项目开发背景

视障人士在日常出行中面临着巨大的挑战，他们依赖传统的导盲杖或导盲犬来辅助导航，但这些方法存在诸多局限性。传统导盲杖只能探测到地面附近的障碍物，无法识别高处的物体或动态移动的目标，如行人或车辆，这容易导致碰撞风险。此外，在光线不足的环境中，视障人士的移动安全进一步受到威胁，现有的设备往往缺乏智能化的适应能力，无法提供实时、准确的障碍物信息反馈。

随着嵌入式系统和人工智能技术的快速发展，智能辅助设备为解决上述问题提供了新的可能性。微控制器如STM32能够高效处理传感器数据，而AI模块如K210则具备强大的图像识别能力，可以快速检测和分类多种障碍物。这些技术的结合，使得开发一种多功能导盲杖系统成为现实，它不仅能够增强障碍物探测的精度，还能通过智能反馈机制提升用户的安全性和独立性。

本项目旨在设计一种基于STM32与AI的智能导盲杖系统，通过集成超声波测距和K210目标检测功能，实现对前方及地面障碍物的全面监控。系统通过振动和语音提示向用户传达障碍物类型和距离信息，并在昏暗环境下自动启动照明，从而弥补传统导盲工具的不足。这一创新应用不仅提升了视障人士的出行体验，还推动了辅助技术向更智能化、人性化的方向发展。

设计实现的功能

（1）使用超声波模块实时检测前方及地面障碍物距离。
（2）集成K210 AI模块，具备目标检测功能，可识别行人、车辆等特定障碍物。
（3）通过不同模式的振动和语音提示，向使用者反馈障碍物类型和距离。
（4）在光线昏暗环境自动点亮LED灯带进行照明。

项目硬件模块组成

(1) 主控芯片：STM32F103C8T6单片机。
(2) AI核心：K210开发板（负责运行YOLO快速目标检测模型）。
(3) 测距模块：HC-SR04超声波传感器（多个）。
(4) 反馈模块：振动电机、SYN6288语音播报模块。
(5) 供电模块：18650锂电池组与充放电管理模块。

设计意义

该导盲杖系统通过集成超声波传感器与AI目标检测技术，能够实时感知前方及地面障碍物，有效帮助视障人士规避碰撞风险，显著提升户外行走的安全性。系统利用K210模块运行YOLO模型识别行人、车辆等动态障碍物，弥补了传统导盲工具仅依赖距离检测的不足，使使用者能更全面地感知复杂环境中的潜在危险。

通过振动与语音的多模式反馈机制，系统可根据障碍物类型和距离提供差异化提示，增强信息传递的直观性和及时性，帮助使用者快速做出反应。在光线昏暗环境下，自动点亮LED灯带的功能不仅改善了使用者的可视条件，还增加了夜间行动的独立性。

硬件设计以STM32为核心协调各模块，结合高效供电方案，确保了系统的稳定性和便携性。整体设计体现了科技赋能残障辅助设备的实用价值，为视障人群提供了更智能、可靠的出行支持。

设计思路

该系统以STM32F103C8T6单片机作为主控核心，负责协调和管理各硬件模块的运作。通过实时采集超声波传感器数据，并结合K210 AI模块的处理结果，实现障碍物的精确检测与分类，最终通过振动和语音反馈为用户提供导航辅助。

超声波模块采用多个HC-SR04传感器，分别部署于导盲杖的前方和底部，用于持续监测前方障碍物及地面凹陷或台阶的距离。STM32通过定时触发超声波脉冲并计算回波时间，转换为实际距离数据，当检测到障碍物距离低于设定阈值时，立即启动相应处理流程。

K210开发板作为AI处理单元，运行优化的YOLO目标检测模型，能够实时识别行人、车辆等特定障碍物类型。STM32通过串口通信与K210交互，获取识别结果和位置信息，从而区分普通物体与动态障碍物，提升系统的环境感知能力。

