可穿戴智能導(dǎo)盲器的制造方法
【專利摘要】可穿戴智能導(dǎo)盲器，包括硬件電路模塊、通訊模塊、及語音播報模塊，所述硬件電路模塊包括對稱的左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊，左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊分別安裝在左、右盲人鞋的底部，左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊包括傳感器、及微處理器，傳感器檢測道路上的障礙物信息，并把檢測信息傳輸給微處理器處理，微處理器經(jīng)通訊模塊下達(dá)控制命令，語音播報模塊向盲人播報控制命令。將導(dǎo)盲器配置于鞋子中，徹底解放使用者的雙手。將超聲波探頭置于鞋上的不同方位，可同時進(jìn)行垂直和水平掃描探物，能更有效的探測障礙物。以馬達(dá)震動、及藍(lán)牙耳機(jī)播報的方式提示使用者障礙物遠(yuǎn)近及方位，增加了出行的安全性。
【專利說明】可穿戴智能導(dǎo)盲器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)盲器領(lǐng)域，尤其是一種可穿戴智能導(dǎo)盲器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外針對低視力患者和盲人出行所面臨的困難，都在努力探索各種各樣的導(dǎo)盲設(shè)施及便攜式系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)成功的有導(dǎo)盲電子眼鏡、無線電導(dǎo)盲手杖、衛(wèi)星導(dǎo)盲、紅外導(dǎo)盲、紅綠燈識別系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)或裝置僅僅是針對一個小的區(qū)域或盲人出行面臨的困難中的一種或少數(shù)幾種障礙給出的解決辦法，都沒有在整體上對盲人出行提供全面的幫助。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種可穿戴智能導(dǎo)盲鞋。本發(fā)明能準(zhǔn)確探測路面以及路面上凸出地面上的的障礙物位置及距離，并能幫助盲人準(zhǔn)確判定自己的具體位置，還能規(guī)劃出行路徑。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]可穿戴智能導(dǎo)盲器，包括硬件電路模塊、通訊模塊、及語音播報模塊，所述硬件電路模塊包括對稱的左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊，左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊分別安裝在左、右盲人鞋的底部，左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊包括傳感器、及微處理器，傳感器檢測道路上的障礙物信息，并把檢測信息傳輸給微處理器處理，微處理器經(jīng)通訊模塊下達(dá)控制命令，語音播報模塊向盲人播報控制命令。
[0006]本發(fā)明可穿戴智能導(dǎo)盲器，所述左硬件電路模塊還包括電機(jī)驅(qū)動電路、藍(lán)牙模塊、及超聲波傳感器收發(fā)電路，微處理器連接電機(jī)驅(qū)動電路，電機(jī)驅(qū)動電路連接有上馬達(dá)、前馬達(dá)、及左馬達(dá)，微處理器連接超聲波傳感器收發(fā)電路，超聲波傳感器收發(fā)電路連接有上傳感器、前傳感器、及左傳感器；右硬件電路模塊還包括電機(jī)驅(qū)動電路、藍(lán)牙模塊、及超聲波傳感器收發(fā)電路，微處理器連接電機(jī)驅(qū)動電路，電機(jī)驅(qū)動電路連接有上馬達(dá)、前馬達(dá)、及右馬達(dá)，微處理器連接超聲波傳感器收發(fā)電路，超聲波傳感器收發(fā)電路連接有上傳感器、前傳感器、及右傳感器；
[0007]本發(fā)明可穿戴智能導(dǎo)盲器，所述通訊模塊包括藍(lán)牙模塊、及GPS模塊，藍(lán)牙模塊、及GPS模塊分別連接在微處理器的不同端口上。
[0008]本發(fā)明可穿戴智能導(dǎo)盲器，所述微處理器選用單片機(jī)MSP430F1232。
[0009]本發(fā)明可穿戴智能導(dǎo)盲器，所述語音播報模塊選用藍(lán)牙耳機(jī)，通過藍(lán)牙模塊與微處理器通信。
[0010]本發(fā)明可穿戴智能導(dǎo)盲器，所述超聲波傳感器收發(fā)電路由超聲波發(fā)射電路、及超聲波接收電路組成，超聲波發(fā)射電路包括超聲波換能器，超聲波接收電路包括檢波接收芯片，微處理器的輸出的方波經(jīng)超聲波換能器發(fā)射，回波經(jīng)檢波接收芯片接收，微處理器記下超聲波回波時間，計算與障礙物之間的距離。
