CN105815863A - 一种遇障红外报警智能帽 - Google Patents

一种遇障红外报警智能帽 Download PDF

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张铁柱
周键
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赵红
霍炜
尹怀仙
邹荣国
赵清海
华青松
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    • A42B1/242Means for mounting detecting, signalling or lighting devices
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Abstract

本发明属于智能穿戴技术领域,涉及一种遇障红外报警智能帽,在帽子上设置单片机、红外发射驱动电路、帽左侧红外二极管、帽右侧红外二极管、帽前部红外二极管、帽后部红外二极管、红外接收驱动电路、帽左侧光敏二极管、帽右侧光敏二极管、帽前部光敏二极管、帽后部光敏二极管、WIFI连接模块和蓝牙连接模块,能以WIFI或者蓝牙方式与手机信息相联,在报警范围内有障碍物时发出警报,结构简单,易于小型化,成本低,红外线不能通过阻挡物,不会产生信号串扰,功率消耗小,反映速度快,对环境无污染,对人、物无损害,抗干扰能力强,工作可靠。

Description

一种遇障红外报警智能帽
技术领域:
本发明属于智能穿戴技术领域,涉及一种遇障红外报警智能帽,特别是一种通过WIFI或/和蓝牙与手机相联的遇障红外报警智能帽。
背景技术:
随着生活节奏的加快及人们生活水平的提高,人们对于健康的重要性有了更深的理解,广场舞、暴走团、太极剑、太极拳成为一种流行趋势,在这些健身运动中,人们往往需要戴帽子以实现护头保暖防寒、为头发防尘防污染、防晒防辐射、约束头发的效果,但是,戴帽子特别是有帽沿的帽子会影响人眼视线,不能及时发现附近障碍物并躲避,现有的智能帽大多是用于促进毛发生长(ZL2015210338993)、疲劳监测(专利申请号2015109816538)、具有保健功能(ZL2015204503692)、设有语音播放装置并带有定位系统(ZL2015202581818)、温度可调(ZL2014203376483)等等,因此对于人们尤其是老年人身体健康有重要作用的遇障报警技术成为一种迫切需求。“基于单片机的红外盲人避障帽”解放了盲人的双手,用帽子上的传感器代替盲杖对障碍物的感知,让盲人可以在无人帮助的情况下可以自主行走,该盲人避障帽采用红外技术探测前方障碍物的距离及大小,返回不同的电压信号,通过单片机对这些电压信号的处理与识别发出不同报警声,提示盲人有效感知周围环境并做出相应行动,但是该红外盲人避障帽具有其局限性,仅适用于盲人,不能满足大多数人群的需要,而且目前,市面上还没有出现通过WIFI或蓝牙与手机进行信息互联的遇障红外报警智能帽。
发明内容:
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点,寻求设计提出一种遇障红外报警智能帽,其内集成红外传感器,在报警距离内有障碍物时会在手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音或/和通过手机振动传感器以振动方式发出警报信息。
为实现上述目的,本发明所述遇障红外报警智能帽在帽子上设置单片机、红外发射驱动电路、帽左侧红外二极管、帽右侧红外二极管、帽前部红外二极管、帽后部红外二极管、红外接收驱动电路、帽左侧光敏二极管、帽右侧光敏二极管、帽前部光敏二极管、帽后部光敏二极管、WIFI连接模块和蓝牙连接模块,帽左侧红外二极管和帽左侧光敏二极管连接组成帽左侧红外传感器,帽右侧红外二极管和帽右侧光敏二极管连接组成帽右侧红外传感器,帽前部红外二极管和帽前部光敏二极管连接组成帽前部红外传感器,帽后部红外二极管和帽后部光敏二极管连接组成帽后部红外传感器,帽左侧红外传感器、帽右侧红外传感器、帽前部红外传感器和帽后部红外传感器分别设置在帽子的左侧、右侧、前部和后部,帽前部红外传感器和帽后部红外传感器的默认探测角度均为斜向地方向45°,帽左侧红外传感器和帽右侧红外传感器默认的探测角度为水平方向;单片机分别与红外发射驱动电路、红外接收驱动电路、WIFI连接模块和蓝牙连接模块连接组成遇障报警装置,遇障报警装置进行防水处理后置于帽沿或/和帽顶,红外发射驱动电路分别与帽左侧红外二极管、帽右侧红外二极管、帽前部红外二极管和帽后部红外二极管连接,红外接收驱动电路分别与帽左侧光敏二极管、帽右侧光敏二极管、帽前部光敏二极管和帽后部光敏二极管连接,单片机通过WIFI连接模块或/和蓝牙连接模块与手机信息互联。
本发明所述遇障红外报警智能帽设置有近距离、中距离、远距离三种报警模式,默认报警距离分别为0.3m、2m、5m,通过手机屏幕实现报警模式的选择及各模式默认报警距离的设置。
本发明所述的遇障红外报警智能帽遇到障碍物时,红外发射驱动电路驱动置于帽左右两侧、帽前方或帽后方的红外二极管发出红外光,当红外光在遇到障碍物后反射回来,反射回来的红外光由红外接收驱动电路驱动相应的光敏二极管接收,并将接收到的红外光转换为可测量的电压值,通过对转换的电压计算,确定戴帽者或手机使用者与障碍物之间的距离,当戴帽者或手机使用者与障碍物之间的距离小于报警模式设置的报警距离时,即障碍物在报警范围内时,在手机上通过手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音或/和通过手机振动传感器以振动方式发出警报信息。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:一是除正常帽子的护头保暖防寒、为头发防尘防污染、防晒防辐射、约束头发等功能外,还能以WIFI或者蓝牙方式与手机进行信息相联,通过手机屏幕选择报警模式或者自定义设置报警模式默认报警距离,在报警范围内有障碍物时会在手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音或/和通过手机振动传感器以振动方式发出警报信息;二是有效利用了手机中原有的温度传感器、手机屏幕、喇叭、振动传感器等元器件,降低了成本;三是帽前部、帽后部及帽两侧均采用红外线发光二极管,结构简单,易于小型化,且成本低;同时,红外线调制简单,依靠调制信号编码可实现多路控制;红外线不能通过阻挡物,不会产生信号串扰等误动作;功率消耗小,反映速度快;对环境无污染,对人、物无损害;抗干扰能力强,工作可靠。
