本發(fā)明屬于電路控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于盲人安全拐杖的控制電路。

背景技術(shù)：

目前，中國(guó)是全世界盲人最多的國(guó)家，約有500萬(wàn)盲人，占全世界盲人口的18％。每年在中國(guó)約有45萬(wàn)人失明。盲人出行存在很大的安全隱患，拐杖是盲人出門必備的工具，如今市場(chǎng)上也有安全拐杖輔助盲人出行，但其耗能大、續(xù)航時(shí)間短，檢測(cè)方位少，不能將前方道路情況全面的反饋給盲人，同時(shí)無(wú)檢測(cè)臺(tái)階和自動(dòng)檢光等功能。故設(shè)計(jì)該控制電路控制于特定的盲人安全拐杖，可大大提高拐杖的續(xù)航時(shí)間；同時(shí)多方位檢測(cè)前方道路情況并及時(shí)反饋于盲人；能自動(dòng)檢驗(yàn)光照強(qiáng)度，在黑暗的條件下能自動(dòng)開啟警示燈。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種盲人安全拐杖的控制電路，降低了使用操作難度；增加了盲人安全拐杖的續(xù)航時(shí)間，提高了道路檢測(cè)的準(zhǔn)確性，改善了傳統(tǒng)的提醒方式。解決了現(xiàn)有智能拐杖自動(dòng)化、智能化低，續(xù)航能力差等問題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于盲人安全拐杖的控制電路，包括檢測(cè)單元、提醒單元、第一單片機(jī)和供電單元，所述檢測(cè)單元和提醒單元分別與所述第一單片機(jī)連接，所述檢測(cè)單元檢測(cè)前方道路情況后發(fā)送給所述第一單片機(jī)進(jìn)行比較處理，所述提醒單元根據(jù)所述比較處理信息向使用者做出提醒。

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)單元包括路面檢測(cè)單元，所述路面檢測(cè)單元包括四個(gè)光電開關(guān)，所述第一光電開關(guān)、第二光電開關(guān)和第三光電開關(guān)分別用于檢測(cè)拐杖的左側(cè)、前側(cè)和右側(cè)是否有障礙物，所述第四光電開關(guān)用于檢測(cè)拐杖下側(cè)與路面的距離。

進(jìn)一步的，所述四個(gè)光電開關(guān)上對(duì)應(yīng)設(shè)置有四個(gè)光電開關(guān)接口，所述四個(gè)光電開關(guān)接口通過(guò)排線與四個(gè)排線接口連接，所述四個(gè)排線接口的第一端口與所述供電單元連接，第二端口對(duì)應(yīng)連接至所述第一單片機(jī)的第二十一引腳、第二十二引腳、第二十三引腳和第二十四引腳，第三端口接地連接。

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)單元還包括光照檢測(cè)指示單元，所述光照檢測(cè)指示單元包括光敏二極管和發(fā)光二極管，所述光敏二極管檢測(cè)后利用所述發(fā)光二極管進(jìn)行發(fā)光指示。

進(jìn)一步的，所述光照檢測(cè)指示單元具體包括第一三極管，所述第一三極管的發(fā)射極與所述第一單片機(jī)的第一引腳連接，集電極與所述供電單元連接，基極通過(guò)第九電阻連接至第一光敏二極管的正極，所述第一光敏二極管的負(fù)極與所述供電單元連接；

所述發(fā)光二極管具體包括八個(gè)發(fā)光二極管，所述八個(gè)發(fā)光二極管分別通過(guò)八個(gè)電阻與所述第一單片機(jī)的第三十九引腳、第三十八引腳、第三十七引腳、第三十六引腳、第三十五引腳、第三十四引腳、第三十三引腳和第三十二引腳連接。

進(jìn)一步的，所述提醒單元包括震動(dòng)電機(jī)和揚(yáng)聲器，所述震動(dòng)電機(jī)和揚(yáng)聲器分別與所述第一單片機(jī)連接，用于向使用者發(fā)出震動(dòng)和語(yǔ)音提醒。

進(jìn)一步的，所述震動(dòng)電機(jī)的一端接地，另一端連接至第二三極管的集電極，所述第二三極管的發(fā)射集與所述供電單元連接，第二三極管的基極經(jīng)過(guò)第八電阻連接至所述第一單片機(jī)的第二引腳。

進(jìn)一步的，所述揚(yáng)聲器的正負(fù)極對(duì)應(yīng)連接至SYN6288語(yǔ)音模塊的正負(fù)極輸出，所述SYN6288語(yǔ)音模塊的輸入引腳連接至所述第一單片機(jī)的第十一引腳，所述SYN6288語(yǔ)音模塊的電源引腳分兩路，一路與所述供電單元連接，另一路連接至第S電容的正極，所述第S電容的負(fù)極分兩路，一路與所述第一單片機(jī)的第九引腳連接，另一路經(jīng)過(guò)第s電阻接地。