反馈机制通过振动电机和SYN6288语音模块实现，STM32根据障碍物类型和距离控制振动模式（如连续振动或间歇振动），同时驱动语音模块播报具体警告信息，例如“前方行人”或“地面障碍”，确保使用者能够直观理解周围环境状况。

照明系统通过光敏传感器检测环境光线强度，当光线低于预设值时，STM32自动控制LED灯带点亮，为昏暗环境提供辅助照明，增强用户的安全性和使用便利性。整个系统由18650锂电池组供电，配合充放电管理模块确保稳定运行。

框架图

+-----------------------------+
|       供电模块             |
|   (18650锂电池组 +         |
|    充放电管理模块)         |
+-----------------------------+
             |
             | 供电
             v
+-----------------------------+
|       STM32F103C8T6        |
|        (主控制器)          |
+-----------------------------+
    |              |              |
    | 测距数据     | AI检测结果   | 控制信号
    v              v              v
+----------+   +----------+   +-------------------+
| HC-SR04  |   | K210     |   | 反馈与照明模块    |
| 超声波   |   | 开发板   |   | - 振动电机        |
| 传感器   |   | (YOLO    |   | - SYN6288语音模块 |
| (多个)   |   | 目标检测)|   | - LED灯带         |
+----------+   +----------+   +-------------------+
                     |
                     | 图像输入
                     v
               +-----------+
               |  摄像头   |
               | (视觉采集)|
               +-----------+

系统总体设计

该系统总体设计基于STM32微控制器与K210 AI模块构建一个智能导盲杖，旨在通过多传感器融合和智能反馈机制辅助视障人士安全导航。系统以STM32F103C8T6作为主控核心，负责协调各硬件模块的数据处理与控制逻辑，确保实时响应和高效运行。

在环境感知方面，系统部署多个HC-SR04超声波传感器，用于持续检测前方及地面障碍物的距离信息，同时集成K210开发板运行YOLO目标检测算法，能够快速识别行人、车辆等特定障碍物类型，并将检测数据传送至STM32进行综合分析。

反馈机制通过振动电机和SYN6288语音播报模块实现，STM32根据障碍物类型和距离生成不同的振动模式，并触发语音提示，向使用者清晰传达环境信息。此外，系统具备自动照明功能，在检测到光线昏暗时控制LED灯带点亮，以提升使用者的可视性。

供电部分采用18650锂电池组结合充放电管理模块，为整个系统提供稳定可靠的电源支持，确保设备在户外环境中长时间工作。所有硬件模块通过紧凑的电路设计集成于导盲杖结构中，实现功能与便携性的平衡。

系统功能总结

设计的各个功能模块描述

主控芯片模块采用STM32F103C8T6单片机作为系统的核心控制器，负责协调各个模块的运行，处理来自超声波传感器和K210模块的数据，并根据检测结果控制反馈装置和照明功能，确保系统整体稳定高效工作。

AI核心模块使用K210开发板运行YOLO快速目标检测模型，能够实时识别前方环境中的特定障碍物，如行人和车辆，并将识别结果发送给主控芯片，以增强障碍物检测的准确性和智能化水平。

测距模块通过多个HC-SR04超声波传感器实时检测前方及地面障碍物的距离，数据被传输至主控芯片进行分析，从而提供精确的距离信息用于后续反馈处理。

反馈模块包括振动电机和SYN6288语音播报模块，主控芯片根据障碍物类型和距离信息控制振动电机产生不同模式的振动，同时驱动语音模块播报提示内容，帮助使用者及时了解周围环境状况。

供电模块由18650锂电池组和充放电管理模块组成，为整个系统提供稳定的电源供应，确保各功能模块在长时间使用中可靠运行，同时支持充放电管理以延长电池寿命。

照明模块通过LED灯带在光线昏暗环境下自动点亮，由主控芯片控制实现智能照明功能，为使用者提供额外的环境可见度支持。

上位机代码设计

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <windows.h>
#include <thread>
#include <chrono>
#include <map>

