CN105847475A - 一种组合式遇障报警手机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式遇障报警手机，在手机上设置集成单片机、红外发射驱动电路、手机左侧红外二极管、手机右侧红外二极管、红外接收驱动电路、手机左侧光敏二极管、手机右侧光敏二极管、频率信号驱动放大电路、超声波发射器、超声波接收器、超声波接受信号放大器和温度传感器。可通过手机屏幕选择报警模式并自定义调整其默认报警距离，在报警范围内有障碍物时，手机屏幕以图像或/和手机喇叭以声音方式发出警报信息,在报警范围内有障碍物时以图像或/和声音方式发出警报信息，避免因看手机导致事故发生。

Description

一种组合式遇障报警手机

技术领域：

本发明属于移动终端技术领域，特别涉及一种同时集成红外距离传感器和超声波传感器的手机，在报警距离内提示使用者注意环境状况，免除事故发生。

背景技术：

随着手机集成化、科技化和智能化的发展，手机功能从传统的语音短信延伸到现今的视频通话、语音聊天、路况导航、订餐购物等生活的方方面面，人们的生活已经离不开手机，无论等车、坐车、排队办事还是吃饭购物，低头刷手机已经成为年轻人、老年人甚至孩子的一种生活习惯，从而造成手机“低头族”队伍日益壮大。然而在低头忙刷手机时人们往往忽略了周围环境危险从而造成事故频繁发生。网上有人爆料：刚下班，下楼就拿出手机看段子，走着走着撞到楼下警卫站岗的雨棚，出了工作单位大门，又撞上了路边摊的雨棚，顺着路边走吧，又碰到了路边的大树上！更有甚者，过马路、过十字路口也低头刷着手机。为了提高手机的智能化增强体验感，现有的手机已安设加速度、磁力、方向、陀螺仪、光线感应、压力、温度、距离、重力、线性加速度、旋转矢量等10多种传感器，其中，距离传感器由一个红外LED灯和红外辐射光线探测器构成。距离传感器位于手机的听筒附近，手机靠近耳朵时，系统借助距离传感器知道用户在通电话，然后会关闭显示屏，防止用户因误操作影响通话。其工作原理是，红外LED灯发出的不可见红外光由附近的物体反射后，被红外辐射光线探测器探测到。中国专利CN201410111665X通过红外距离传感器感知遮挡物移动方向来实现图片和地图自动缩放，当遮挡物逐渐靠近嵌入式移动设备时，距离越来越小，图片和地图逐渐放大，反之，图片和地图逐渐减小。超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，基于超声波特性研制的超声波传感器广泛应用于医学、军事、工业、农业等领域。红外距离传感器和超声波传感器在测距方面有广泛的应用，然而，目前还未出现集成采用超声波传感器和红外距离传感器的手机用于提醒手机使用者周围环境危险。

发明内容：

本发明的目的在于解决上述技术问题，寻求一种集成超声波传感器和红外距离传感器的组合式遇障报警手机，解决现有手机无法预警环境危险的问题，在报警范围内有障碍物时以图像或/和声音方式发出警报信息，避免因看手机导致事故发生。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种组合式遇障报警手机，在手机上设置集成单片机、红外发射驱动电路、手机左侧红外二极管、手机右侧红外二极管、红外接收驱动电路、手机左侧光敏二极管、手机右侧光敏二极管、频率信号驱动放大电路、超声波发射器、超声波接收器、超声波接受信号放大器和温度传感器；集成单片机分别与手机上的手机屏幕、红外发射驱动电路、红外接收驱动电路、手机频率信号驱动放大电路、超声波接受信号放大器、手机上的手机喇叭和温度传感器电连接；手机左侧红外二极管和手机右侧红外二极管分别与红外发射驱动电路电连接，手机左侧光敏二极管和手机右侧光敏二极管分别与红外接收驱动电路电连接，频率信号驱动放大电路和超声波接受信号放大器分别与超声波发射器和超声波接收器电连接，超声波发射器和超声波接收器组成超声波传感器并置于手机头部，手机左侧红外二极管和手机左侧光敏二极管组成手机左侧红外距离传感器并置于手机左侧，手机右侧红外二极管和手机右侧光敏二极管组成手机右侧红外距离传感器并置于手机右侧。