進(jìn)一步的，所述第一單片機(jī)為STC89C52，通過(guò)第一晶振為所述第一單片機(jī)提供時(shí)鐘頻率，所述第一晶振的第一引腳分兩路，一路連接至所述第一單片機(jī)的第十八引腳，另一路經(jīng)過(guò)第一電容接地，所述第一晶振的第二引腳分兩路，一路連接至所述第一單片機(jī)的第十九引腳，另一路經(jīng)過(guò)第二電容接地，所述第一單片機(jī)的第二是引腳與所述第一電容和第二電容共地。

進(jìn)一步的，所述供電單元包括第一電池，所述第一電池經(jīng)過(guò)第一穩(wěn)壓器降壓處理后為所述控制電路供電；

所述第一電池上的第一接口與第一電源輸入接口連接，所述第一電源輸入接口的正極經(jīng)過(guò)第S開關(guān)與第一穩(wěn)壓器的輸入端連接，所述第一電源輸入接口的負(fù)極與所述第一穩(wěn)壓器的接地端連接，所述第一電源輸入接口與所述第一穩(wěn)壓器共地，所述第一穩(wěn)壓器的輸出端分別與所述第一單片機(jī)的第三十一引腳、第四十引腳、檢測(cè)單元和提醒單元連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明控制電路通過(guò)檢測(cè)單元檢測(cè)前方道路情況后由單片機(jī)進(jìn)行比較處理，再通過(guò)提醒單元為使用者進(jìn)行提醒，采用單片機(jī)作為主控，提高了電路的工作效率和控制準(zhǔn)確率，大大降低耗能從而增加續(xù)航能力。

進(jìn)一步的，采用4個(gè)光電開關(guān)分左面、前面、右面、下面四個(gè)方位檢測(cè)道路情況；在任意一個(gè)方向出現(xiàn)障礙物或下方有臺(tái)階時(shí)，都能夠通過(guò)提醒單元向使用者進(jìn)行提醒操作。

進(jìn)一步的，設(shè)置的光照檢測(cè)指示單元通過(guò)光敏二極管實(shí)時(shí)檢測(cè)外界環(huán)境光照情況，當(dāng)受到光照時(shí)，有較大的飽和反向漏電流，當(dāng)受到弱光照或無(wú)光照時(shí)，有很小的飽和反向漏電流，發(fā)光二極管工作發(fā)出紅光，提示其他交通參與者，保證使用者出行安全。

進(jìn)一步的，提醒單元包括智能語(yǔ)音提示和震動(dòng)電機(jī)發(fā)出不同的震動(dòng)，盲人可根據(jù)語(yǔ)音提示和震動(dòng)電機(jī)的震動(dòng)情況判斷前方道路情況。

進(jìn)一步的，供電單元由兩節(jié)鋰電池通過(guò)穩(wěn)壓器降壓處理后供電，鋰電池的體積小，容量大，電壓穩(wěn)定，可以循環(huán)使用，安全性強(qiáng)，穩(wěn)壓器能夠有效保證整個(gè)電路設(shè)備的供電安全。

綜上所述，本發(fā)明電路光電開關(guān)為無(wú)觸點(diǎn)無(wú)機(jī)械結(jié)構(gòu)，免維護(hù)，使用鋰電池減少污染，利于可持續(xù)發(fā)展，整個(gè)結(jié)構(gòu)合理，操作簡(jiǎn)便，使用壽命長(zhǎng)，提高了路面識(shí)別的準(zhǔn)確性。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【附圖說(shuō)明】

圖1為本發(fā)明的電路原理圖；

圖2為本發(fā)明的光電開關(guān)、電源連接關(guān)系圖。

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明一種用于盲人安全拐杖的控制電路，包括檢測(cè)單元、提醒單元、第一單片機(jī)U1和供電單元，所述檢測(cè)單元和提醒單元分別與所述第一單片機(jī)U1連接，所述檢測(cè)單元檢測(cè)前方道路情況后發(fā)送給所述第一單片機(jī)U1進(jìn)行比較處理，所述提醒單元根據(jù)所述比較處理信息向使用者做出提醒。