// 串口通信类
class SerialPort {
private:
    HANDLE hSerial;
    bool connected;
    COMSTAT status;
    DWORD errors;

public:
    SerialPort(const char* portName) : connected(false) {
        hSerial = CreateFileA(portName, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
        if (hSerial == INVALID_HANDLE_VALUE) {
            std::cerr << "错误：无法打开串口 " << portName << std::endl;
            return;
        }

        DCB dcbSerialParams = {0};
        dcbSerialParams.DCBlength = sizeof(dcbSerialParams);
        if (!GetCommState(hSerial, &dcbSerialParams)) {
            std::cerr << "错误：无法获取串口状态" << std::endl;
            CloseHandle(hSerial);
            return;
        }

        dcbSerialParams.BaudRate = CBR_115200;
        dcbSerialParams.ByteSize = 8;
        dcbSerialParams.StopBits = ONESTOPBIT;
        dcbSerialParams.Parity = NOPARITY;
        if (!SetCommState(hSerial, &dcbSerialParams)) {
            std::cerr << "错误：无法设置串口参数" << std::endl;
            CloseHandle(hSerial);
            return;
        }

        PurgeComm(hSerial, PURGE_RXCLEAR | PURGE_TXCLEAR);
        connected = true;
        std::cout << "成功连接到串口 " << portName << std::endl;
    }

    ~SerialPort() {
        if (connected) {
            CloseHandle(hSerial);
        }
    }

    bool isConnected() const {
        return connected;
    }

    int writeData(const char* buffer, unsigned int buf_size) {
        DWORD bytesSend;
        if (!WriteFile(hSerial, buffer, buf_size, &bytesSend, 0)) {
            std::cerr << "错误：串口写入失败" << std::endl;
            return -1;
        }
        return bytesSend;
    }

    std::string readLine() {
        if (!connected) return "";
        DWORD bytesRead;
        char buffer[256];
        std::string result;
        while (true) {
            if (ReadFile(hSerial, buffer, 1, &bytesRead, NULL) && bytesRead > 0) {
                if (buffer[0] == '\n') {
                    break;
                }
                result += buffer[0];
            } else {
                break;
            }
        }
        return result;
    }
};

// 数据解析类
class DataParser {
private:
    std::map<std::string, std::string> obstacleData;

public:
    void parse(const std::string& data) {
        obstacleData.clear();
        size_t pos = 0;
        std::string token;
        std::string s = data;
        
        // 解析格式：TYPE:VALUE|TYPE:VALUE
        while ((pos = s.find('|')) != std::string::npos) {
            token = s.substr(0, pos);
            size_t colonPos = token.find(':');
            if (colonPos != std::string::npos) {
                std::string key = token.substr(0, colonPos);
                std::string value = token.substr(colonPos + 1);
                obstacleData[key] = value;
            }
            s.erase(0, pos + 1);
        }
        
        // 处理最后一个字段
        size_t colonPos = s.find(':');
        if (colonPos != std::string::npos) {
            std::string key = s.substr(0, colonPos);
            std::string value = s.substr(colonPos + 1);
            obstacleData[key] = value;
        }
    }

    void display() {
        std::cout << "\n=== 障碍物检测报告 ===" << std::endl;
        for (const auto& pair : obstacleData) {
            if (pair.first == "FRONT_DIST") {
                std::cout << "前方距离: " << pair.second << "cm" << std::endl;
            } else if (pair.first == "GROUND_DIST") {
                std::cout << "地面距离: " << pair.second << "cm" << std::endl;
            } else if (pair.first == "OBJECT") {
                std::cout << "检测对象: " << pair.second << std::endl;
            } else if (pair.first == "LIGHT") {
                std::cout << "光照状态: " << (pair.second == "1" ? "昏暗-已开启LED" : "正常") << std::endl;
            } else if (pair.first == "VIBRATION") {
                std::cout << "振动模式: " << pair.second << std::endl;
            }
        }
        std::cout << "=====================" << std::endl;
    }

    void generateAlert() {
        if (obstacleData.find("FRONT_DIST") != obstacleData.end()) {
            int dist = std::stoi(obstacleData["FRONT_DIST"]);
            if (dist < 50) {
                std::cout << "!!! 警告：前方 " << dist << "cm 处有障碍物！" << std::endl;
            }
        }
        
        if (obstacleData.find("OBJECT") != obstacleData.end()) {
            std::string obj = obstacleData["OBJECT"];
            if (obj != "NONE") {
                std::cout << "!!! AI识别警告：检测到 " << obj << "！" << std::endl;
            }
        }
    }
};

