CN207722059U - 一种盲人智能拐杖 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盲人智能拐杖，本实用新型增加语音控制功能，可以对着拐杖发出语音命令，通过语音控制拐杖上各个功能的开关，本实用新型对于盲人发出的一系列命令，可以进行语音播报回复。当盲人遇到障碍物的时候，超声波避障功能，可以和语音播报紧密结合，告知盲人前方有障碍物需绕行。或者在道路上遇到水洼是，拐杖上的测水坑功能，能检测到盲人周围是否有水坑并语音提醒盲人。在遇到意外时可以通过一键呼救功能告知亲友自己的位置。另外RFID电子标签识别功能，在适当的场合布置标签，可以帮助盲人快速适应周围环境。

Description

一种盲人智能拐杖

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，具体为一种盲人智能拐杖。

背景技术

现实生活中盲人的生活非常困难，处处需要接受别人的帮助，这都给盲人带来非常大的打击。

为盲人导航一直是世界范围内尚未妥善解决的课题之一，而现有的导盲设备，从最简单的盲杖到应用了各种电子行走辅助技术的导盲设备，都尚无法提供全面而人性化的导航和避障服务，特别是当盲人身处陌生环境和陌生空间时，比如陌生的街道、陌生的餐厅、超市等等，这一需求显得更为迫切和重要。经调查，目前国内外的盲人导航设备研发还不是很成熟，不能做到人性化提醒功能，并且成本较高，一般家庭的经济状况承受不了这样巨大的开销，这就导致了设备很难普及。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种盲人智能拐杖，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种盲人智能拐杖，包括手柄和支撑杆，所述手柄内设置有导航模块以及用于连接移动终端APP的蓝牙通信模块，所述手柄一侧设置有LED警示灯，所述手柄上设置有按键，所述支撑杆内设置有：主控制芯片，用于控制各个模块；

语音识别模块，用于为主控制芯片提供输入信息；

语音合成模块，用于输出主控制芯片合成语音；

方向指南，用于将地磁信息转换为数字信号输出给主控制芯片；

可拆卸电池，用于给各个模块供电；

扬声器，用于播放语音合成模块输出的声音；

防丢失报警器；

上端超声波传感器，用于避障；

以及RFID识别；

所述支撑杆底部设置有用于避障的下端超声波传感器以及湿度传感器。

优选的，所述语音识别模块采用YS-LD3320芯片。

优选的，所述语音合成模块采用SYN6288芯片。

优选的，所述方向指南包括GY-271HMC5883电子指南针罗盘模块和三轴磁场传感器，三轴磁场传感器感应地球磁场，并将磁场信息转换为数字信号输出至语音合成模块。

优选的，所述按键包括一键呼救、取消呼救和手动方向指南。

优选的，所述一键呼救包括GY-521MPU-6050模块和SIM808模块。

优选的，所述防丢失报警器包括发射机和接收机组成，其中一只设置在拐杖上，另一只设置在使用者身上。

优选的，所述RFID识别为501系列非接触式RFID电子标签读写器以及可附着于目标物的RFID电子标签。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，由于盲人看不到外界事物，本实用新型设计了语音控制功能，可以对着拐杖发出语音命令，通过语音控制拐杖上各个功能的开关。对于盲人发出的一系列命令，可以进行语音播报回复。当盲人遇到障碍物的时候，超声波避障功能，可以和语音播报紧密结合，告知盲人前方有障碍物需绕行。或者在道路上遇到水洼是，拐杖上的测水坑功能，能检测到盲人周围是否有水坑并语音提醒盲人。在遇到意外时可以通过一键呼救功能告知亲友自己的位置。另外RFID电子标签识别功能，在适当的场合布置标签，可以帮助盲人快速适应周围环境。

附图说明

图1为本实用新型内部结构示意图；

图2为按键结构示意图；

图3为本实用新型框图；

图4为本实用新型工作流程图。

图中：1-支撑杆；2-导航模块；3-蓝牙通信模块；4-LED警示灯；5-按键；5a-一键呼救；5b-取消呼救；5c-手动方向指南；6-主控制芯片；7-语音识别模块；8-语音合成模块；9-方向指南；10-可拆卸电池；11-扬声器；12-防丢失报警器；13-上端超声波传感器；14-RFID识别；15-下端超声波传感器；16-湿度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种盲人智能拐杖，包括手柄和支撑杆1,所述手柄内设置有导航模块2以及用于连接移动终端APP的蓝牙通信模块3，所述手柄一侧设置有LED警示灯4，所述手柄上设置有按键5，所述支撑杆1内设置有：

