一種基于超聲波的盲人拐杖的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于超聲波的盲人拐杖，包括超聲波傳感器、光敏檢測電路、單片機、警報電路和照明電路。超聲波傳感器發(fā)出超聲波信號，超聲波傳感器接收遇障礙物反射回來的超聲波信號，單片機根據(jù)從超聲波傳感器發(fā)出超聲波信號到超聲波接收到遇障礙物反射回來的超聲波信號的時間得到超聲波檢測電路和障礙物之間的距離。當超聲波傳感器與障礙物的距離小于安全距離時，警報電路產(chǎn)生振動和語音提示。光敏檢測電路感應(yīng)外部光線的強弱，當光照強度小于設(shè)定閾值時，照明電路發(fā)光。
【專利說明】
一種基于超聲波的盲人拐杖
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及盲人用拐杖，尤其涉及一種基于超聲波的盲人拐杖。【背景技術(shù)】
[0002]拐杖是一種輔助行走的簡單器械，通常是一根木制或金屬棍子頂端有一個把手， 充當行走時的“第三條腿”，從而保持身體穩(wěn)定?，F(xiàn)在也有三足或四足的，加強防滑作用，有的還結(jié)合了一個折疊小凳子。拐杖一般是老人和殘疾人使用。
[0003]隨著科技的進展，市場上出現(xiàn)了各式各樣的拐杖，還有專門針對盲人使用的，但市場上出現(xiàn)的盲人拐杖功能比較單一，對盲人出行沒有帶來多少便利。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于超聲波的盲人拐杖，其能夠檢測路面障礙物，并反饋給盲人，同時也能在光線較弱的情況下通過發(fā)光提示對向路人行走。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]—種基于超聲波的盲人拐杖，包括超聲波傳感器、光敏檢測電路、單片機、警報電路和照明電路，所述超聲波檢測電路發(fā)出超聲波信號，所述超聲波檢測電路接收遇障礙物反射回來的超聲波信號，所述單片機根據(jù)從所述超聲波檢測電路發(fā)出超聲波信號到所述超聲波檢測電路接收到遇障礙物反射回來的超聲波信號的時間得到所述超聲波檢測電路與障礙物之間的距離，當所述超聲波檢測電路與障礙物之間的距離小于安全距離時，所述警報電路產(chǎn)生振動和發(fā)出語音提示，所述光敏檢測電路感應(yīng)外部光照強度，當光照強度小于設(shè)定閾值時，所述照明電路發(fā)光。
[0007]所述超聲波傳感器的觸發(fā)測量引腳與所述單片機的通用輸出端口電連接，所述超聲波傳感器的反饋引腳與所述單片機的通用輸入端口電連接。
[0008]所述單片機的型號為STC15W204S。
[0009]所述警報電路包括第一三極管和振動馬達，所述單片機的一輸出端口與所述第一三極管的基極電連接，所述第一三極管的集電極接正4.5V電壓，所述第一三極管的發(fā)射極驅(qū)動所述馬達。
[0010]所述警報電路包括語音芯片、第五電容、第六電容、第九電容、喇叭和第二發(fā)光二極管，所述單片機的兩個輸出端口分別電連接所述語音芯片的邊沿觸發(fā)放音端和所述語音芯片的電平觸發(fā)放音端，所述語音芯片的的錄音端電連接所述第五電容至地，所述語音芯片的自動增益控制端電連接所述第九電容至地，所述第二發(fā)光二極管的陽極接正4.5V電壓，所述語音芯片的地線端和所述語音芯片的的直通模式端之間電連接第六電容，所述語音芯片的數(shù)字地和所述語音芯片的模擬地共同電連接地，所述語音芯片的電源端接正4.5V 電壓，所述語音芯片的震蕩電阻端接地，所述語音芯片的喇叭輸出端驅(qū)動所述喇叭。