// 主控制类
class BlindStickMonitor {
private:
    SerialPort serial;
    DataParser parser;
    bool monitoring;

public:
    BlindStickMonitor(const std::string& port) : serial(port.c_str()), monitoring(false) {}

    void startMonitoring() {
        if (!serial.isConnected()) {
            std::cerr << "错误：串口未连接，无法启动监控" << std::endl;
            return;
        }

        monitoring = true;
        std::cout << "开始监控导盲杖系统..." << std::endl;
        std::cout << "按Ctrl+C停止监控" << std::endl;

        while (monitoring) {
            std::string data = serial.readLine();
            if (!data.empty()) {
                std::cout << "\n收到原始数据: " << data << std::endl;
                parser.parse(data);
                parser.display();
                parser.generateAlert();
            }
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
        }
    }

    void stopMonitoring() {
        monitoring = false;
        std::cout << "停止监控" << std::endl;
    }

    void sendCommand(const std::string& cmd) {
        if (serial.isConnected()) {
            std::string fullCmd = cmd + "\n";
            serial.writeData(fullCmd.c_str(), fullCmd.length());
            std::cout << "发送命令: " << cmd << std::endl;
        }
    }
};

// 控制台界面
void displayMenu() {
    std::cout << "\n===== 导盲杖监控系统 =====" << std::endl;
    std::cout << "1. 开始监控" << std::endl;
    std::cout << "2. 发送测试命令" << std::endl;
    std::cout << "3. 设置串口" << std::endl;
    std::cout << "4. 退出" << std::endl;
    std::cout << "请选择操作: ";
}

int main() {
    std::string port = "COM3";
    BlindStickMonitor monitor(port);
    
    int choice = 0;
    while (choice != 4) {
        displayMenu();
        std::cin >> choice;
        
        switch (choice) {
            case 1:
                monitor.startMonitoring();
                break;
            case 2:
                monitor.sendCommand("TEST");
                break;
            case 3:
                std::cout << "请输入串口名称 (如 COM3): ";
                std::cin >> port;
                break;
            case 4:
                std::cout << "退出系统" << std::endl;
                break;
            default:
                std::cout << "无效选择" << std::endl;
        }
    }

    return 0;
}

模块代码设计

#include "stm32f10x.h"

// 超声波引脚定义
#define TRIG_PIN GPIO_Pin_1
#define ECHO_PIN GPIO_Pin_0
#define TRIG_PORT GPIOA
#define ECHO_PORT GPIOA

// 振动电机引脚定义
#define VIBRATE_PIN GPIO_Pin_2
#define VIBRATE_PORT GPIOA

// LED灯带引脚定义
#define LED_PIN GPIO_Pin_3
#define LED_PORT GPIOA

// 光敏电阻ADC通道
#define LIGHT_SENSOR_ADC_CHANNEL ADC_Channel_4

// 系统时钟初始化
void RCC_Configuration(void)
{
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN | RCC_APB2ENR_AFIOEN | RCC_APB2ENR_ADC1EN;
    RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN | RCC_APB1ENR_USART2EN;
}

// GPIO初始化
void GPIO_Configuration(void)
{
    // 超声波TRIG引脚推挽输出
    GPIOA->CRL &= 0xFFFFFF0F;
    GPIOA->CRL |= 0x00000030;
    
    // 超声波ECHO引脚浮空输入
    GPIOA->CRL &= 0xFFFFFFF0;
    GPIOA->CRL |= 0x00000040;
    
    // 振动电机推挽输出
    GPIOA->CRL &= 0xFFFFF0FF;
    GPIOA->CRL |= 0x00000300;
    
    // LED灯带推挽输出
    GPIOA->CRL &= 0xFFFF0FFF;
    GPIOA->CRL |= 0x00003000;
    