[0011]本發(fā)明可穿戴智能導(dǎo)盲器，所述電機(jī)驅(qū)動電路的輸入端連接微處理器的脈寬輸出端，電機(jī)驅(qū)動電路的輸出端通過三極管組成的互補(bǔ)橋型電路連接電機(jī)，通過PWM脈寬控制法控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0012]本發(fā)明可穿戴智能導(dǎo)盲器，還包括供電電源模塊，供電電源模塊由充電電路、及供電電路組成。
[0013]可穿戴智能導(dǎo)盲器的導(dǎo)盲方法，采用如下步驟:
[0014](I)下達(dá)目的地命令，通過GPS模塊定位，選擇最優(yōu)路線；
[0015](2)盲人在行進(jìn)過程中，超聲波發(fā)射電路實時發(fā)送超聲波信號，超聲波接收電路接收回波，回波經(jīng)檢波接收芯片接收，微處理器記下超聲波回波時間，計算與障礙物之間的距離；
[0016](3)當(dāng)距離達(dá)到警戒范圍時，通過電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動對應(yīng)位置的馬達(dá)震動，并通過藍(lán)牙模塊與藍(lán)牙耳機(jī)通信，語音提示使用者。
[0017]本發(fā)明的有益技術(shù)效果:
[0018]穿戴智能導(dǎo)盲器，包括硬件電路模塊、通訊模塊、及語音播報模塊，所述硬件電路模塊包括對稱的左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊，左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊分別安裝在左、右盲人鞋的底部，左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊包括傳感器、及微處理器，傳感器檢測道路上的障礙物信息，并把檢測信息傳輸給微處理器處理，微處理器經(jīng)通訊模塊下達(dá)控制命令，語音播報模塊向盲人播報控制命令。將導(dǎo)盲器配置于鞋子中，徹底解放使用者的雙手，使其日常生活不受任何影響。將超聲波探頭置于鞋上的不同方位，可同時進(jìn)行垂直和水平掃描探物，能更有效的探測對盲人威脅最大的地表凸起障礙；以馬達(dá)震動、及藍(lán)牙耳機(jī)播報的方式提示使用者障礙物遠(yuǎn)近及方位，增加了出行的安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為可穿戴智能導(dǎo)盲器結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖2為左硬件電路模塊示意圖。
[0021]圖3為右硬件電路模塊示意圖。
[0022]圖4為超聲波發(fā)射電路示意圖。
[0023]圖5為超聲波接收電路示意圖。
[0024]圖6為電機(jī)驅(qū)動電路示意圖。
[0025]圖7為語音轉(zhuǎn)換電路示意圖。
[0026]圖8為充電電路模塊示意圖。
[0027]圖9為供電電路模塊示意圖。

【具體實施方式】
[0028]結(jié)合附圖1至9對本發(fā)明的【具體實施方式】做進(jìn)一步說明:
[0029]可穿戴智能導(dǎo)盲器，包括硬件電路模塊、通訊模塊、及語音播報模塊，所述硬件電路模塊包括對稱的左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊，左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊分別安裝在左、右盲人鞋的底部，左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊包括傳感器、及微處理器，傳感器檢測道路上的障礙物信息，并把檢測信息傳輸給微處理器處理，微處理器經(jīng)通訊模塊下達(dá)控制命令，語音播報模塊向盲人播報控制命令。
[0030]硬件電路模塊還包括電機(jī)驅(qū)動電路、藍(lán)牙模塊、及超聲波傳感器收發(fā)電路，微處理器連接電機(jī)驅(qū)動電路，電機(jī)驅(qū)動電路連接有上馬達(dá)、前馬達(dá)、及左馬達(dá)，微處理器連接超聲波傳感器收發(fā)電路，超聲波傳感器收發(fā)電路連接有上傳感器、前傳感器、及左傳感器；右硬件電路模塊還包括電機(jī)驅(qū)動電路、藍(lán)牙模塊、及超聲波傳感器收發(fā)電路，微處理器連接電機(jī)驅(qū)動電路，電機(jī)驅(qū)動電路連接有上馬達(dá)、前馬達(dá)、及右馬達(dá)，微處理器連接超聲波傳感器收發(fā)電路，超聲波傳感器收發(fā)電路連接有上傳感器、前傳感器、及右傳感器；
