專利名稱：一種可提示行人避讓的導(dǎo)盲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種提示行人避讓的障礙檢測(cè)語(yǔ)音提示裝置，特別涉及提示正前方行人避讓的導(dǎo)盲裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的導(dǎo)盲工具不能檢測(cè)出行人和普通障礙物的區(qū)別，無(wú)法明確提示行人和使用者，使用者仍有可能被行人碰撞而發(fā)生危險(xiǎn)。中國(guó)專利90221811的“手電式音階語(yǔ)音導(dǎo)盲器”，它可以以不同音階來(lái)提示障礙距離，但無(wú)法檢測(cè)出普通障礙物和前方行人的區(qū)別，給使用者帶來(lái)極大的安全隱患。·發(fā)明內(nèi)容為了幫助盲人出行時(shí)區(qū)分前方普通障礙物和行人并能用語(yǔ)音提示前方行人和使用者及時(shí)避讓，本實(shí)用新型提供一種可提示行人避讓的導(dǎo)盲裝置，給使用者帶來(lái)極大的方便。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在結(jié)構(gòu)上采用收發(fā)一體超聲傳感器和熱釋電紅外傳感器對(duì)前方60°扇面內(nèi)的普通障礙物和行人分別進(jìn)行探測(cè)，因而能夠?qū)ζ胀ㄕ系K物和行人分別給出語(yǔ)音提示。本實(shí)用新型包括收發(fā)一體超聲傳感器、超聲波振蕩電路、超聲波調(diào)制電路、前置放大集成電路、可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、RS觸發(fā)器、微處理器控制電路、語(yǔ)音輸出電路、揚(yáng)聲器、菲涅爾透鏡、熱釋電紅外傳感器、紅外熱釋電處理芯片。振蕩電路產(chǎn)生的40KHz的信號(hào)經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制后驅(qū)動(dòng)收發(fā)一體超聲傳感器發(fā)射超聲脈沖，超聲脈沖遇到障礙后產(chǎn)生反射，收發(fā)一體超聲傳感器接收到反射回波信號(hào)并傳輸給前置放大集成電路，信號(hào)經(jīng)放大、帶通濾波、峰值濾波、整形傳輸?shù)接伤?輸入與非門構(gòu)成的RS觸發(fā)器，由于收發(fā)一體超聲傳感器距離很近，超聲波發(fā)射時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的直接波，可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生一定脈寬的脈沖屏蔽直接波，超聲發(fā)射時(shí)的調(diào)制方波接到RS觸發(fā)器的S端，接收到的回波和直接波經(jīng)屏蔽直接波后接到R端，RS觸發(fā)器的結(jié)果送到微處理器中，得出來(lái)回時(shí)間t，由程序算法L=V*t/2算出障礙物的距離。微處理器對(duì)信號(hào)處理后控制語(yǔ)音芯片驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器播放障礙物距離信息。菲涅爾透鏡把人體輻射的波長(zhǎng)約為10 y m的紅外線聚焦到熱釋電紅外傳感器的探測(cè)元上，熱釋電紅外傳感器把人體的紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳遞到紅外熱釋電處理芯片內(nèi)進(jìn)行放大、濾波、延遲、比較后傳輸?shù)轿⑻幚砥?。微處理器通過(guò)語(yǔ)音輸出電路推動(dòng)揚(yáng)聲器對(duì)前方來(lái)人提出避讓信息。電池供電電源完成對(duì)整個(gè)電路供電。本實(shí)用新型的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，可以設(shè)計(jì)成便攜式，幫助盲人獨(dú)立安全出行。

[0009]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。圖I是本實(shí)用新型具體實(shí)施方案的電路原理圖。圖中1.超聲波振蕩電路，2.超聲波調(diào)制電路，3.收發(fā)一體超聲傳感器，4.前置放大集成電路，5.可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，6. RS觸發(fā)器，7.微處理器，8.語(yǔ)音輸出電路，9.揚(yáng)聲器，10.菲涅爾透鏡，11.熱釋電紅外傳感器，12紅外熱釋電處理芯片，13.電池供電電源。圖2是熱釋電紅外傳感器組件裝配圖，圖中10.菲涅爾透鏡，11.熱釋電紅外傳感器，14.防干擾黑色塑料圓筒，15.支架。
