CN107669454A - 基于超声波测量的导盲拐杖 - Google Patents
基于超声波测量的导盲拐杖 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于超声波测量的导盲拐杖，包含拐杖本体、第一至第二震动模块、声音提醒模块、第一至第二超声波测量模块、控制模块、电源模块和水滴感应器；第一、第二震动模块分别设置在拐杖本体手握部的左侧和右侧；第一、第二超声波测量模块水平设置在拐杖本体上部的正面；水滴感应器设置在拐杖本体的底部；控制模块、电源模块均设置在拐杖本体内。工作时，控制模块在水滴感应器感应到有水时控制声音提醒模块工作，并根据第一超声波测量模块、第二超声波测量模块的感应数据控制第一震动模块、第二震动模块工作。本发明结构简单，使用方便，能够主动提醒盲人障碍物的方位和距离，并能够主动提醒盲人前方是否有水。
Description
技术领域
本发明涉及导盲电子领域，尤其涉及一种基于超声波测量的导盲拐杖。
背景技术
拐杖，一种辅助行走的简单器械，通常是一根木制或金属棍子。一般是老人和残疾人使用。
现有的拐杖对于盲人来说，一般只能用来对拐杖长度距离之内的障碍物进行探测，不能主动告诉盲人障碍物的方向和距离。
且现有的拐杖不能提醒盲人前方是否有水。
声波是属于声音的类别之一，属于机械波，声波是指人耳能感受到的一种纵波，其频率范围为16Hz-20KHz。当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波，高于20KHz则称为超声波声波。
它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。
超声波可以根据原理分可以分为检测超声和功率超声。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用，超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中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。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2 。这就是所谓的时间差测距法。
超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。
测距的公式表示为：L=C×T
式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。
超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量，虽然目前的测距量程上能达到百米，但测量的精度往往只能达到厘米数量级。
由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，是作为液体高度测量的理想手段。在精密的液位测量中需要达到毫米级的测量精度，但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。通过分析超声波测距误差产生的原因，提高测量时间差到微秒级，以及用LM92温度传感器进行声波传播速度的补偿后，高精度超声波测距仪能达到毫米级的测量精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于超声波测量的导盲拐杖。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
基于超声波测量的导盲拐杖，包含拐杖本体、第一震动模块、第二震动模块、声音提醒模块、第一超声波测量模块、第二超声波测量模块、控制模块、电源模块和水滴感应器；
所述第一震动模块、第二震动模块分别设置在所述拐杖本体手握部的左侧和右侧，用于根据控制模块的指令对使用者发出关于障碍物距离的震动提醒；
所述第一超声波测量模块、第二超声波测量模块水平设置在所述拐杖本体上部的正面，用于感应周边障碍物和拐杖本体之间的距离，并将其传递给所述控制模块；
所述水滴感应器设置在所述拐杖本体的底部，用于感应拐杖本体底部是否和水接触，并将其传递给所述控制模块；
所述声音提醒模块设置在拐杖本体上，用于根据控制模块的指令发出前方是否有水声音提醒；
所述控制模块、电源模块均设置在拐杖本体内；
所述控制模块分别和电源模块、第一震动模块、第二震动模块、声音提醒模块、第一超声波测量模块、第二超声波测量模块、水滴感应器电气相连，用于根据第一超声波测量模块、第二超声波测量模块、水滴感应器的感应数据控制第一震动模块、第二震动模块、声音提醒模块工作。
作为本发明基于超声波测量的导盲拐杖进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用AVR系列单片机。
作为本发明基于超声波测量的导盲拐杖进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用Atmega168PA单片机。
作为本发明基于超声波测量的导盲拐杖进一步的优化方案，所述电源模块采用锂离子电池。
作为本发明基于超声波测量的导盲拐杖进一步的优化方案，所述锂离子电池的型号为ICR18650。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1. 结构简单，使用方便；
2. 能够主动提醒盲人障碍物的方位和距离；
3. 能够主动提醒盲人前方是否有水。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明公开了一种基于超声波测量的导盲拐杖，包含拐杖本体、第一震动模块、第二震动模块、声音提醒模块、第一超声波测量模块、第二超声波测量模块、控制模块、电源模块和水滴感应器；
所述第一震动模块、第二震动模块分别设置在所述拐杖本体手握部的左侧和右侧，用于根据控制模块的指令对使用者发出关于障碍物距离的震动提醒；
所述第一超声波测量模块、第二超声波测量模块水平设置在所述拐杖本体上部的正面，用于感应周边障碍物和拐杖本体之间的距离，并将其传递给所述控制模块；
所述水滴感应器设置在所述拐杖本体的底部，用于感应拐杖本体底部是否和水接触，并将其传递给所述控制模块；
所述声音提醒模块设置在拐杖本体上，用于根据控制模块的指令发出前方是否有水声音提醒；
所述控制模块、电源模块均设置在拐杖本体内；
所述控制模块分别和电源模块、第一震动模块、第二震动模块、声音提醒模块、第一超声波测量模块、第二超声波测量模块、水滴感应器电气相连，用于根据第一超声波测量模块、第二超声波测量模块、水滴感应器的感应数据控制第一震动模块、第二震动模块、声音提醒模块工作。
所述控制模块的处理器采用AVR系列单片机。
所述控制模块的处理器优先采用Atmega168PA单片机。
所述电源模块采用锂离子电池，型号为ICR18650。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.基于超声波测量的导盲拐杖，其特征在于，包含拐杖本体、第一震动模块、第二震动模块、声音提醒模块、第一超声波测量模块、第二超声波测量模块、控制模块、电源模块和水滴感应器；
所述第一震动模块、第二震动模块分别设置在所述拐杖本体手握部的左侧和右侧，用于根据控制模块的指令对使用者发出关于障碍物距离的震动提醒；
所述第一超声波测量模块、第二超声波测量模块水平设置在所述拐杖本体上部的正面，用于感应周边障碍物和拐杖本体之间的距离，并将其传递给所述控制模块；
所述水滴感应器设置在所述拐杖本体的底部，用于感应拐杖本体底部是否和水接触，并将其传递给所述控制模块；
所述声音提醒模块设置在拐杖本体上，用于根据控制模块的指令发出前方是否有水声音提醒；
所述控制模块、电源模块均设置在拐杖本体内；
所述控制模块分别和电源模块、第一震动模块、第二震动模块、声音提醒模块、第一超声波测量模块、第二超声波测量模块、水滴感应器电气相连，用于根据第一超声波测量模块、第二超声波测量模块、水滴感应器的感应数据控制第一震动模块、第二震动模块、声音提醒模块工作。
2.根据权利要求1所述的基于超声波测量的导盲拐杖，其特征在于，所述控制模块的处理器采用AVR系列单片机。
3.根据权利要求2所述的基于超声波测量的导盲拐杖，其特征在于，所述控制模块的处理器采用Atmega168PA单片机。
4.根据权利要求1所述的基于超声波测量的导盲拐杖，其特征在于，所述电源模块采用锂离子电池。
5.根据权利要求4所述的基于超声波测量的导盲拐杖，其特征在于，所述锂离子电池的型号为ICR18650。
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| CN201711234063.3A CN107669454A (zh) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | 基于超声波测量的导盲拐杖 |
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Publications (1)
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2017
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