[0031]通訊模塊包括藍(lán)牙模塊、及GPS模塊，藍(lán)牙模塊、及GPS模塊分別連接在微處理器的不同端口上。
[0032]微處理器選用單片機(jī)MSP430F1232。MSP430F1232單片機(jī)內(nèi)部有64KB的FLASH程序存儲器和64MB的RAM，該單片機(jī)內(nèi)部有雙路通用異步串口。
[0033]語音播報模塊選用藍(lán)牙耳機(jī)，通過藍(lán)牙模塊與微處理器通信。語音播報模塊含有語音轉(zhuǎn)換電路，采用ISD4000語音芯片，ISD4000語音芯片內(nèi)含晶體振蕩系統(tǒng)、防混疊濾波系統(tǒng)、平滑濾波系統(tǒng)、自動靜噪、音頻功率放大系統(tǒng)等，只需很少的外圍系統(tǒng)件就可構(gòu)成完整的聲音錄放系統(tǒng)。系統(tǒng)采用LM386功率放大系統(tǒng)，以提高揚(yáng)聲系統(tǒng)的驅(qū)動能力。
[0034]超聲波傳感器收發(fā)電路由超聲波發(fā)射電路、及超聲波接收電路組成，超聲波發(fā)射電路包括超聲波換能器，超聲波接收電路包括檢波接收芯片，微處理器的輸出的方波經(jīng)超聲波換能器發(fā)射，回波經(jīng)檢波接收芯片接收，微處理器記下超聲波回波時間，計算與障礙物之間的距離。利用單片機(jī)的Pl.0 口輸出超聲波換能器所需的40kHz方波信號，利用外中斷O 口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。
[0035]電機(jī)驅(qū)動電路的輸入端連接微處理器的脈寬輸出端，電機(jī)驅(qū)動電路的輸出端通過三極管組成的互補(bǔ)橋型電路連接電機(jī)，通過PWM脈寬控制法控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。該橋的優(yōu)點是原理簡單、易控制、帶負(fù)載能力強(qiáng)，在MSP430F1232單片機(jī)的配合下，通過PWM脈寬控制法，實現(xiàn)了對電機(jī)的速度控制。
[0036]可穿戴智能導(dǎo)盲器還包括供電電源模塊，供電電源模塊由充電電路、及供電電路組成。充電電路中含TP4056，TP4056是專門為一節(jié)鋰離子或鋰聚合物電池而設(shè)計的線性充電系統(tǒng)電路，利用芯片內(nèi)部的功率晶體管對電池進(jìn)行恒流和恒壓充電。如圖8所示，PROG (引腳2)為恒流充電電流設(shè)置和充電電流監(jiān)測端。為了滿足鋰電池充電電流在500mA左右的要求，從PROG管腳連接一個2000歐姆的外部電阻到地端可以使充電電流為600mA。在引腳6接Iv綠色的LED燈作為電池充電完成指不端，當(dāng)電池充電完成時，該引腳被內(nèi)部開關(guān)拉到低電平，表示充電完成，綠燈變亮。除此之外，管腳將處于高阻態(tài)，沒有燈亮的顯示。在引腳7接一個紅色的LED燈作為正在充電的指示燈，當(dāng)充電系統(tǒng)向電池充電時，管腳被內(nèi)部開關(guān)拉到低電平，表示充電正在進(jìn)行，否則管腳處于高阻態(tài)，沒有燈亮的顯示。
[0037]供電電路組成采用LM2577構(gòu)成升壓供電電路，LM2577是一種典型的升壓式集成開關(guān)電源調(diào)整器，Pl輸入直流電壓范圍寬(3.5V-40V)，P2輸出開關(guān)電源可達(dá)3A，輸出電壓有12V、15V和可調(diào)(ADJ)。采用LM2577可以方便地實現(xiàn)對升壓變換系統(tǒng)、反激變換系統(tǒng)和正激變換系統(tǒng)的控制。升壓模塊為LM2577芯片構(gòu)成的DC-DC開關(guān)電源，能保證輸出較大電流，并且升壓電路模塊將鋰電3.7V升至5V，這樣就可以給可穿戴智能導(dǎo)盲器供電了。
[0038]可穿戴智能導(dǎo)盲器的導(dǎo)盲方法，采用如下步驟:
[0039](I)下達(dá)目的地命令，通過GPS模塊定位，選擇最優(yōu)路線；
[0040](2)盲人在行進(jìn)過程中，超聲波發(fā)射電路實時發(fā)送超聲波信號，超聲波接收電路接收回波，回波經(jīng)檢波接收芯片接收，微處理器記下超聲波回波時間，計算與障礙物之間的距離；
[0041](3)當(dāng)距離達(dá)到警戒范圍時，通過電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動對應(yīng)位置的馬達(dá)震動，并通過藍(lán)牙模塊與藍(lán)牙耳機(jī)通信，語音提示使用者。