附图说明:
图1为本发明的工作原理示意框图。
具体实施方式:
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明。
实施例:
本实施例所述遇障红外报警智能帽在帽子上设置单片机1、红外发射驱动电路4、帽左侧红外二极管51、帽右侧红外二极管52、帽前部红外二极管53、帽后部红外二极管54、红外接收驱动电路6、帽左侧光敏二极管71、帽右侧光敏二极管72、帽前部光敏二极管73、帽后部光敏二极管74、WIFI连接模块A和蓝牙连接模块B,帽左侧红外二极管51和帽左侧光敏二极管71连接组成帽左侧红外传感器,帽右侧红外二极管52和帽右侧光敏二极管72连接组成帽右侧红外传感器,帽前部红外二极管53和帽前部光敏二极管73连接组成帽前部红外传感器,帽后部红外二极管54和帽后部光敏二极管74连接组成帽后部红外传感器,帽左侧红外传感器、帽右侧红外传感器、帽前部红外传感器和帽后部红外传感器分别设置在帽子的左侧、右侧、前部和后部,帽前部红外传感器和帽后部红外传感器的默认探测角度均为斜向地方向45°,帽左侧红外传感器和帽右侧红外传感器默认的探测角度为水平方向;单片机1分别与红外发射驱动电路4、红外接收驱动电路6、WIFI连接模块A和蓝牙连接模块B连接组成遇障报警装置,红外发射驱动电路4分别与帽左侧红外二极管51、帽右侧红外二极管52、帽前部红外二极管53和帽后部红外二极管54连接,红外接收驱动电路6分别与帽左侧光敏二极管71、帽右侧光敏二极管72、帽前部光敏二极管73和帽后部光敏二极管74连接,单片机1通过WIFI连接模块A或/和蓝牙连接模块B与手机进行信息互联。
本实施例所述遇障红外报警智能帽设置有近距离、中距离、远距离三种报警模式,默认报警距离分别为0.3m、2m、5m,通过手机屏幕2实现报警模式的选择及各模式默认报警距离的设置。
本实施例所述遇障红外报警智能帽遇到帽左侧障碍物31时,单片机1通过红外发射驱动电路4驱动帽左侧红外二极管51发出红外光,当红外光在遇到帽左侧障碍物31后反射回来,反射回来红外光由红外接收驱动电路6驱动帽左侧光敏二极管71接收,并将帽左侧光敏二极管71接收的红外光转换为可测量的电压值U1,由于红外光的强度会随距离S11的缩小而增强,红外接收驱动电路6转化的电压值U1会随之增强,而且转化的电压值U1与距离成S11比例,以公式表示,即U1=k/S11,通过对转换的电压的计算,对公式进行转换,即S11=k/U1,确定手机使用者与帽左侧障碍物31之间的距离S11,手机使用者与帽左侧障碍物31之间的距离S11小于报警模式设置的报警距离时,即帽左侧障碍物31在报警范围内时,在手机上通过手机屏幕2以图像或/和通过手机喇叭8以声音或/和通过手机振动传感器9以振动方式发出警报信息。
本实施例所述遇障红外报警智能帽遇到帽右侧障碍物32时,单片机1通过红外发射驱动电路4驱动帽右侧红外二极管52发出红外光,当红外光在遇到帽右侧障碍物32后反射回来,反射回来的红外光由红外接收驱动电路6驱动帽右侧光敏二极管72接收,并将右侧光敏二极管72接收到的红外光转换为可测量的电压值U2,由于红外光的强度会随距离S12的缩小而增强,红外接收驱动电路6转化的电压值U2会随之增强,而且转化的电压值U2与距离S12成比例,以公式表示,即U2=k/S12,通过对转换的电压值计算,对公式进行转换,即S12=k/U2,确定手机使用者与帽右侧障碍物32之间的距离S12,当手机使用者与帽右侧障碍物32之间的距离S12小于报警模式设置的报警距离时,即帽右侧障碍物32在报警范围内时,在手机上通过手机屏幕2以图像或/和通过手机喇叭8以声音或/和通过手机振动传感器9以振动方式发出警报信息。
本实施例所述遇障红外报警智能帽遇到帽前方障碍物33时,单片机1通过红外发射驱动电路4驱动帽前部红外二极管53发出红外光,当红外光在遇到帽前方障碍物33后反射回来,反射回来的红外光由红外接收驱动电路6驱动帽前部光敏二极管73接收,并将帽前部光敏二极管73接收的红外光转换为可测量的电压值U3,由于红外光的强度会随距离S13的缩小而增强,红外接收驱动电路6转化的电压值U3会随之增强,而且转化的电压值U3与距离S13成比例,以公式表示,即U3=k/S13,通过对转换的电压值计算,对公式进行转换,即S13=k/U3,确定手机使用者与帽前方障碍物33之间的距离S13,当手机使用者与帽前方障碍物33之间的距离S13小于报警模式设置的报警距离时,即帽前方障碍物33在报警范围内时,在手机上通过手机屏幕2以图像或/和通过手机喇叭8以声音或/和通过手机振动传感器9以振动方式发出警报信息。
本实施例所述遇障红外报警智能帽遇到帽后方障碍物34时,单片机1通过红外发射驱动电路4驱动发射头的帽后部红外二极管54发出红外光,当红外光在遇到帽后方障碍物34后反射回来,反射回来的红外光由红外接收驱动电路6驱动帽后部光敏二极管74接收,并将帽后部光敏二极管74接收的红外光转换为可测量的电压值U4,由于红外光的强度会随距离S14的缩小而增强,红外接收驱动电路6转化的电压值U4会随之增强,而且转化的电压值U4与距离S14成比例,以公式表示,即U4=k/S14,通过对转换的电压值计算,对公式进行转换,即S14=k/U4,确定手机使用者与帽后方障碍物34之间的距离S14,当手机使用者与帽后方障碍物34之间的距离S14小于报警模式设置的报警距离时,即帽后方障碍物34在报警范围内时,在手机上通过手机屏幕2以图像或/和通过手机喇叭8以声音或/和通过手机振动传感器9以振动方式发出警报信息。