所述檢測(cè)單元包括路面檢測(cè)單元和光照檢測(cè)指示單元，所述路面檢測(cè)單元包括四個(gè)光電開關(guān)E1、E2、E3、E4，所述第一光電開關(guān)E1、第二光電開關(guān)E2和第三光電開關(guān)E3分別用于檢測(cè)拐杖的左側(cè)、前側(cè)和右側(cè)是否有障礙物，所述第四光電開關(guān)E4用于檢測(cè)拐杖下側(cè)與路面的距離。所述光照檢測(cè)指示單元包括光敏二極管和發(fā)光二極管，所述光敏二極管檢測(cè)后利用所述發(fā)光二極管進(jìn)行發(fā)光指示。

所述提醒單元包括震動(dòng)電機(jī)M1和揚(yáng)聲器FM，所述震動(dòng)電機(jī)M1和揚(yáng)聲器FM分別與所述第一單片機(jī)U1連接，用于向使用者發(fā)出震動(dòng)和語(yǔ)音提醒。

所述供電單元包括第一電池BT1，所述第一電池BT1經(jīng)過(guò)第一穩(wěn)壓器AM1降壓處理后為所述控制電路供電。

請(qǐng)參見圖1和圖2所示，所述四個(gè)光電開關(guān)E1、E2、E3、E4上對(duì)應(yīng)設(shè)置有四個(gè)光電開關(guān)接口P2L、P3E、P4R、P5D，所述四個(gè)光電開關(guān)接口P2L、P3E、P4R、P5D通過(guò)排線與四個(gè)排線接口P2、P3、P4、P5連接，所述四個(gè)排線接口P2、P3、P4、P5的第一端口與所述供電單元連接，第二端口對(duì)應(yīng)連接至所述第一單片機(jī)的第二十一引腳、第二十二引腳、第二十三引腳和第二十四引腳，第三端口接地連接。

所述光照檢測(cè)指示單元具體包括第一三極管Q1，所述第一三極管Q1的發(fā)射極與所述第一單片機(jī)的第一引腳連接，集電極與所述供電單元連接，基極通過(guò)第九電阻R9連接至第一光敏二極管IR1的正極，所述第一光敏二極管IR1的負(fù)極與所述供電單元連接；

所述發(fā)光二極管具體包括八個(gè)發(fā)光二極管D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7，所述八個(gè)發(fā)光二極管D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7分別通過(guò)八個(gè)電阻R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7與所述第一單片機(jī)的第三十九引腳、第三十八引腳、第三十七引腳、第三十六引腳、第三十五引腳、第三十四引腳、第三十三引腳和第三十二引腳連接。

所述震動(dòng)電機(jī)M1的一端接地，另一端連接至第二三極管Q2的集電極，所述第二三極管Q2的發(fā)射集與所述供電單元連接，第二三極管Q2的基極經(jīng)過(guò)第八電阻R8連接至所述第一單片機(jī)的第二引腳。

所述揚(yáng)聲器FM的正負(fù)極對(duì)應(yīng)連接至SYN6288語(yǔ)音模塊的正負(fù)極輸出OUT+、OUT-，所述SYN6288語(yǔ)音模塊的輸入引腳IN連接至所述第一單片機(jī)的第十一引腳，所述SYN6288語(yǔ)音模塊的電源引腳VCC分兩路，一路與所述供電單元連接，另一路連接至第S電容CS的正極，所述第S電容CS的負(fù)極分兩路，一路與所述第一單片機(jī)的第九引腳連接，另一路經(jīng)過(guò)第s電阻Rs接地。

所述第一電池BT1上的第一接口PW1與第一電源輸入接口P1連接，所述第一電源輸入接口P1的正極經(jīng)過(guò)第S開關(guān)S與第一穩(wěn)壓器AM1的輸入端IN連接，所述第一電源輸入接口P1的負(fù)極與所述第一穩(wěn)壓器AM1的接地端GND連接，所述第一電源輸入接口P1與所述第一穩(wěn)壓器AM1共地，所述第一穩(wěn)壓器AM1的輸出端OUT分別與所述第一單片機(jī)的第三十一引腳、檢測(cè)單元和提醒單元連接。

所述第一單片機(jī)U1為STC89C52，通過(guò)第一晶振Y1為所述第一單片機(jī)提供時(shí)鐘頻率，所述第一晶振Y1的第一引腳分兩路，一路連接至所述第一單片機(jī)的第十八引腳，另一路經(jīng)過(guò)第一電容C1接地，所述第一晶振Y1的第二引腳分兩路，一路連接至所述第一單片機(jī)的第十九引腳，另一路經(jīng)過(guò)第二電容C2接地，所述第一單片機(jī)的第二是引腳與所述第一電容C1和第二電容C2共地。

