри металлических ободов, представляющих из себя срезки цилиндрических полых труб.

Семена с/х культур размещались в один слой, в центральной зоне облучаемой (обрабатываемой) поверхности на расстоянии 60 см. от плоскости раскрыва рупорного излучателя (антенны). Поверхность, на которой присутствует электромагнитное поле (излучение), имеет размеры 51 на 20 см. и занимает площадь в 1020 см2. поверхностью с обрабатываемыми семенами.. Данные зоны, прямоугольной формы, с обрабатываемыми семенами имеют об-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.