[0011]所述警報電路包括第七電容、第八電容、第十電容、話筒和錄音按鈕，所述語音芯片的話筒輸入端電連接所述第七電容的一端，所述第七電容的另一端分別與所述話筒、所述第十電容的一端和所述語音芯片的錄音指示端電連接，所述語音芯片的話筒參考端電連接所述第八電容的一端，所述第八電容的另一端分別與所述話筒、正4.5V電壓、所述第十電容的另一端電連接，所述語音芯片的錄音端通過所述錄音按鈕接地。
[0012]所述語音芯片的型號為ISD1820。
[0013]所述照明電路包括第一發(fā)光二極管和第一電阻，所述單片機的一輸出端口與所述第一發(fā)光二極管的陰極電連接，所述第一發(fā)光二極管的陽極電連接所述第一電阻至正4.5V 電壓。
[0014]所述光敏檢測電路包括光敏電阻，當光照強度變?nèi)鯐r，所述光敏電阻的阻值變大， 當所述光敏電阻的阻值大于設(shè)定閾值時，經(jīng)過所述單片機的比較器后，所述單片機輸出低電平，使得所述第一發(fā)光二極管發(fā)光，提醒對向行走的路人。
[0015]所述盲人拐杖還包括電源電路，其中所述電源電路包括電氣插件、第一開關(guān)、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容和穩(wěn)壓芯片，所述電氣插件的輸出端分別電連接所述第一電容的一端、所述第二電容的一端，所述電氣插件的輸出端電連接所述第一開關(guān)至所述穩(wěn)壓芯片的輸入端，所述穩(wěn)壓芯片的輸出端分別點連接正4.5V電壓、所述第三電容的一端和所述第四電容的一端，所述電氣插件的地線端、所述第二電容的另一端、所述第一電容的另一端、所述穩(wěn)壓芯片的地線端、所述第三電容的另一端和所述第四電容的另一端端接地。
[0016]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案帶來的有益技術(shù)效果是:
[0017]利用超聲波技術(shù)對路障進行檢測，通過振動和語音播報的形式反饋給盲人，提高盲人的行走效率；
[0018]利用光敏電阻感應(yīng)光照強度，當光照強度小于某一可調(diào)的閾值時，可以通過LED發(fā)光，從而提醒對向行走的路人?！靖綀D說明】
[0019]圖1是本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)框圖；
[0020]圖2是本發(fā)明一實施例的電路圖；
[0021]圖3是本發(fā)明一實施例的工作流程圖?！揪唧w實施方式】[〇〇22]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實施方式進行詳細的闡述。[〇〇23] 綜合參考圖1和圖2，STC15W204S單片機分別與超聲波傳感器、光敏檢測電路、警報電路和照明電路電連接，超聲波檢測電路發(fā)出超聲波信號，超聲波檢測電路接收遇障礙物發(fā)射回來的超聲波信號，STC15W204S單片機根據(jù)從超聲波傳感器發(fā)出超聲波信號至其接收到遇障礙物發(fā)射回來的超聲波信號的時間得到超聲波和障礙物之間的距離，當超聲波檢測電路與障礙物之間的距離小于安全距離時，警報電路產(chǎn)生振動和發(fā)出語音提示。光敏檢測電路感應(yīng)外部光照強度，當光照強度小于設(shè)定閾值時，照明電路發(fā)光。[〇〇24] 超聲波傳感器的觸發(fā)測量引腳Trig與STC15W204S單片機的通用輸出端口 p1.2電連接，超聲波傳感器的反饋引腳Echo與STC15W204S單片機的通用輸入端口 p1.3電連接。