[0042]當(dāng)然，以上說明僅僅為本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明并不限于列舉上述實施例，應(yīng)當(dāng)說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的指導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本發(fā)明的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.可穿戴智能導(dǎo)盲器，其特征在于，包括硬件電路模塊、通訊模塊、及語音播報模塊，所述硬件電路模塊包括對稱的左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊，左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊分別安裝在左、右盲人鞋的底部，左硬件電路模塊、及右硬件電路模塊包括傳感器、及微處理器，傳感器檢測道路上的障礙物信息，并把檢測信息傳輸給微處理器處理，微處理器經(jīng)通訊模塊下達(dá)控制命令，語音播報模塊向盲人播報控制命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴智能導(dǎo)盲器，其特征在于，所述左硬件電路模塊還包括電機(jī)驅(qū)動電路、藍(lán)牙模塊、及超聲波傳感器收發(fā)電路，微處理器連接電機(jī)驅(qū)動電路，電機(jī)驅(qū)動電路連接有上馬達(dá)、前馬達(dá)、及左馬達(dá)，微處理器連接超聲波傳感器收發(fā)電路，超聲波傳感器收發(fā)電路連接有上傳感器、前傳感器、及左傳感器； 右硬件電路模塊還包括電機(jī)驅(qū)動電路、藍(lán)牙模塊、及超聲波傳感器收發(fā)電路，微處理器連接電機(jī)驅(qū)動電路，電機(jī)驅(qū)動電路連接有上馬達(dá)、前馬達(dá)、及右馬達(dá)，微處理器連接超聲波傳感器收發(fā)電路，超聲波傳感器收發(fā)電路連接有上傳感器、前傳感器、及右傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴智能導(dǎo)盲器，其特征在于，所述通訊模塊包括藍(lán)牙模塊、及GPS模塊，藍(lán)牙模塊、及GPS模塊分別連接在微處理器的不同端口上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴智能導(dǎo)盲器，其特征在于，所述微處理器選用單片機(jī)MSP430F1232。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴智能導(dǎo)盲器，其特征在于，所述語音播報模塊選用藍(lán)牙耳機(jī)，通過藍(lán)牙模塊與微處理器通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可穿戴智能導(dǎo)盲器，其特征在于，所述超聲波傳感器收發(fā)電路由超聲波發(fā)射電路、及超聲波接收電路組成，超聲波發(fā)射電路包括超聲波換能器，超聲波接收電路包括檢波接收芯片，微處理器的輸出的方波經(jīng)超聲波換能器發(fā)射，回波經(jīng)檢波接收芯片接收，微處理器記下超聲波回波時間，計算與障礙物之間的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可穿戴智能導(dǎo)盲器，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動電路的輸入端連接微處理器的脈寬輸出端，電機(jī)驅(qū)動電路的輸出端通過三極管組成的互補(bǔ)橋型電路連接電機(jī)，通過PWM脈寬控制法控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴智能導(dǎo)盲器，其特征在于，還包括供電電源模塊，供電電源模塊由充電電路、及供電電路組成。
9.可穿戴智能導(dǎo)盲器的導(dǎo)盲方法，采用如下步驟: (1)下達(dá)目的地命令，通過GPS模塊定位，選擇最優(yōu)路線； (2)盲人在行進(jìn)過程中，超聲波發(fā)射電路實時發(fā)送超聲波信號，超聲波接收電路接收回波，回波經(jīng)檢波接收芯片接收，微處理器記下超聲波回波時間，計算與障礙物之間的距離； (3)當(dāng)距離達(dá)到警戒范圍時，通過電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動對應(yīng)位置的馬達(dá)震動，并通過藍(lán)牙模塊與藍(lán)牙耳機(jī)通信，語音提示使用者。
【文檔編號】A61H3/06GK104173175SQ201410459062
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】薛蕊, 曾實現(xiàn), 姜寶華, 陳玉杰, 馮飛, 馬秋芳, 趙俊杰, 樊志強(qiáng) 申請人:青島黃海學(xué)院