CN210666691U

CN210666691U - 一种颜色感应的智能手套

Info

Publication number: CN210666691U
Application number: CN201922154789.7U
Authority: CN
Inventors: 王嘉乐; 张雨涵; 张艳红; 裴方旋; 王迈; 刘冬梅
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Hefei University of Technology
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2020-06-02
Anticipated expiration: 2029-12-05

Abstract

本实用新型公开了一种颜色感应的智能手套，是设置颜色RGB测量单元、测温回路、温控回路、LCD液晶显示单元、蜂鸣器回路、电池及电压测量回路、键盘回路并分别与CPU单元相连，从而获取RGB值并控制蜂鸣器及手套温度变化。本实用新型能使盲人通过温度能感受颜色，从而使盲人能通过手套认识和感受色彩。

Description

一种颜色感应的智能手套

技术领域

本实用新型涉及颜色感应智能手套领域，具体地说是涉及一种为盲人感知色彩世界的智能手套工具。

技术背景

盲人群体是一个较大的特殊群体，他们可以通过听觉、嗅觉、触觉来感知周围的事物，但却无法看见这个多姿多彩的世界。盲人对颜色是一无所知的，他们用触觉是不能感知颜色的冷暖的，当人们用嘴巴描述颜色的状况时，他们除了对黑色有所感知，其他的颜色都无法真正的感知和体验。目前市面上针对盲人感知颜色的智能穿戴设备还处于空白阶段。

发明内容

本实用新型是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种颜色感应的智能手套，以期能使盲人通过温度能感受颜色，从而使盲人能通过手套认识和感受色彩。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的。

本实用新型一种颜色感应的智能手套的特点包括：颜色RGB测量单元、测温回路、温控回路、LCD液晶显示单元、蜂鸣器回路、电池及电压测量回路、键盘回路和CPU单元；所述颜色RGB测量单元设置在智能手套的手心处；

所述CPU单元与所述颜色RGB测量单元相连，用于获取所述颜色RGB测量单元所采集的RGB值；

所述CPU单元与所述测温回路相连，用于实时获取温度值；

所述CPU单元与所述蜂鸣器回路相连，用于控制蜂鸣器发出不同频率的声音；

所述CPU单元与所述温控回路相连，用于调节智能手套的温度；

所述CPU单元与所述电池及电压测量回路相连，用于实时测量电池电压，并在电池电压低于设定值时，驱动所述蜂鸣器回路进行报警；

所述CPU单元与所述键盘回路相连，用于获取颜色、温度以及白平衡的按键指令；

所述CPU单元与所述LCD液晶显示单元相连，用于显示RGB值、温度值和低电提示信号。

本实用新型所述的智能手套的特点也在于，所述CPU单元采用型号为MSP430F4250的处理器。

所述颜色RGB测量单元采用TCS3200颜色传感器，且与所述CPU单元的连接关系为：

所述TCS3200颜色传感器的EO引脚与MSP430F4250处理器的27号引脚相连，用于选择使能端；

所述TCS3200颜色传感器的S0引脚、S1引脚分别与MSP430F4250处理器的23号引脚、24号引脚相连，用于设定OUT输出的比例因子；

所述TCS3200颜色传感器的S2引脚、S3引脚分别与MSP430F4250处理器的25号引脚、26号引脚相连，用于选择RGB通道；

所述TCS3200颜色传感器的OUT引脚与MSP430F4250处理器的28号引脚相连，用于输出RGB值。

所述温控回路采用5V电压驱动的半导体制冷片，且与所述CPU单元的16号引脚和17 号引脚相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本实用新型手套是将计算机技术、信息传感技术、人工智能技术相结合，采用MSP430F4250作为主控芯片，DS18B20数字温度计搭建检测模块，TCS3200颜色传感器构建感应模块，温度、声音控制器组成控制模块，最后通过嵌入的手段使电子元件与手套相结合，使盲人可以通过温度的冷暖和音调的高低感知颜色的色调，达到使盲人可以认识和感受色彩的目的。