[0025] 警報電路包括第一三極管Q1和振動馬達B1，STC15W204S單片機的一輸出端口 pl.0 與第一三極管Q1的基極電連接，第一三極管Q1的集電極接正4.5V電壓，第一三極管Q1的發(fā)射極驅(qū)動馬達B1，當?shù)谝蝗龢O管Q1的基極為高電平時，振動馬達B1不振動；當?shù)谝蝗龢O管Q1 的基極為低電平時，其發(fā)射極和集電極導通，振動馬達B1振動。[〇〇26] 警報電路包括ISD1820語音芯片、第五電容C5、第六電容C6、第九電容C9、喇叭LSI 和第二發(fā)光二極管D2，STC15W204S單片機的兩個輸出端口 p3.6和p3.7分別電連接ISD1820 語音芯片的邊沿觸發(fā)放音端PLAYE和ISD1820語音芯片的電平觸發(fā)放音端PLAYLJSD1820語音芯片的的錄音端REC電連接第五電容C5至地，ISD1820語音芯片的自動增益控制端AGC電連接第九電容C9至地，第二發(fā)光二極管D2的陽極接正4.5V電壓，ISD1820語音芯片的數(shù)字地 VSSD和ISD1820語音芯片的的直通模式端FT之間電連接第六電容C6，ISD1820語音芯片的數(shù)字地VSSD和ISD1820語音芯片的模擬地VSSA共同電連接地，ISD1820語音芯片的電源端 VCC接正4.5V電壓，ISD1820語音芯片的震蕩電阻端R0SC接地，語音芯片的喇叭LSI輸出端SP +和SP-驅(qū)動喇叭LSI。[〇〇27] 警報電路包括第七電容C7、第八電容C8、第十電容C10、話筒MK1和錄音按鈕S2， ISD1820語音芯片的話筒輸入端MIC電連接第七電容C7的一端，第七電容C7的另一端分別與話筒MK1、第十電容C10的一端和ISD1820語音芯片的錄音指示端RECLED電連接，ISD1820語音芯片的話筒參考端MICREF電連接第八電容C8的一端，第八電容C8的另一端分別與話筒 MK1、正4.5V電壓、第十電容C10的另一端電連接，ISD1820語音芯片的錄音端REC通過錄音按鈕S2接地。ISD1820語音芯片上電后，可以通過錄音按鈕S2修改錄音提示內(nèi)容。其步驟是按住錄音按鈕S2，對準話筒MK1說話，松開錄音按鈕S2，錄音完畢，下次語音提示上一次的錄音內(nèi)容。[〇〇28]照明電路包括第一發(fā)光二極管D1和第一電阻R1，STC15W204S單片機的一輸出端口pl.l與第一發(fā)光二極管D1的陰極電連接，第一發(fā)光二極管D1的陽極電連接第一電阻R1至正 4.5V電壓。
[0029]光敏檢測電路包括光敏電阻，當光照強度變?nèi)鯐r，光敏電阻的阻值變大，當光敏電阻的阻值大于設(shè)定閾值時，經(jīng)過STC15W204S單片機的比較器后，STC15W204S單片機輸出低電平，使得第一發(fā)光二極管D1發(fā)光，提醒對向行走的路人。
[0030]盲人拐杖還包括電源電路，其中所述電源電路包括電氣插件P1、第一開關(guān)S1、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4和穩(wěn)壓芯片REG1117-5,所述電氣插件P1的輸出端2號引腳分別電連接所述第一電容C1的一端、所述第二電容C2的一端，所述電氣插件P1 的輸出端2號引腳電連接所述第一開關(guān)S1至所述穩(wěn)壓芯片REG1117-5的輸入端IN，所述穩(wěn)壓芯片REG 1117-5的輸出端OUT分別點連接正4.5V電壓、所述第三電容C3的一端和所述第四電容C4的一端，所述電氣插件P1的地線端1號引腳、所述第二電容C2的另一端、所述第一電容C1的另一端、所述穩(wěn)壓芯片REG1117-5的地線端GND、所述第三電容C3的另一端和所述第四電容C4的另一端端接地。
