Global Positioning System oder GPS ist ein Netzwerk von umlaufenden Satelliten, mit denen Positionen überall im Weltraum zurück zur Erde lokalisiert werden. Diese Art von Technologie kann in verschiedenen Bereichen wie der kommerziellen Nutzung, dem Militär und dem öffentlichen Dienst auf der ganzen Welt eingesetzt werden. GPS kann für folgende Zwecke verwendet werden: perfektes Timing, Trilateration, Positionierung von Satelliten und Fehlerverbindung. Dieses System kann universell für 24 Stunden verwendet werden. Bevor wir uns mit dem GPS-basierten Reiseassistenten für Blinde befassen, informieren Sie uns über das Konzept von GPS-Technologie .
Global Positioning System
Einführung in das Global Positioning System (GPS)
Das Global Positioning System besteht aus drei Segmenten: Raumsegment (SS), Kontrollsegment (CS) und Benutzersegment (US). Steuerungs- und Weltraumsegmente werden von der US-Luftwaffe entwickelt, betrieben und gewartet. Das Benutzersegment umfasst sowohl zivile als auch militärische Benutzer und deren GPS-Ausrüstung.
GPS-System
Raumsegment
Dieses Segment besteht aus 24 Satelliten, von denen 21 Navigationsraumfahrzeuge und 3 aktive Ersatzteile sind, die in einer Höhe von 11000 Seemeilen umkreisen. Diese Satelliten sind aufgrund ihrer Höhenlage vorhersehbar und stabil. Dieses System besteht aus sechs Orbitalebenen, die um 55 Grad geneigt und auf der Äquatorialebene gleichmäßig um etwa 60 Grad angeordnet sind.
Kontrollsegment
Es umfasst eine Hauptsteuerstation, eine alternative Motorsteuerstation, sechs Überwachungsstationen und vier Bodenantennen. Diese Überwachungsstationen sind auf der ganzen Welt positioniert, um das Signal von Raumfahrzeugen zu messen, die in ein Orbitalmodell jedes Satelliten integriert sind. Spezielle Bodenantennen werden zum Senden von Signalen an Satelliten verwendet.
Benutzersegment
Dieses System besteht aus Empfängern, die in Flugzeugen, Schiffen, U-Booten, Autos und Lastwagen handgehalten oder installiert werden können. GPS-Empfänger können die Signale an Satelliten dekodieren, erkennen und verarbeiten. Diese Signale können in Position, Zeit und Geschwindigkeit geändert werden. Dieses Segment kann in verschiedenen Anwendungen wie Satellitenpositionierung, Schifffahrt, Militär, Vermessung und Verfolgung verwendet werden.
Dies über GPS-Technologie und als Anwendung dieses GPS hier geben wir ein Projekt, um die Blinden als Sprachnavigationssystem zu führen.
GPS-basiertes Sprachnavigationssystem (Global Positioning System) für Blinde
Der Begriff Blindheit bezieht sich auf Personen, die überhaupt keine Vision haben, oder auf Personen, die weniger Vision haben. Die meisten Blinden werden beim Laufen von Blindenhunden unterstützt. Wir erklären das GPS- und Sprachnavigationssystem für Blinde. In diesem Fall geben Blinde die Befehle aus und empfangen die Antwort dann über Audiosignale. Der GPS-Empfänger wird verwendet, um die Werte des Breiten- und Längengrads kontinuierlich zu empfangen. Mit dem Fortschritt in der Technologie ist die Verwendung der Spracherkennung einfacher, Befehle bezüglich Anweisungen an die Blinden zu senden. Als Anwendung dieser GPS-Technologie werden hier GPS-basierte Sprachwarnsysteme für Blinde in den folgenden Abschnitten praktisch erläutert.
Blockdiagramm des Sprachnavigationssystems für Blinde
Verwendete Hardware- und Softwarekomponenten
Dieses blinde Navigationssystem besteht aus den Hauptkomponenten wie Mikrocontroller, GPS-Empfänger, Spracherkennungsmodul, Sprachwiedergabeeinheit, Lautsprecher, Ultraschallsensor und Netzteil . Schauen wir uns all diese Komponenten im Detail an.
Mikrocontroller
Dieser Controller ist von der ARM LPC2148 Prozessor, Dies kombiniert den Mikrocontroller mit einem Hochgeschwindigkeits-Flash-Speicher von 32 bis 512 KB. Es verfügt über einen Flash-Programmspeicher auf dem Chip und einen statischen RAM auf dem Chip. Es hat 10 Bit A / D-Wandler und unterstützt die USB 2.0-Übertragung mit voller Geschwindigkeit. Aufgrund der geringen Kosten, des geringen Stromverbrauchs und der einfachen Handhabung ist dieser Mikrocontroller für dieses Projekt zuverlässig.
