Hệ thống định vị toàn cầu hay GPS là một mạng lưới các vệ tinh quay quanh quỹ đạo được sử dụng để xác định vị trí ở bất kỳ đâu trong không gian trở về trái đất. Loại công nghệ này có thể được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau như sử dụng thương mại, quân sự và dịch vụ dân sự trên toàn thế giới. GPS có thể được sử dụng cho những mục đích này: xác định thời gian hoàn hảo, xác định vị trí, định vị vệ tinh và kết nối lỗi. Hệ thống này có thể được sử dụng phổ biến trong 24 giờ. Trước khi thảo luận về trợ lý du lịch dựa trên GPS cho người mù, hãy cho chúng tôi biết về khái niệm Công nghệ GPS .
Hệ thống định vị toàn cầu
Giới thiệu về Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS)
Các Hệ thống định vị toàn cầu bao gồm ba phân đoạn: phân đoạn không gian (SS), phân đoạn kiểm soát (CS) và phân đoạn người dùng (Hoa Kỳ). Phân khúc điều khiển và không gian do lực lượng không quân Hoa Kỳ phát triển, vận hành và duy trì, phân khúc người dùng bao gồm cả người dùng dân sự và quân sự và thiết bị GPS của họ.
Hệ thống GPS
Phân đoạn không gian
Phân đoạn này bao gồm 24 vệ tinh, trong đó 21 vệ tinh là phương tiện điều hướng không gian và 3 là phụ tùng hoạt động quay xung quanh ở độ cao 11000 hải lý. Các vệ tinh này có thể dự đoán được và ổn định do độ cao của chúng. Hệ thống này bao gồm sáu mặt phẳng quỹ đạo nghiêng 55 độ và đặt đều nhau khoảng 60 độ trên mặt phẳng xích đạo.
Phân đoạn kiểm soát
Nó bao gồm một trạm điều khiển chính, một trạm điều khiển động cơ thay thế, sáu trạm giám sát và bốn ăng ten mặt đất. Các trạm giám sát này được đặt ở khắp nơi trên thế giới, để đo tín hiệu từ các phương tiện vũ trụ được kết hợp vào mô hình quỹ đạo của mỗi vệ tinh. Ăng ten mặt đất chuyên dụng được sử dụng để phát tín hiệu đến vệ tinh.
Phân khúc người dùng
Hệ thống này bao gồm các máy thu có thể cầm tay hoặc lắp đặt trên máy bay, tàu thủy, tàu ngầm, ô tô và xe tải. Máy thu GPS có thể giải mã, phát hiện và xử lý tín hiệu tới vệ tinh. Những tín hiệu này có thể được thay đổi thành vị trí, thời gian và vận tốc. Phân đoạn này có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau như định vị vệ tinh, vận chuyển, quân sự, khảo sát và theo dõi.
Đây là về công nghệ GPS và như một ứng dụng của GPS này, chúng tôi đang thực hiện một dự án hướng dẫn người mù như một hệ thống định vị bằng giọng nói.
Hệ thống định vị bằng giọng nói dựa trên GPS (Hệ thống định vị toàn cầu) cho người mù
Thuật ngữ mù dùng để chỉ những người hoàn toàn không có thị lực hoặc những người có thị lực kém. Hầu hết những người mù đều nhận được sự hỗ trợ từ những chú chó dẫn đường để đi bộ. Chúng tôi đang giải thích về hệ thống định vị bằng giọng nói và GPS cho người mù. Trong trường hợp này, người mù đưa ra các lệnh và sau đó nhận phản hồi bằng tín hiệu âm thanh. Máy thu GPS được sử dụng để nhận các giá trị của vĩ độ và kinh độ liên tục. Với sự tiến bộ trong công nghệ sử dụng nhận dạng giọng nói, việc gửi các lệnh liên quan đến chỉ đường cho người mù trở nên dễ dàng hơn. Là một ứng dụng của công nghệ GPS này, hệ thống cảnh báo bằng giọng nói dựa trên GPS cho người mù được giải thích thực tế trong các đoạn tiếp theo.
Sơ đồ khối của hệ thống điều hướng bằng giọng nói cho người mù
Các thành phần phần cứng và phần mềm được sử dụng
Hệ thống định vị mù này được xây dựng với các thành phần chính như vi điều khiển, bộ thu GPS, mô-đun nhận dạng giọng nói, bộ phận phát lại giọng nói, loa, cảm biến siêu âm và máy phát điện . Hãy xem xét chi tiết về tất cả các thành phần này.
Vi điều khiển
Bộ điều khiển này là của Bộ xử lý ARM LPC2148, kết hợp bộ vi điều khiển với bộ nhớ flash tốc độ cao từ 32 đến 512 KB. Nó có bộ nhớ chương trình flash trên chip và RAM tĩnh trên chip. Nó có 10 bit Bộ chuyển đổi A sang D và hỗ trợ truyền tốc độ đầy đủ qua USB 2.0. Do chi phí thấp, tiêu thụ điện năng thấp và dễ xử lý, bộ vi điều khiển này là đáng tin cậy cho dự án này.