本发明所述组合式遇障报警手机手机头部默认报警距离为3m，左右两侧默认报警距离为0.3m，也可通过手机屏幕选择报警模式并自定义调整其默认报警距离，在报警范围内有障碍物时，手机屏幕以图像或/和手机喇叭以声音方式发出警报信息。

本发明所述组合式遇障报警手机遇到前方障碍物时，集成单片机通过频率信号驱动放大电路控制超声波发射器向手机支架前方发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时，反射波通过超声波接受信号放大器输送给集成单片机，超声波在空气中的传播速度为v,而根据集成单片机内计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t,就可以计算出发射点距障碍物的距离S＝v×△t/2；通过环境温度传感器测得环境温度T，超声波传播速度可通过v＝331.45+0.607T求得，实现环境温度补偿，由此计算出被测距离，该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，在手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音方式发出警报信息。

本发明所述组合式遇障报警手机遇到左、右侧障碍物时，集成单片机通过红外发射驱动电路驱动发射头的红外二极管发出红外光，当红外光遇到障碍物后反射回来，反射回来红外光由红外接收驱动电路驱动红外接收头的光敏二极管接收到，并通过电压转换，将其转换为可测量的电压值U，通过U＝k/S，所述k值为反比例系数，可以得到障碍物与手机使用者之间的距离，该距离小于报警距离时，在手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音方式发出报警信息。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：一是手机内集成超声波传感器、红外距离传感器，超声波传感器置于手机头部，默认报警距离为3m；红外传感器分别置于手机两侧，默认报警距离为0.3m，默认报警距离可通过手机屏幕进行自定义调整，在报警范围内有障碍物时会在手机屏幕以图像或/和声音方式发出警报信息，以有效避免由于观看手机而导致的各种事故的发生；二是进行了环境温度补偿，提高了超声波测距精度，提高了手机用户行走时观看手机状态的安全性；三是有效利用了手机中原有的温度传感器、手机屏幕、喇叭等元器件，降低了成本；四是手机头部采用超声波回波测距原理，运用精确的时差测量技术，检测传感器与目标物之间的距离，采用小角度、小盲区超声波传感器，具有测量准确、无接触、防水、防腐蚀、低成本等优点；五是手机两侧采用红外线发光二极管，结构简单，易于小型化，且成本低，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为本发明涉及的组合式遇障报警手机工作原理示意框图。

具体实施方式：

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明：

实施例：

本实施例涉及的组合式遇障报警手机，在现有手机上设置集成单片机1、红外发射驱动电路4、手机左侧红外二极管51、手机右侧红外二极管52、红外接收驱动电路6、手机左侧光敏二极管71、手机右侧光敏二极管72、频率信号驱动放大电路A、超声波发射器B、超声波接收器C、超声波接受信号放大器D和温度传感器9；集成单片机1分别与手机上的手机屏幕2、红外发射驱动电路4、红外接收驱动电路6、频率信号驱动放大电路A、超声波接受信号放大器D、手机上的手机喇叭8和温度传感器9电连接；手机左侧红外二极管51和手机右侧红外二极管52分别与红外发射驱动电路4电连接，手机左侧光敏二极管71和手机右侧光敏二极管72分别与红外接收驱动电路6电连接，频率信号驱动放大电路A和超声波接受信号放大器D分别与超声波发射器B和超声波接收器C电连接，超声波发射器B和超声波接收器C组成超声波传感器并置于手机头部，手机左侧红外二极管51和手机左侧光敏二极管71组成手机左侧红外距离传感器并置于手机左侧，手机右侧红外二极管52和手机右侧光敏二极管72组成手机右侧红外距离传感器并置于手机右侧。

本实施例所述组合式遇障报警手机手机头部默认报警距离为3m，左右两侧默认报警距离为0.3m，也可通过手机屏幕2选择报警模式并自定义调整其默认报警距离，在报警范围内有障碍物时，手机屏幕2以图像或/和手机喇叭8以声音方式发出警报信息。

本实施例所述组合式遇障报警手机遇到前方障碍物33时，集成单片机1通过外部引脚输出脉冲宽度为250μs、40kHz的10个脉冲串通过频率信号驱动放大电路A以推挽方式加到超声波发射器B而发射出超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到手机前方障碍物33就立即返回来,超声波接收器C收到反射波就立即停止计时，反射波通过超声波接受信号放大器D输送到集成单片机1，超声波在空气中的传播速度为v,而根据集成集成单片机1内计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t,就可以计算出发射点距手机前方障碍物33的距离S＝v×△t/2；通过温度传感器9测得环境温度T，超声波传播速度可通过v＝331.45+0.607T求得，实现环境温度补偿，由此得到被测距离，当被测距离小于报警距离时，即手机前方障碍物33在报警范围内时，在手机屏幕2以图像或/和通过手机喇叭8以声音方式发出警报信息。