GPS-Empfänger
Das in diesem Projekt verwendete Global Positioning System oder GPS-Empfänger ist GR87, das die von GPS-Satelliten stammenden Sendesignale verwendet. Es bietet einen dreidimensionalen Ort wie Längen-, Breiten- und Höhenwerte von jeder Position auf dieser Welt bei allen Wetterbedingungen. Die Hauptmerkmale dieses Empfängers sind ein geringer Stromverbrauch, ein 1-MB-SRAM auf dem Chip, eine Wiedererfassungszeit von 0,1 Sek. Und Hardware zur Reduzierung mehrerer Pfade.
Spracherkennungsmodul
Dieses Modul erkennt das vom Benutzer gesprochene Wort über ein Mikrofon. Die Sprachanalyse wird von diesem Gerät durchgeführt, nachdem das eingegebene Audiosignal aufgenommen wurde. Dieses System besteht aus zwei Phasen als Trainingsphase und die andere ist eine Erkennungsphase. Während der Trainingsphase muss der Sprecher Sprachsignale geben, um das System zu trainieren, und in der anderen Phase muss der Sprecher Sprachbefehle geben, die weiter mit gespeicherten Signalen übereinstimmen, während sie während der Trainingsphase gespeichert werden. Dieses Projekt verwendet den IC HM2007 als Erkennungsmodul.
Sprachwiedergabeeinheit
Es handelt sich um einen Hochleistungs-AP89085-IC, der mit einem CMOS-Prozessor mit einem eingebetteten 2-MB-EPROM hergestellt wurde. Es ist eine Tonaufnahme und ein Antwort-IC, der die Nachricht bis zu 85 Sekunden speichern kann. Dieser aufgenommene Ton bleibt auch nach dem Entfernen der Stromversorgung erhalten, und dieser wiedergegebene Ton ist von hoher Qualität bei minimalem Geräuschpegel.
Ultraschallsensor
Dieser Sensor dient zur Erkennung der Hindernisse auf dem Weg für die Blinden in diesem Projekt. Dieser Sensor sendet einen Ultraschall-Burst und gibt entsprechend einen Ausgangsimpuls basierend auf der Zeit ab, die das Burst-Echo benötigt, um zum zurückzukehren Ultraschallsensor . Auf diese Weise wird abhängig von der Echoimpulsbreite das Entfernungsziel leicht erfasst und gemessen.
Lautsprechereinheit
Der Lautsprecher wird verwendet, um sehbehinderte Personen anhand der Signale oder des aufgezeichneten Tons der Sprachwiedergabeeinheit zur Navigation zu führen.
MAX 232
Für die Kommunikation zwischen GPS-Empfänger und Mikrocontroller wird MAX 232 verwendet. Dies ist eine standardmäßige serielle binäre Datenverbindungseinheit zwischen dem Datenendgerät und der Datenkommunikationseinheit. RS232-Pegelsignale vom GPS-Empfänger werden von diesem Gerät in TTL-Pegelsignale des Mikrocontrollers umgewandelt.
Softwarekomponenten
Software-Tools wie Eingebettetes C, Keil IDE , und Uc-Flash werden in diesem Projekt zur Programmierung des Mikrocontrollers verwendet.
Funktionsweise des Sprachnavigationssystems
Der gesamte Stromkreis wird mit einer geregelten Gleichstromversorgung versorgt, wie im Blockschaltbild gezeigt. Der in diesem Projekt verwendete GPS-Empfänger kann Signale von 65 GPS-Satelliten (Global Positioning System) empfangen. Diese empfangenen Signale werden in präzise Positions- und Zeitinformationen übertragen, die vom RS232-Port dieses Empfängers gelesen werden können. Diese Längen-, Breiten-, Höhen- und Zeitdaten werden über an die Mikrocontrollereinheit gesendet MAX232 IC . Diese Werte werden im Mikrocontroller kontinuierlich verarbeitet.
Funktionsweise des Sprachnavigationssystems
Das Spracherkennungsmodul erkennt die vom Benutzer gesprochenen Wörter und sendet diese Signale entsprechend an den Mikrocontroller. Der Mikrocontroller vergleicht die gesprochenen Ortswerte (Längengrad, Breitengrad und Höhe) mit den Signalen des GPS-Empfängers. Bei diesem Vergleich steuert der Mikrocontroller die Sprachwiedergabeeinheit an, um dem Benutzer eine Sprachnavigation bereitzustellen. Vordefinierte Stimmen werden in diesem Modul als Navigationsbefehle zu den Blinden gespeichert. Wir können die Zielwerte für jede Stimme des gesprochenen Befehls im Mikrocontroller speichern, um die Ziele zu erkennen. Der Ultraschallsensor erkennt das Hindernis auf dem Weg zum Ziel, so dass der Mikrocontroller es erhält und die sehbehinderten Personen alarmiert.
Hier geht es um das globale Ortungssystem oder das GPS-basierte Sprachnavigationssystem für Blinde. Ich hoffe, dass Sie mit dieser praktischen Anwendung das GPS besser verstehen. Darüber hinaus jede Hilfe bei der Umsetzung dieses oder eines anderen Projekts Elektronikprojekte Insbesondere für den Anschluss des GPS-Empfängers und dessen Konfigurationsvorgang können Sie unten Ihre Kommentare hinterlassen.