具體工作原理如下：

電池BT1具體為兩節(jié)18650型3.7V鋰電池，通過(guò)AMS1117-5.0穩(wěn)壓器AM1將電壓降至5V供給第一單片機(jī)及其他元件供電；四個(gè)光電開關(guān)E1、E2、E3、E4具體型號(hào)為E18-D80NK；E1為左光電開關(guān)，負(fù)責(zé)檢測(cè)左側(cè)障礙物；E2為中光電開關(guān)，負(fù)責(zé)檢測(cè)前方障礙物；E3為右光電開關(guān)，負(fù)責(zé)檢測(cè)右方障礙物；E4為下光電開關(guān)，負(fù)責(zé)檢測(cè)前方臺(tái)階或凹坑；左、中、右光電開關(guān)人工設(shè)定檢測(cè)距離為50CM，下光電開關(guān)人工設(shè)定檢測(cè)距離為25CM；當(dāng)任意一個(gè)方向出現(xiàn)障礙物或下方有臺(tái)階時(shí)，語(yǔ)音提示，震動(dòng)電機(jī)震動(dòng)。

具體工作過(guò)程為：當(dāng)左光電開關(guān)E1檢測(cè)到左邊50CM內(nèi)有障礙物時(shí)，光電開關(guān)接口P2L的2號(hào)接口由高電平變?yōu)榈碗娖?，第一單片機(jī)U1第21號(hào)端口檢測(cè)該低電平并將其2號(hào)端口由高電平變?yōu)榈碗娖?，使Q2三極管發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，震動(dòng)電機(jī)M1發(fā)出兩次短震動(dòng)；同時(shí)通過(guò)其11號(hào)端口傳輸數(shù)據(jù)于SYN6288語(yǔ)音模塊U2，從而使揚(yáng)聲器FM提示“左方危險(xiǎn)”；

同理當(dāng)中光電開關(guān)E2檢測(cè)到前方50CM內(nèi)有障礙物時(shí)，震動(dòng)電機(jī)M1發(fā)出一長(zhǎng)一短震動(dòng)，揚(yáng)聲器FM提示“前方危險(xiǎn)”；當(dāng)右光電開關(guān)E3檢測(cè)到前方50CM內(nèi)有障礙物時(shí)，震動(dòng)電機(jī)M1發(fā)出兩次長(zhǎng)震動(dòng)，揚(yáng)聲器FM提示“右方危險(xiǎn)”；當(dāng)下光電開關(guān)E4檢測(cè)到下方距離大于25CM時(shí)，震動(dòng)電機(jī)M1發(fā)出一短一長(zhǎng)震動(dòng)，揚(yáng)聲器FM提示“下方危險(xiǎn)”；盲人可根據(jù)語(yǔ)音提示或震動(dòng)電機(jī)震動(dòng)情況判斷前方道路情況。

參見圖1，光敏二極管實(shí)時(shí)檢測(cè)外界環(huán)境光照情況。當(dāng)受到光照時(shí)，有較大的飽和反向漏電流，即光電流，使三極管Q1發(fā)射結(jié)導(dǎo)通，發(fā)射機(jī)為高電平，第一單片機(jī)U1第1號(hào)端口檢測(cè)該高電平，并使其第32、33、34、35、36、37、38、39號(hào)端口保持高電平，紅色發(fā)光二極管D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7兩短無(wú)壓降，處于熄滅狀態(tài)；當(dāng)受到弱光照或無(wú)光照時(shí)，有很小的飽和反向漏電流，即暗電流，此時(shí)光敏二極管截止使三極管Q1發(fā)射結(jié)截至，發(fā)射極為低電平，第一單片機(jī)U1第1號(hào)端口檢測(cè)該低電平，并使其第32、33、34、35、36、37、38、39號(hào)端口變?yōu)榈碗娖?，紅色發(fā)光二極管D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7兩端有正向壓降，PN結(jié)導(dǎo)通處于點(diǎn)亮狀態(tài)，提示其他交通參與者，保證盲人出行安全。

本發(fā)明采用1個(gè)第一單片機(jī)作為主控，提高了電路的工作效率和控制準(zhǔn)確率，大大降低耗能從而增加續(xù)航能力；全方位檢測(cè)道路情況，當(dāng)任意一個(gè)方向出現(xiàn)障礙物或下方有臺(tái)階和凹坑時(shí)，語(yǔ)音提示，震動(dòng)電機(jī)發(fā)出不同的震動(dòng)，盲人可根據(jù)語(yǔ)音提示或震動(dòng)電機(jī)的震動(dòng)情況判斷前方道路情況；采用光敏二極管時(shí)時(shí)檢測(cè)外界環(huán)境的光照強(qiáng)度，當(dāng)盲人處于傍晚和晚上時(shí)可自動(dòng)開啟警示燈。操作簡(jiǎn)單適合盲人實(shí)用，使盲人的出行更加便利與安全，具有更廣泛的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。

以上內(nèi)容僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。