    // USART2引脚配置
    GPIOA->CRL &= 0xFFFF00FF;
    GPIOA->CRL |= 0x00008B00; // PA2复用推挽输出(TX), PA3浮空输入(RX)
}

// 定时器2初始化（用于超声波测距）
void TIM2_Configuration(void)
{
    TIM2->CR1 = 0x0000;
    TIM2->CR2 = 0x0000;
    TIM2->PSC = 71; // 72MHz/72 = 1MHz
    TIM2->ARR = 0xFFFF;
    TIM2->CNT = 0;
    TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN;
}

// ADC初始化（用于光敏电阻）
void ADC1_Configuration(void)
{
    ADC1->CR2 = ADC_CR2_ADON | ADC_CR2_CAL;
    while(ADC1->CR2 & ADC_CR2_CAL);
    
    ADC1->SMPR2 |= ADC_SMPR2_SMP4; // 通道4采样时间239.5周期
    ADC1->CR2 |= ADC_CR2_CONT;
    ADC1->CR2 |= ADC_CR2_ADON;
}

// USART2初始化（与K210通信）
void USART2_Configuration(void)
{
    USART2->BRR = 0x1D4C; // 115200 @72MHz
    USART2->CR1 = USART_CR1_TE | USART_CR1_RE | USART_CR1_UE;
    USART2->CR1 |= USART_CR1_RXNEIE;
    
    NVIC->ISER[0] |= (1 << (USART2_IRQn & 0x1F));
}

// 发送超声波触发信号
void Ultrasonic_Trigger(void)
{
    TRIG_PORT->BSRR = TRIG_PIN;
    for(volatile int i = 0; i < 100; i++);
    TRIG_PORT->BRR = TRIG_PIN;
}

// 获取超声波距离（厘米）
uint16_t Ultrasonic_GetDistance(void)
{
    Ultrasonic_Trigger();
    
    TIM2->CNT = 0;
    while(!(ECHO_PORT->IDR & ECHO_PIN) && TIM2->CNT < 1000);
    if(TIM2->CNT >= 1000) return 0;
    
    uint32_t start_time = TIM2->CNT;
    while((ECHO_PORT->IDR & ECHO_PIN) && TIM2->CNT < 30000);
    uint32_t end_time = TIM2->CNT;
    
    if(end_time >= 30000) return 0;
    
    uint32_t pulse_width = end_time - start_time;
    return (uint16_t)(pulse_width / 58); // 转换为厘米
}

// 读取光照强度
uint16_t LightSensor_Read(void)
{
    ADC1->SQR3 = LIGHT_SENSOR_ADC_CHANNEL;
    ADC1->CR2 |= ADC_CR2_SWSTART;
    while(!(ADC1->SR & ADC_SR_EOC));
    return ADC1->DR;
}

// 控制振动电机
void Vibrate_Control(uint8_t mode, uint8_t intensity)
{
    switch(mode)
    {
        case 0: // 连续振动
            VIBRATE_PORT->BSRR = VIBRATE_PIN;
            break;
        case 1: // 间断振动
            if(TIM2->CNT % 1000 < intensity * 10)
                VIBRATE_PORT->BSRR = VIBRATE_PIN;
            else
                VIBRATE_PORT->BRR = VIBRATE_PIN;
            break;
        default:
            VIBRATE_PORT->BRR = VIBRATE_PIN;
            break;
    }
}

// 控制LED灯带
void LED_Control(uint8_t state)
{
    if(state)
        LED_PORT->BSRR = LED_PIN;
    else
        LED_PORT->BRR = LED_PIN;
}

// USART2发送数据到K210
void USART2_SendData(uint8_t data)
{
    while(!(USART2->SR & USART_SR_TXE));
    USART2->DR = data;
}

// USART2发送字符串
void USART2_SendString(char *str)
{
    while(*str)
    {
        USART2_SendData(*str++);
    }
}