圖3是本實(shí)用新型整機(jī)外形示意圖。圖中3.收發(fā)一體超聲傳感器，9.揚(yáng)聲器，10.菲涅爾透鏡，13.電池供電電源，16.電源開關(guān)，17.主機(jī)箱。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型包括超聲波振蕩電路I、超聲波調(diào)制電路2、收發(fā)一體超聲傳感器3、前置放大集成電路4、可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器5、RS觸發(fā)器6、微處理器7、語(yǔ)音輸出電路8、揚(yáng)聲器9、菲涅爾透鏡10、熱釋電紅外傳感器11、紅外熱釋電處理芯片12、電池供電電源13。如圖I所示，超聲波振蕩電路1NE555同時(shí)與超聲波調(diào)制電路2NE555和收發(fā)一體超聲傳感器3NU40A18TR相連，收發(fā)一體超聲傳感器3的輸出經(jīng)前置集成放大電路4BL20106接到由74HC00與非門構(gòu)成的RS觸發(fā)器6的R端，超聲波調(diào)制電路2的輸出同時(shí)接RS觸發(fā)器6的S端和可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器5CT74123，可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器5的輸出連接到RS觸發(fā)器6的R端，RS觸發(fā)器6的輸出接到微處理器789S51，微處理器7控制語(yǔ)音輸出電路8ZY1730，語(yǔ)音輸出電路8的輸出接揚(yáng)聲器9，菲涅爾透鏡10罩在熱釋電紅外傳感器11RE200B前面，熱釋電紅外傳感器11連接到紅外熱釋電處理芯片12BISS0001，紅外熱釋電處理芯片12的輸出端連接到微處理器7的輸入端，熱釋電紅外傳感器安裝在一個(gè)錐度為60°的黑色塑料圓筒內(nèi)，方向向前，電池供電電源對(duì)整機(jī)電路供電。超聲波振蕩電路I產(chǎn)生40KHz發(fā)射脈沖，經(jīng)超聲波調(diào)制電路2調(diào)制后作用于收發(fā)一體超聲傳感器3，發(fā)出的超聲波頻率為40KHz，脈沖數(shù)是10-20個(gè)，脈沖電壓的峰峰值小于5V。超聲脈沖的回波信號(hào)作用于收發(fā)一體超聲傳感器3,使其產(chǎn)生微弱的電壓信號(hào),數(shù)值約為幾十毫伏。收發(fā)一體超聲傳感器3與前置放大集成電路4相連，微弱的電壓信號(hào)在前置集成放大電路內(nèi)經(jīng)放大、帶通濾波、峰值濾波、整形后輸出峰值為5V左右的矩形波，經(jīng)二極管檢波后接到RS觸發(fā)器6的R端，超聲波調(diào)制電路2的輸出還與RS觸發(fā)器6的S端相連。由于超聲波發(fā)射和接收的距離很近，會(huì)產(chǎn)生直接波，把超聲波調(diào)制電路2的輸出再和可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器5CT74123相連,可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器5的輸出接到RS觸發(fā)器6的R端，用一定的脈寬屏蔽直接波，消除干擾。經(jīng)RS觸發(fā)器輸出脈寬等于超聲波從發(fā)射至接收的來(lái)回時(shí)間，該脈寬信號(hào)被送入微處理器7的P3. 2接口。當(dāng)微處理器外部中斷口 INTO產(chǎn)生下降沿時(shí)，進(jìn)入中斷子程序，定時(shí)器初始化，查詢P3. 2的電平是否為高，若為高則啟動(dòng)定時(shí)器0進(jìn)行計(jì)數(shù)，直到高電平結(jié)束停止計(jì)數(shù)，所得時(shí)間即超聲波在空中的傳播距離。微處理器根據(jù)回波時(shí)間(t)，聲速(V)，可以計(jì)算出障礙距離(L)，L = V*t/2。當(dāng)有人進(jìn)入本實(shí)用新型前方60°角和5米距離以內(nèi)時(shí)，人體輻射的波長(zhǎng)為9-10 iim的紅外線透過(guò)菲涅爾透鏡10進(jìn)入熱釋電紅外傳感器11，熱釋電紅外傳感器11的濾光窗口有效地讓人體輻射的紅外線通過(guò)，并阻止太陽(yáng)光、燈光等可見光中的紅外線通過(guò)，從而消除干擾。熱釋電紅外傳感器11把人體輻射的紅外線變換成幅度為ImV左右的脈沖信號(hào)。傳輸至紅外熱釋電處理芯片12，信號(hào)在紅外熱釋電處理芯片內(nèi)部經(jīng)放大、濾波、比較和定時(shí)后輸入到微處理器7的P3. 3接口。