[0031]如圖3所示，首先對STC15W204S單片機進行初始化。當夜晚來臨，光照強度小于設(shè)定閾值(由光敏電阻來界定)，照明電路中的第一發(fā)光二極管D1發(fā)光；當處于白天的時候，光照強度大于設(shè)定閾值，照明電路的第一發(fā)光二極管D1不發(fā)光。超聲波傳感器發(fā)射超聲波信號對障礙物進行持續(xù)檢測，當在檢測范圍內(nèi)遇到障礙物，則警報電路會產(chǎn)生振動和語音提示，提醒盲人用戶改變行走方向和注意安全。
[0032]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種基于超聲波的盲人拐杖，其特征在于:包括超聲波傳感器、光敏檢測電路、單片 機、警報電路和照明電路，所述超聲波檢測電路發(fā)出超聲波信號，所述超聲波檢測電路接收 遇障礙物反射回來的超聲波信號，所述單片機根據(jù)從所述超聲波檢測電路發(fā)出超聲波信號 到所述超聲波檢測電路接收到遇障礙物反射回來的超聲波信號的時間得到所述超聲波檢 測電路與障礙物之間的距離，當所述超聲波檢測電路與障礙物之間的距離小于安全距離 時，所述警報電路產(chǎn)生振動和發(fā)出語音提示，所述光敏檢測電路感應(yīng)外部光照強度，當光照 強度小于設(shè)定閾值時，所述照明電路發(fā)光。2.如權(quán)利要求1所述的盲人拐杖，其特征在于:所述超聲波傳感器的觸發(fā)測量引腳與所 述單片機的通用輸出端口電連接，所述超聲波傳感器的反饋引腳與所述單片機的通用輸入 端口電連接。3.如權(quán)利要求1所述的盲人拐杖，其特征在于:所述單片機的型號為STC15W204S。4.如權(quán)利要求1所述的盲人拐杖，其特征在于:所述警報電路包括第一三極管和振動馬 達，所述單片機的一輸出端口與所述第一三極管的基極電連接，所述第一三極管的集電極 接正4.5V電壓，所述第一三極管的發(fā)射極驅(qū)動所述馬達。5.如權(quán)利要求1所述的盲人拐杖，其特征在于:所述警報電路包括語音芯片、第五電容、 第六電容、第九電容、喇叭和第二發(fā)光二極管，所述單片機的兩個輸出端口分別電連接所述 語音芯片的邊沿觸發(fā)放音端和所述語音芯片的電平觸發(fā)放音端，所述語音芯片的的錄音端 電連接所述第五電容至地，所述語音芯片的自動增益控制端電連接所述第九電容至地，所 述第二發(fā)光二極管的陽極接正4.5V電壓，所述語音芯片的地線端和所述語音芯片的的直通 模式端之間電連接第六電容，所述語音芯片的數(shù)字地和所述語音芯片的模擬地共同電連接 地，所述語音芯片的電源端接正4.5V電壓，所述語音芯片的震蕩電阻端接地，所述語音芯片 的喇叭輸出端驅(qū)動所述喇叭。6.如權(quán)利要求5所述的盲人拐杖，其特征在于:所述警報電路包括第七電容、第八電容、 第十電容、話筒和錄音按鈕，所述語音芯片的話筒輸入端電連接所述第七電容的一端，所述 第七電容的另一端分別與所述話筒、所述第十電容的一端和所述語音芯片的錄音指示端電 連接，所述語音芯片的話筒參考端電連接所述第八電容的一端，所述第八電容的另一端分 別與所述話筒、正4.5V電壓、所述第十電容的另一端電連接，所述語音芯片的錄音端通過所 述錄音按鈕接地。7.如權(quán)利要求1所述的盲人拐杖，其特征在于:所述語音芯片的型號為ISD1820。8.如權(quán)利要求1所述的盲人拐杖，其特征在于:所述照明電路包括第一發(fā)光二極管和第 一電阻，所述單片機的一輸出端口與所述第一發(fā)光二極管的陰極電連接，所述第一發(fā)光二 極管的陽極電連接所述第一電阻至正4.5V電壓。
【文檔編號】A61H3/06GK105943324SQ201610362525
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】黃英, 王曉蘭
【申請人】蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院