Người nhận GPS
Hệ thống Định vị Toàn cầu hoặc máy thu GPS được sử dụng trong dự án này là GR87, sử dụng các tín hiệu phát sóng đến từ các vệ tinh GPS. Nó cung cấp vị trí ba chiều như kinh độ, vĩ độ và giá trị độ cao từ mọi vị trí trên thế giới này trong mọi điều kiện thời tiết. Các tính năng chính của bộ thu này là tiêu thụ điện năng thấp, SRAM 1MB trên chip, thời gian truy xuất 0,1Sec và phần cứng giảm thiểu đa đường.
Mô-đun nhận dạng giọng nói
Mô-đun này phát hiện từ người dùng đã nói thông qua micrô. Thiết bị này sẽ thực hiện phân tích giọng nói sau khi tín hiệu âm thanh đầu vào được thực hiện. Hệ thống này bao gồm hai giai đoạn là giai đoạn đào tạo và giai đoạn còn lại là giai đoạn công nhận. Trong giai đoạn đào tạo, người nói phải đưa ra các tín hiệu giọng nói để đào tạo hệ thống và trong giai đoạn khác, người nói phải đưa ra các lệnh giọng nói phù hợp hơn nữa với các tín hiệu được lưu trữ trong khi chúng được lưu trữ trong giai đoạn đào tạo. Dự án này sử dụng IC HM2007 làm mô-đun nhận dạng.
Đơn vị phát lại giọng nói
Nó sử dụng IC AP89085 hiệu suất cao được chế tạo bằng bộ xử lý CMOS với EPROM 2MB nhúng. Nó là một IC ghi âm và trả lời có thể lưu trữ tin nhắn lên đến 85 giây. Âm thanh đã ghi này vẫn được giữ lại ngay cả sau khi nguồn điện được rút ra và âm thanh phát lại này có chất lượng cao với mức tiếng ồn tối thiểu.
Thiết bị cảm biến sóng siêu âm
Cảm biến này được sử dụng để phát hiện chướng ngại vật trên đường đi của người mù trong dự án này. Cảm biến này truyền một chùm sóng siêu âm và tương ứng cung cấp một xung đầu ra dựa trên thời gian cần thiết để tiếng vang chùm trở lại thiết bị cảm biến sóng siêu âm . Bằng cách này phụ thuộc vào độ rộng xung dội âm, mục tiêu khoảng cách dễ dàng được phát hiện và đo lường.
Bộ loa
Loa được sử dụng để hướng dẫn người khiếm thị điều hướng họ dựa trên tín hiệu hoặc âm thanh được ghi lại của thiết bị phát lại giọng nói.
TỐI ĐA 232
Để cung cấp giao tiếp giữa bộ thu GPS và bộ vi điều khiển, MAX 232 được sử dụng. Đây là đơn vị kết nối dữ liệu nhị phân nối tiếp tiêu chuẩn giữa thiết bị đầu cuối dữ liệu và đơn vị truyền thông dữ liệu. Tín hiệu mức RS232 từ bộ thu GPS được đơn vị này chuyển đổi thành tín hiệu mức TTL của bộ vi điều khiển.
Thành phần phần mềm
Các công cụ phần mềm như Nhúng C, Keil IDE , và Uc-Flash được sử dụng trong dự án này để lập trình vi điều khiển.
Hoạt động của hệ thống điều hướng bằng giọng nói
Toàn bộ mạch được cấp nguồn bằng nguồn DC được điều chỉnh như trong sơ đồ khối. Máy thu GPS được sử dụng trong dự án này có khả năng nhận tín hiệu từ 65 vệ tinh GPS (Hệ thống Định vị Toàn cầu). Các tín hiệu nhận được này được chuyển vào vị trí và thông tin thời gian chính xác có thể được đọc từ cổng RS232 của bộ thu này. Dữ liệu kinh độ, vĩ độ, độ cao và thời gian này sẽ gửi đến bộ vi điều khiển thông qua IC MAX232 . Các giá trị này liên tục được xử lý trong vi điều khiển.
Hoạt động của hệ thống điều hướng bằng giọng nói
Mô-đun nhận dạng giọng nói nhận dạng lời nói của người dùng và gửi tương ứng các tín hiệu đó đến bộ vi điều khiển. Bộ vi điều khiển so sánh các giá trị địa điểm đã nói (kinh độ, vĩ độ và độ cao) với các tín hiệu từ bộ thu GPS. Khi so sánh này, bộ vi điều khiển điều khiển thiết bị phát lại giọng nói để cung cấp điều hướng bằng giọng nói cho người dùng. Các giọng nói được xác định trước được lưu trữ trong mô-đun này dưới dạng lệnh điều hướng cho người mù. Chúng ta có thể lưu trữ các giá trị đích cho mỗi lệnh thoại trong vi điều khiển để nhận dạng các điểm đến. Cảm biến siêu âm phát hiện chướng ngại vật trên đường đến đích, để bộ vi điều khiển lấy nó và cảnh báo những người khiếm thị.
Đây là về hệ thống định vị toàn cầu hoặc hệ thống định vị bằng giọng nói dựa trên GPS dành cho người mù. Tôi hy vọng rằng bạn đã hiểu rõ hơn về GPS với ứng dụng thực tế này. Hơn nữa, bất kỳ trợ giúp nào để thực hiện dự án này hoặc bất kỳ dự án điện tử , đặc biệt để kết nối bộ thu GPS và quá trình cấu hình của nó, bạn có thể để lại nhận xét của mình bên dưới.