本实施例所述组合式遇障报警手机遇到左侧障碍物31时，集成单片机1通过红外发射驱动电路4驱动发射头的手机左侧红外二极管51发出红外光，当红外光在遇到手机左侧障碍物31后反射回来，反射回来红外光由红外接收驱动电路6驱动红外接收头的手机左侧光敏二极管71接收到，并通过电压转换，将其转换为可测量的电压值U，因为红外光的强度会随距离S的缩小而增强，红外接收电路转化的电压值U会随之增强，又因为电压与距离成反比——U＝k/S,k为反比例系数，通过对转换的电压的计算，可以知道手机使用者与手机左侧障碍物31之间的距离，当该距离小于报警距离时，即手机左侧障碍物31在报警范围内时，在手机屏幕2以图像或/和通过手机喇叭8以声音方式发出警报信息。

本实施例所述组合式遇障报警手机遇到右侧障碍物32时，集成单片机1通过红外发射驱动电路4驱动发射头的手机右侧红外二极管52发出红外光，当红外光在遇到手机右侧障碍物32后反射回来，反射回来红外光由红外接收驱动电路6驱动红外接收头的手机右侧光敏二极管72接收到，并通过电压转换，将其转换为可测量的电压值U，因为红外光的强度会随距离S的缩小而增强，红外接收电路转化的电压值U会随之增强，又因为电压与距离成反比——U＝k/S,k为反比例系数，通过对转换的电压的计算，可以知道手机使用者与手机右侧障碍物32之间的距离，当该距离小于报警距离时，即手机右侧障碍物32在报警范围内时，在手机屏幕2以图像或/和通过手机喇叭8以声音方式发出警报信息。

Claims (2)

1.一种组合式遇障报警手机，其特征在于在手机上设置集成单片机、红外发射驱动电路、手机左侧红外二极管、手机右侧红外二极管、红外接收驱动电路、手机左侧光敏二极管、手机右侧光敏二极管、频率信号驱动放大电路、超声波发射器、超声波接收器、超声波接受信号放大器和温度传感器；集成单片机分别与手机上的手机屏幕、红外发射驱动电路、红外接收驱动电路、手机频率信号驱动放大电路、超声波接受信号放大器、手机上的手机喇叭和温度传感器电连接；手机左侧红外二极管和手机右侧红外二极管分别与红外发射驱动电路电连接，手机左侧光敏二极管和手机右侧光敏二极管分别与红外接收驱动电路电连接，频率信号驱动放大电路和超声波接受信号放大器分别与超声波发射器和超声波接收器电连接，超声波发射器和超声波接收器组成超声波传感器并置于手机头部，手机左侧红外二极管和手机左侧光敏二极管组成手机左侧红外距离传感器并置于手机左侧，手机右侧红外二极管和手机右侧光敏二极管组成手机右侧红外距离传感器并置于手机右侧。

2.根据权利要求1所述的组合式遇障报警手机，其特征在于所述组合式遇障报警手机遇到前方障碍物时，集成单片机通过频率信号驱动放大电路控制超声波发射器向手机支架前方发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时，反射波通过超声波接受信号放大器输送给集成单片机，超声波在空气中的传播速度为v,而根据集成单片机内计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t,就可以计算出发射点距障碍物的距离S＝v×△t/2；通过环境温度传感器测得环境温度T，超声波传播速度可通过v＝331.45+0.607T求得，实现环境温度补偿，由此计算出被测距离，该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，在手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音方式发出警报信息；所述组合式遇障报警手机遇到左、右侧障碍物时，集成单片机通过红外发射驱动电路驱动发射头的红外二极管发出红外光，当红外光遇到障碍物后反射回来，反射回来红外光由红外接收驱动电路驱动红外接收头的光敏二极管接收到，并通过电压转换，将其转换为可测量的电压值U，通过U＝k/S，所述k值为反比例系数，可以得到障碍物与手机使用者之间的距离，该距离小于报警距离时，在手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音方式发出报警信息。