主控制芯片6，用于控制各个模块；

语音识别模块7，用于为主控制芯片6提供输入信息；

语音合成模块8，用于输出主控制芯片6合成语音；

方向指南9，用于将地磁信息转换为数字信号输出给主控制芯片6；

可拆卸电池10，用于给各个模块供电；

扬声器11，用于播放语音合成模块8输出声音；

防丢失报警器12；

上端超声波传感器13，用于避障；

以及RFID识别14；

所述拐杖1底部设置有用于避障的下端超声波传感器15以及湿度传感器16。所述湿度传感器的比较器采用天士凯电子有限公司的LM393芯片，其具有工作稳定的优点，置于盲杖下方，利用湿度传感器检测水分。当道路前方有水坑时，利用湿度传感器检测出有水坑，系统会通过语音合成模块8自动提示盲人“有水坑，请注意”。测水坑功能的开关也是通过语音控制的，其原理和方向指南功能开关同理；LED警示灯4采用光敏电阻识别光强，LED警示灯4主要用于盲人夜晚或者大雾天出行，使用光敏电阻识别光强，这个灯主要用于提醒盲人前方的路人或车辆，此处有行人，请绕开行走，避免发生意外。

超声波避障：使用两个捷深科技有限公司的HC-SR04超声波传感器即上端超声波传感器13和下端超声波传感器15，分别探测成年人在实际环境中腰部以上的障碍和膝盖以下前方的障碍。拐杖在实际使用中为倾斜使用，经过实验后两个模块均水平向下倾斜30°附件安装可基本满足不同身高段的使用者要求，顶部尽量靠近手柄部分，底部的应距离底座5cm以上，防止行走过程中碰到东西。当前方周围80厘米范围内有障碍物时，会语音提示“上方有障碍物”或“下方有障碍物”。当上下楼梯时等情况时，不需要用到超声波避障，可以通过语音控制开关将其关闭，原理同上。

进一步的，所述语音识别模块7采用超纬电子品牌的YS-LD3320芯片，所述语音合成模块8采用宇音天下科技有限公司的SYN6288芯片，语音识别模块7采用超纬电子品牌的YS-LD3320芯片，这款针对盲人的智能拐杖可以通过语音控制各个功能的开关，语音识别模块7检测到语音控制命令后通过主控制芯片控制各项功能工作；语音合成模块8是使用宇音天下科技有限公司的SYN6288芯片，由主控制芯片控制根据传感器检测到的不同情况合成不同的语音提示由扬声器11播放出来。

进一步的，所述方向指南9包括天士凯电子有限公司的GY-271HMC5883电子指南针罗盘模块和三轴磁场传感器，三周磁场传感器感应地球磁场，并将磁场信息转换为数字信号输出至语音合成模块8。方向指南9通过磁阻感应器来感应地球磁场，然后将感受到的地磁信息转换为数字信号输出给语音合成模块8，拐杖通过语音播报出盲人当前所朝向的各个方向。当盲人想打开方向指南功能时，只须对着拐杖说出一级口令：“小明”，拐杖通过语音合成模块8回复“收到”后，即可以通过语音来控制方向指南功能的关闭。其控制过程为：对着拐杖说出“动方向开”，拐杖会自动进行语音识别，并通过语音合成说出“收到”，说明方向指南开关打开。当三轴磁场传感器检测到拐杖当前所朝向的方向时，就会通过语音播报告知盲人。关闭同理。当不想使用随时播报方向，可以关闭自动方向指南，可以使用手动方向指南，按下方向按键播报盲杖正面所朝向的方向，进行语音提示。

进一步的，所述按键包括一键呼救5a、取消呼救5b和手动方向指南5c。

进一步的，所述防丢失报警器12包括发射机和接收机组成，其中任意一只设置在拐杖上，另一只设置在使用者身上；由子机(发射机)和母机(接收机)两部分组成，采用无线电波的发射抑制原理，是由发射模块和接收模块两部分组成，其中一个置于拐杖上，一个随身携带。当盲人找不到自己拐杖的时候，只须按下子机上的按钮，子机便会发射出稳定的无线电波，母机接收到无线电信号后就会发出报警铃声，盲人就能循着声音找到自己拐杖的位置。

进一步的，所述一键呼救5a包括天士凯电子有限公司的GY-521MPU-6050模块和天士凯电子有限公司的SIM808模块，摔倒一键呼救和拨打电话发短信：摔倒采用天士凯电子有限公司的GY-521MPU-6050模块(三轴陀螺仪+三轴加速度)，拨打电话和发送短信用天士凯电子有限公司的SIM808模块。当盲人不慎摔倒或突发紧急情况时，拐杖倒地瞬间会自动给绑定的亲人手机上发短信。我们设置的也有一个取消呼救按键，若并非意外情况，盲人可以在10秒钟内按取消键，取消呼救。盲人还可自行选择是否一键打电话求救。还安装了GPS定位模块，家人在收到求救短信后，回复DW指令，可以通过手机地图精确的获取到盲人当前的位置信息。