附图说明

图1为本实用新型整体硬件原理框图；

图2为本实用新型CPU控制单元原理框图；

图3为本实用新型LCD液晶显示单元原理框图；

图4为本实用新型电池电压测量回路原理框图；

图5为本实用新型蜂鸣器回路原理框图；

图6为本实用新型测温电路原理框图；

图7为本实用新型温控电路原理框图；

图8a为本实用新型TCS3200颜色测量单元中发光二极管控制电路的原理框图；

图8b为本实用新型TCS3200颜色测量单元中RGB数据读写控制电路的原理框图；

图9为本实用新型智能手套正反面的示意图。

具体实施方式

本实施例中，如图1所示，一种颜色感应的智能手套是通过颜色传感器、温度传感器和温度控制器，使智能手套通过温度拥有可以感受颜色的能力，达到使盲人可以认识和感受色彩的目的，具体包括：颜色RGB测量单元、测温回路、温控回路、LCD液晶显示单元、蜂鸣器回路、电池及电压测量回路、键盘回路和CPU单元；其中，如图9所示，颜色RGB测量单元设置在智能手套的手心处；而测温电路和温控电路安装在手套的手背处，温控回路中的制冷片一面与手背接触，另外一面安装散热片；其余单元都集成在控制器壳体中，并安装在手套的手腕处。

具体实施中，如图2所示，CPU单元采用型号为MSP430F4250的处理器。本芯片体积小，接口丰富，功耗低，带LCD液晶驱动，适合做智能穿戴设备。

CPU单元与颜色RGB测量单元相连，利用颜色RGB测量单元将光信号转换为数字信号，从而获取颜色RGB测量单元所采集的RGB值，并根据RGB值大小，判断冷暖色；例如：红色、橙色、黄色为暖色，象征着：太阳、火焰。绿色、兰色、黑色为冷色，象征着：森林、大海、蓝天。灰色、紫色、白色为中间色。冷色调的亮度越高--越偏暖，暖色调的亮度越高-- 越偏冷。

具体实施中，颜色RGB测量单元采用TCS3200颜色传感器，且与CPU单元的连接关系为：

如图8a所示，颜色传感器的LEDCON与MSP430F4250处理器的20号引脚连接，用于控制4个指示灯，高电平有效；

如图8b所示，TCS3200颜色传感器的EO引脚与MSP430F4250处理器的27号引脚相连，用于选择使能端，电平有效。

TCS3200颜色传感器的S0引脚、S1引脚分别与MSP430F4250处理器的23号引脚、24号引脚相连，用于设定OUT输出的比例因子，可以根据CPU的实际情况定；

TCS3200颜色传感器的S2引脚、S3引脚分别与MSP430F4250处理器的25号引脚、 26号引脚相连，用于选择RGB通道；

TCS3200颜色传感器的OUT引脚与MSP430F4250处理器的28号引脚相连，用于输出RGB值，输出频率范围从2Hz-500kHz，可以用CPU定时间计数。

CPU单元与测温回路相连，用于实时获取温度值；

具体实施中，如图6所示，测温回路采用DS18B20温度传感器。DS18B20数字温度计体积小，抗干扰能力强，精度高，耐磨耐碰，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。DS18B20的数字温度计提供9至12位(可编程设备温度读数)。由于DS18B20是一条口线通信，所以MSP430F4250处理器与DS18B20只有一条口线连接。DS18B20的数据信号DQ1 与MSP430F4250处理器U2的引脚15连接，用于测量温度信号。

如图5所示，CPU单元与蜂鸣器回路相连，用于根据不同的颜色值，控制蜂鸣器发出不同频率的声音；蜂鸣器电路控制信号FM1与MSP430F4250处理器U2的19号引脚连接，低电平有效，当FM1为1时，三极管V1截止，蜂鸣器不工作，当FM1为0时，三极管V1导通，蜂鸣器工作。

