中国是世界上盲人数量最多的国家。盲人生活在黑暗的世界中,给工作、生活、社交活动带来了莫大的困难。如何安全行走,是盲人生活中最大的问题。蝙蝠擅长在黑夜中飞行,在漆黑的环境里仍能准确无误的捕食猎物,这种功能是通过回声定位来实现的。蝙蝠通过回声定位原理,不但能够准确的判断物体的方位及距离,还可以判断障碍物的大小、形状和结构,以极快的速度精确地飞翔。本文模仿蝙蝠的超声应用能力和原理,在研究现有的电子式超声波导盲系统的基础上,应用回声定位原理,通过发送超声波,然后获得并分析障碍物的回波信息,研制了一套超声波导盲系统。第一章首先讨论了超声波导盲技术的研究发展及应用情况。介绍了本课题的研究背景以及研究的重要意义,同时陈述了国外关于超声波导盲技术的研究成果和动向。着重介绍了电子导盲仪、移动式机器人、穿戴式导盲仪、引导式手杖等四类不同的超声波导盲系统,通过比较他们各自的优缺点,得出了本系统的设计理念。本章的最后简要阐述了文章的主要内容。第二章首先介绍了超声波的形成、超声波在传播过程中的衰减规律等信息,通过详细分析超声传感器的内部结构以及影响超声传感器的几个重要参数给出本系统设计中所用超声传感器的特性参数。最后分析了超声波测距的基本原理,并在此基础上给出了测距的几种常用方法以及传感器指向角、工作频率、环境温度、发射脉冲宽度和测量盲区对超声测距精度的影响。第三章第四章对系统的硬件电路进行了详细设计。主控芯片采用具有高性能的ARM Cortex-M3内核的STM32增强型系列处理器。在导盲杖的着地端安置了四个超声探头,分别指向前、上、左、右四个方向,单片机产生的超声波由探头发出,回波信号也由此探头接收,接收的回波经过前置放大、滤波、增益控制等电路处理后送回单片机。整个平台系统分为主控芯片、超声发射电路、回波接收前置比例放大电路、TGC电路、滤波电路和电源电路等部分。本章节对各个硬件部分都给出了原理图并进行了详细分析。第五章首先介绍了系统的软件设计部分,然后对实验结果进行了分析,通过实验对比,对于实验系统的改进有重要意义。最后,对全文工作进行了总结,指出了今后进一步的研究方向。该系统包括超声波发送、接收以及信号处理三部分,能够识别出34cm～3m内的障碍物。该系统基于单片机控制,便于系统功能的进一步扩展,同时具有功耗小,成本低,硬件资源丰富,工作稳定等优点,因此具较好的实用价值。