进一步的，所述RFID识别14为501系列非接触式RFID电子标签读写器以及可附着于目标物的RFID电子标签，利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器，由于盲人看不见，我们在拐杖上安装了RFID电子标签读写器识别标签，读写器读取信息后，会语音播报告知盲人。家人可以为盲人在家里不同房间的门或者家具上贴一个RFID电子标签，还可置于拐杖下部用于读取下方物品或置于道路上的电子标签，拐杖上的RFID电子标签读写器可以读出每个物体的信息，并语音播报告知盲人。

如图4所示，本实用新型的拐杖投入使用时：当盲人想要到达一个地方的时候可以按下按键5，导航模块2会根据盲人所在位置，完成自动定位，盲人只须说出自己的目的地，导航模块2会自动规划出最佳路线，语音提示盲人到达目的地。

当盲人在道路上行走遇到障碍物的时候，上端超声波传感器13和下端超声波传感器15会语音提示盲人前方有障碍物，提示盲人避开绕行；湿度传感器16检测到道路前方有水坑时会提示盲人前方有水请绕开前行。如果盲人行走时想要知道自己当前所朝向的方向，可以打开方向指南功能，无论盲人处于何地，打开拐杖上的手动方向指南5c开关，拐杖会自动播报当时盲人所朝向的方向。

当盲人不慎摔倒或有紧急情况发生时，拐杖上还具有一键呼救5a和发短信，倒地瞬间拐杖自动给绑定的亲人手机号打电话，如果并非发生意外，盲人可以按下取消呼救5b。否则当亲人收到呼救电话后，可以向安放在拐杖内的手机号发送DW获取盲人当前所在位置信息。

盲人夜晚或者大雾天出行，拐杖上的LED警示灯4会自动打开，这个灯主要用于提醒盲人前方路人或车辆，此处有行人，请绕开行走，避免发生意外。

当盲人找不到自己的拐杖的时候，盲人按一下防丢失报警器遥控按钮，能听到安放在拐杖上防丢失报警器12的声音，然后循着声音就能找到自己的拐杖。

拐杖还具有RFID识别14功能，家人或者朋友可以为盲人在家里的各个房间的门或者家具上贴上RFID电子标签，拐杖上RFID读写器可以读出每个物体的信息，并语音播报告知盲人。也可在道路上或者房间地面放置电子标签用于导航指示路径，当拐杖下方RFID读写器读取标签后可语音提示位置指示路径。这个功能也可以应用在盲人社区，盲人学校等公共场所。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种盲人智能拐杖，包括手柄和支撑杆(1)，其特征在于：所述手柄内设置有导航模块(2)以及用于连接移动终端APP的蓝牙通信模块(3)，所述手柄一侧设置有LED警示灯(4)，所述手柄上设置有按键(5)，所述支撑杆(1)内设置有：主控制芯片(6)，用于控制各个模块；

语音识别模块(7)，用于为主控制芯片(6)提供输入信息；

语音合成模块(8)，用于输出主控制芯片(6)合成语音；

方向指南(9)，用于将地磁信息转换为数字信号输出给主控制芯片(6)；

可拆卸电池(10)，用于给各个模块供电；

扬声器(11)，用于播放语音合成模块(8)输出的声音；

防丢失报警器(12)；

上端超声波传感器(13)，用于避障；

以及RFID识别(14)；

所述支撑杆(1)底部设置有用于避障的下端超声波传感器(15)以及湿度传感器(16)。

2.根据权利要求1所述的一种盲人智能拐杖，其特征在于：所述语音识别模块(7)采用YS-LD3320芯片。

3.根据权利要求1所述的一种盲人智能拐杖，其特征在于：所述语音合成模块(8)采用SYN6288芯片。

4.根据权利要求1所述的一种盲人智能拐杖，其特征在于：所述方向指南(9)包括采用GY-271HMC5883电子指南针罗盘模块和三轴磁场传感器，三轴磁场传感器感应地球磁场，并将磁场信息转换为数字信号输出至语音合成模块(8)。

5.根据权利要求1所述的一种盲人智能拐杖，其特征在于：所述按键(5)包括一键呼救(5a)、取消呼救(5b)和手动方向指南(5c)。

6.根据权利要求5所述的一种盲人智能拐杖，其特征在于：所述一键呼救(5a)包括GY-521MPU-6050模块和SIM808模块。

7.根据权利要求1所述的一种盲人智能拐杖，其特征在于：所述防丢失报警器(12)包括发射机和接收机，其中一只设置在拐杖上，另一只设置在使用者身上。

8.根据权利要求1所述的一种盲人智能拐杖，其特征在于：所述RFID识别(14)为501系列非接触式RFID电子标签读写器以及可附着于目标物的RFID电子标签。