CPU单元与温控回路相连，用于根据不同的颜色值，调节智能手套的温度，使手套产生不同的温度。

具体实施中，如图7所示，温控回路采用5V电压驱动的半导体制冷片，且与CPU单元的16号引脚和17号引脚相连接。MSP430F4250处理器U2的引脚16、引脚17上的控制信号ZL1、ZL2，工作逻辑如表1。自恢复保险BX1与5V电源连接，起到过流保护作用。

工作逻辑表1

ZL1	ZL2	功能	制冷片
				1	1	V4V5导通V2V3截止	不工作
1	0	V4V3导通V2V5截止	加热
				0	1	V2V5导通V4V3截止	制冷
0	0	V2V3导通V4V5截止	不工作

CPU单元与电池及电压测量回路相连，用于实时测量电池电压，并在电池电压低于设定值时，驱动蜂鸣器回路进行报警；

具体实施中，如图4所示，电池及电压测量回路采用CPU内部自带16位ADC模数转换器，R3、R4为分压测量电压电路，R5、R6起到滤波作用，信号BAT+、BAT-输出到MSP430F4250处理器U2的13号引脚、14号引脚，CPU启动AD转换，把模拟量转换为数字量；当电压低于设定值时候，蜂鸣器报警，液晶屏幕显示欠压标识。

CPU单元与键盘回路相连，用于获取颜色、温度以及白平衡的按键指令；具体实施中，键盘回路采用2个常开按键。

CPU单元与LCD液晶显示单元相连，用于显示RGB值、温度值和低电提示信号，从而完成人与CPU单元的双向交互；

具体实施中，如图3所示，LCD液晶显示单元采用4位段码液晶。本款液晶操作简单，功耗低，单片机可以直接控制。液晶U1的1号引脚至14号引脚与MSP430F4250处理器U2 的P2口和P5口连接，用于传输数据；MSP430F4250处理器U2的18号引脚与SS8550晶体管V6的基极连接控制液晶的背光，低电平有效。

具体实施中，本实用新型为盲人提供温度变化体验和声音频率变化两种体验模式，其中温度变化体验是根据RGB值的大小，冷暖色的温度是与当前温度差值的变化大小，声音频率体变化验模式是根据RGB值的大小提供不同频率的声音，暖色频率高，冷色频率低，同时采用低功耗单片机技术实现小型化并制作集成在穿戴手套上。

综上所述，本实用新型通过颜色传感器测量物体颜色RGB值，并根据RGB值得大小判定物体冷暖色调，暖色温度高，冷色温度低，同时驱动温控器输出不同的温度值使得盲人能够感触温度的高低，当环境温度变化时候，优于温控器输出的温度值不变，使得冷暖色调会出现偏差，夏季对暖色调反应迟钝，冬季对冷色调反应迟钝，从而使盲人通过温度来感受颜色的变化，使得盲人的色彩世界发生改变。

Claims

1.一种颜色感应的智能手套，其特征包括：颜色RGB测量单元、测温回路、温控回路、LCD液晶显示单元、蜂鸣器回路、电池及电压测量回路、键盘回路和CPU单元；所述颜色RGB测量单元设置在智能手套的手心处；

所述CPU单元与所述测温回路相连，用于实时获取温度值；

2.根据权利要求1所述的颜色感应的智能手套，其特征是，所述CPU单元采用型号为MSP430F4250的处理器。

3.根据权利要求2所述的颜色感应的智能手套，其特征是，所述颜色RGB测量单元采用TCS3200颜色传感器，且与所述CPU单元的连接关系为：

4.根据权利要求2所述的颜色感应的智能手套，其特征是，所述温控回路采用5V电压驱动的半导体制冷片，且与所述CPU单元的16号引脚和17号引脚相连接。