微處理器的輸出和語(yǔ)音輸出電路8ZY1730通過(guò)一個(gè)四線SPI接口相連，微處理器通過(guò)SPI協(xié)議，根據(jù)需要方便地播報(bào)存儲(chǔ)在語(yǔ)音模塊中的不同地址對(duì)應(yīng)的不同語(yǔ)音信號(hào)，語(yǔ)音輸出電路8的輸出連接到揚(yáng)聲器9，播報(bào)相應(yīng)的內(nèi)容。經(jīng)過(guò)信號(hào)處理的熱釋電紅外線信號(hào)和超聲回波信號(hào)分別輸入到微處理器7的P3. 3 (INTl)和P3. 2 (INTO)中斷接口，INTl中斷優(yōu)先級(jí)高于INTO。兩個(gè)中斷同時(shí)產(chǎn)生時(shí)，先響應(yīng)INTl中斷，執(zhí)行其對(duì)應(yīng)中斷子程序后，再響應(yīng)INTO中斷，其中，INTO為下降沿觸發(fā)。亦即本實(shí)用新型在同時(shí)探測(cè)到前方的行人和普通障礙物時(shí)，揚(yáng)聲器先播報(bào)“請(qǐng)來(lái)人避讓”的信息，再播報(bào)“前方X米有障礙物”的信息。電池供電電源13由12V鋰電池組成，對(duì)電路供電。在本實(shí)用新型中，安裝在熱釋電紅外傳感器支架上的黑色塑料圓筒如圖2所示，黑色塑料圓筒14的錐度為60°，由于熱釋電紅外傳感器敏感視野為120°左右，本實(shí)用新 型為避免干擾，設(shè)計(jì)視野為60°。本實(shí)用新型的外形示意圖如圖3所示，使用非常簡(jiǎn)單，方法如下I、打開后蓋，按極性安裝好電池，然后再蓋緊后蓋。2、使用時(shí)，可把本實(shí)用新型拿在手上，收發(fā)一體超聲傳感器和熱釋電紅外傳感器及菲涅爾透鏡對(duì)準(zhǔn)前方，打開電源開關(guān)即可正常工作。由此可見，使用非常方便，效果良好。
權(quán)利要求1.一種可提示行人避讓的導(dǎo)盲裝置，其特征在于包括超聲波振蕩電路[I]、超聲波調(diào)制電路[2]，收發(fā)一體超聲傳感器[3]、前置放大集成電路[4]、可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器[5]、RS觸發(fā)器[6]、微處理器[7]、語(yǔ)音輸出電路[8]、揚(yáng)聲器[9]、菲涅爾透鏡[10]、熱釋電紅外傳感器[11]、紅外熱釋電處理芯片[12]、電池供電電源[13]，收發(fā)一體超聲傳感器[3]同時(shí)與超聲波振蕩電路[I]和前置放大集成電路[4]相連，超聲波振蕩電路[I]與超聲波調(diào)制電路[2]相連，由超聲波振蕩電路[I]產(chǎn)生的超聲波經(jīng)超聲波調(diào)制電路[2]調(diào)制后由收發(fā)一體超聲傳感器[3]發(fā)射，超聲波調(diào)制電路[2]同時(shí)與RS觸發(fā)器[6]和可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器[5]相連,RS觸發(fā)器[6]的輸出接到微處理器[7],微處理器[7]接語(yǔ)音輸出電路[8],語(yǔ)音輸出電路[8]的輸出接揚(yáng)聲器[9]，菲涅爾透鏡[10]裝在熱釋電紅外傳感器[11]上，熱釋電紅外傳感器的輸出連接到紅外熱釋電處理芯片[12]，紅外熱釋電處理芯片的輸出連接到微處理器[7]。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可提示行人避讓的導(dǎo)盲裝置，其特征是熱釋電紅外傳感器[11]的周圍安裝了一個(gè)錐度為60°防干擾的黑色塑料圓筒[14]，安裝方法為502膠水連接。
專利摘要一種可提示行人避讓的導(dǎo)盲裝置，由收發(fā)一體超聲傳感器[3]和罩有菲涅爾透鏡[10]的熱釋電紅外傳感器[11]構(gòu)成，此裝置包括超聲波振蕩電路[1]、超聲波調(diào)制電路[2]、收發(fā)一體超聲傳感器[3]、前置放大集成電路[4]、可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器[5]、RS觸發(fā)器[6]、微處理器[7]、語(yǔ)音輸出電路[8]、揚(yáng)聲器[9]、菲涅爾透鏡[10]、熱釋電紅外傳感器[11]、紅外熱釋電處理芯片[12]、電池供電電源[13]。微處理器在接收到超聲回波信號(hào)后計(jì)算出障礙物的距離，并給出相應(yīng)的語(yǔ)音提示。在接收到人體輻射的紅外線信號(hào)后，優(yōu)先給出語(yǔ)音提示。本實(shí)用新型便于攜帶，操作簡(jiǎn)單，提示信息準(zhǔn)確，價(jià)格低廉，使盲人的出行更安全。
文檔編號(hào)A61H3/06GK202459187SQ20112050597
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者俞國(guó)華, 張柯, 李含, 李彩琴, 魏亞男 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院