Claims (3)

1.一种遇障红外报警智能帽,其特征在于在帽子上设置单片机、红外发射驱动电路、帽左侧红外二极管、帽右侧红外二极管、帽前部红外二极管、帽后部红外二极管、红外接收驱动电路、帽左侧光敏二极管、帽右侧光敏二极管、帽前部光敏二极管、帽后部光敏二极管、WIFI连接模块和蓝牙连接模块,帽左侧红外二极管和帽左侧光敏二极管连接组成帽左侧红外传感器,帽右侧红外二极管和帽右侧光敏二极管连接组成帽右侧红外传感器,帽前部红外二极管和帽前部光敏二极管连接组成帽前部红外传感器,帽后部红外二极管和帽后部光敏二极管连接组成帽后部红外传感器,帽左侧红外传感器、帽右侧红外传感器、帽前部红外传感器和帽后部红外传感器分别设置在帽子的左侧、右侧、前部和后部,帽前部红外传感器和帽后部红外传感器的默认探测角度均为斜向地方向45°,帽左侧红外传感器和帽右侧红外传感器默认的探测角度为水平方向;单片机分别与红外发射驱动电路、红外接收驱动电路、WIFI连接模块和蓝牙连接模块连接组成遇障报警装置,遇障报警装置进行防水处理后置于帽沿或/和帽顶,红外发射驱动电路分别与帽左侧红外二极管、帽右侧红外二极管、帽前部红外二极管和帽后部红外二极管连接,红外接收驱动电路分别与帽左侧光敏二极管、帽右侧光敏二极管、帽前部光敏二极管和帽后部光敏二极管连接,单片机通过WIFI连接模块或/和蓝牙连接模块与手机信息互联。
2.根据权利要求1所述遇障红外报警智能帽,其特征在于其设置有近距离、中距离、远距离三种报警模式,默认报警距离分别为0.3m、2m、5m,通过手机屏幕实现报警模式的选择及各模式默认报警距离的设置。
3.根据权利要求1所述遇障红外报警智能帽,其特征在于遇到障碍物时,红外发射驱动电路驱动置于帽左右两侧、帽前方或帽后方的红外二极管发出红外光,当红外光在遇到障碍物后反射回来,反射回来的红外光由红外接收驱动电路驱动相应的光敏二极管接收,并将接收到的红外光转换为可测量的电压值,通过对转换的电压计算,确定戴帽者或手机使用者与障碍物之间的距离,当戴帽者或手机使用者与障碍物之间的距离小于报警模式设置的报警距离时,即障碍物在报警范围内时,在手机上通过手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音或/和通过手机振动传感器以振动方式发出警报信息。
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