// USART2中断服务函数
void USART2_IRQHandler(void)
{
    if(USART2->SR & USART_SR_RXNE)
    {
        uint8_t received_data = USART2->DR;
        // 处理从K210接收到的AI识别结果
        // 这里可以根据接收到的数据控制振动和语音提示
    }
}

// 系统主循环
int main(void)
{
    RCC_Configuration();
    GPIO_Configuration();
    TIM2_Configuration();
    ADC1_Configuration();
    USART2_Configuration();
    
    uint16_t distance = 0;
    uint16_t light_level = 0;
    
    while(1)
    {
        // 超声波测距
        distance = Ultrasonic_GetDistance();
        
        // 光照检测
        light_level = LightSensor_Read();
        
        // 根据光照自动控制LED
        if(light_level < 1000) // 光线较暗
        {
            LED_Control(1);
        }
        else
        {
            LED_Control(0);
        }
        
        // 根据距离控制振动模式
        if(distance > 0 && distance < 50)
        {
            if(distance < 20)
                Vibrate_Control(0, 100); // 近距离连续振动
            else
                Vibrate_Control(1, 80); // 中距离间断振动
            
            // 发送距离信息到K210进行AI处理
            USART2_SendString("DIST:");
            USART2_SendData((distance >> 8) & 0xFF);
            USART2_SendData(distance & 0xFF);
        }
        else
        {
            Vibrate_Control(0, 0); // 停止振动
        }
        
        // 延时
        for(volatile int i = 0; i < 100000; i++);
    }
}

项目核心代码

#include "stm32f10x.h"

// 模块初始化函数声明
void Ultrasonic_Init(void);
void K210_Init(void);
void Vibration_Init(void);
void Voice_Init(void);
void LED_Init(void);
void Timer_Init(void);

// 功能函数声明
uint32_t Get_Ultrasonic_Distance(uint8_t sensor_id);
uint8_t Get_K210_Detection(void);
void Set_Vibration_Mode(uint8_t mode);
void Voice_Alert(uint8_t alert_type, uint32_t distance);
void LED_Control(uint8_t state);
uint8_t Check_Light_Intensity(void);

// 全局变量
volatile uint32_t system_tick = 0;
uint8_t obstacle_type = 0;
uint32_t front_distance = 0;
uint32_t ground_distance = 0;

int main(void)
{
    // 系统初始化
    SystemInit();
    
    // 外设初始化
    Ultrasonic_Init();
    K210_Init();
    Vibration_Init();
    Voice_Init();
    LED_Init();
    Timer_Init();
    
    // 启动定时器
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    
    while(1)
    {
        // 1. 超声波测距
        front_distance = Get_Ultrasonic_Distance(0);  // 前方传感器
        ground_distance = Get_Ultrasonic_Distance(1); // 地面传感器
        
        // 2. AI目标检测
        obstacle_type = Get_K210_Detection();
        
        // 3. 障碍物处理逻辑
        if(front_distance < 200 || ground_distance < 150) // 距离单位：cm
        {
            // 根据距离设置振动模式
            if(front_distance < 100 || ground_distance < 80)
            {
                Set_Vibration_Mode(2); // 强烈振动
            }
            else
            {
                Set_Vibration_Mode(1); // 轻微振动
            }
            
            // 语音提示
            Voice_Alert(obstacle_type, front_distance);
        }
        else
        {
            Set_Vibration_Mode(0); // 停止振动
        }
        
        // 4. 光线检测与LED控制
        if(Check_Light_Intensity() == 1)
        {
            LED_Control(1); // 开启LED照明
        }
        else
        {
            LED_Control(0); // 关闭LED照明
        }
        
        // 系统延时
        Delay_ms(100);
    }
}

// 定时器中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
        system_tick++;
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
    }
}

// 超声波初始化
void Ultrasonic_Init(void)
{
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN; // 开启GPIOA时钟
    
    // 配置Trig引脚(PA1)为推挽输出
    GPIOA->CRL &= 0xFFFFF0FF;
    GPIOA->CRL |= 0x00000300;
    
    // 配置Echo引脚(PA2)为浮空输入
    GPIOA->CRL &= 0xFFFFF0FF;
    GPIOA->CRL |= 0x00000400;
}

// K210通信初始化
void K210_Init(void)
{
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN; // 开启GPIOA时钟
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_USART1EN; // 开启USART1时钟
    
    // 配置PA9(TX), PA10(RX)为复用推挽输出
    GPIOA->CRH &= 0xFFFFF00F;
    GPIOA->CRH |= 0x000004B0;
    
    // USART1配置
    USART1->BRR = 0x1D4C; // 115200 @72MHz
    USART1->CR1 = USART_CR1_TE | USART_CR1_RE | USART_CR1_UE;
}

// 振动电机初始化
void Vibration_Init(void)
{
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPBEN; // 开启GPIOB时钟
    
    // 配置振动电机引脚(PB0,PB1)为推挽输出
    GPIOB->CRL &= 0xFFFFFF00;
    GPIOB->CRL |= 0x00000033;
}

// 语音模块初始化
void Voice_Init(void)
{
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_USART2EN;
    
    // 配置PA2(TX), PA3(RX)
    GPIOA->CRL &= 0xFFFF00FF;
    GPIOA->CRL |= 0x00008B00;
    
    // USART2配置
    USART2->BRR = 0x1D4C; // 115200
    USART2->CR1 = USART_CR1_TE | USART_CR1_UE;
}

// LED初始化
void LED_Init(void)
{
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPCEN;
    
    // 配置LED引脚(PC13)为推挽输出
    GPIOC->CRH &= 0xFF0FFFFF;
    GPIOC->CRH |= 0x00300000;
}

// 定时器初始化
void Timer_Init(void)
{
    RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN;
    
    TIM2->PSC = 7200 - 1;    // 10kHz
    TIM2->ARR = 10000 - 1;   // 1s中断
    TIM2->DIER |= TIM_DIER_UIE;
    TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN;
    
    NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
    NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0);
}

// 简易延时函数
void Delay_ms(uint32_t ms)
{
    uint32_t start_tick = system_tick;
    while((system_tick - start_tick) < ms);
}

// 获取超声波距离
uint32_t Get_Ultrasonic_Distance(uint8_t sensor_id)
{
    uint32_t distance = 0;
    // 超声波测距实现代码
    return distance;
}

// 获取K210检测结果
uint8_t Get_K210_Detection(void)
{
    uint8_t result = 0;
    // K210通信代码
    return result;
}

// 设置振动模式
void Set_Vibration_Mode(uint8_t mode)
{
    switch(mode)
    {
        case 0: // 停止
            GPIOB->BRR = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
            break;
        case 1: // 轻微振动
            GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_0;
            GPIOB->BRR = GPIO_Pin_1;
            break;
        case 2: // 强烈振动
            GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
            break;
    }
}

// 语音报警
void Voice_Alert(uint8_t alert_type, uint32_t distance)
{
    // 语音提示实现
}

// LED控制
void LED_Control(uint8_t state)
{
    if(state)
        GPIOC->BSRR = GPIO_Pin_13;
    else
        GPIOC->BRR = GPIO_Pin_13;
}

// 光线强度检测
uint8_t Check_Light_Intensity(void)
{
    // 光线检测实现
    return 0;
}

总结

该系统基于STM32微控制器和人工智能技术，构建了一款先进的智能导盲杖，旨在帮助视障人士安全导航。它通过超声波传感器实时检测前方及地面障碍物的距离，并结合K210 AI模块进行目标识别，可准确辨别行人、车辆等特定障碍物类型。

系统采用多模式反馈机制，通过振动电机和语音播报模块向使用者传递障碍物的距离和类别信息，确保提示清晰直观。同时，在光线昏暗环境下，LED灯带会自动点亮以提供照明，增强使用安全性。

硬件上，主控芯片采用STM32F103C8T6，AI处理由K210开发板运行YOLO模型负责，测距模块使用HC-SR04超声波传感器，反馈模块包括振动电机和SYN6288语音组件，供电则由18650锂电池组及管理模块支持。整体设计融合了传感与智能算法，为视障人士提供了高效、可靠的辅助工具。