专利名称：智能盲人拐杖的制作方法
技术领域：
智能盲人拐杖[0001]技术领域:[0002]本实用新型涉及一种智能盲人拐杖。[0003]背景技术:[0004]现有的盲人拐杖只能够用尖端去探测近距离有没有障碍物，在拐杖的距离以外的障碍物是无法探知的，往往在危险已经临近时，盲人还无法感知到，时常会出现无法避免的灾难。[0005]发明内容:[0006]本实用新型的目的是提供一种以单片机为核心的超声波测距系统设计简单、方便，而且测量精度高的智能盲人拐杖。[0007]上述的目的通过以下的技术方案实现:[0008]一种智能盲人拐杖，其组成包括:拐杖，所述的拐杖装有智能控制盒，所述的智能控制盒内装有超声波测距单片机系统，所述的超声波测距单片机系统连接超声波发射、 接收电路，所述的超声波发射、接收电路连接报警输出电路，所述的报警输出电路连接蜂鸣器。[0009]所述的智能盲人拐杖，所述的超声波测距单片机系统包括单片机，所述的单片机连接晶振电路、复位电路、按键电路和电源滤波电路。[0010]所述的智能盲人拐杖，所述的超声波发射、接收电路包括超声波发射电路和超声波接收电路，所述的超声波发射电路与所述的超声波接收电路均连接所述的超声波测距单片机系统。[0011]所述的智能盲人拐杖，所述的报警输出电路包括电源，所述的电源连接三极管BG9 9012，所述的三极管BG9 9012连接电阻R6，所述的三极管BG9 9012连接二极管D7，所述的电源连接电阻R7和超声波脉冲变压器BY，所述的超声波脉冲变压器BY连接三极管BG8 9013，所述的三极管BG8 9013所述的二极管D7。[0012]有益效果:[0013]1.本实用新型采用的超声波具有指向性强，能耗小，传播距离较远等优点，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种。 本产品将超声波与盲人拐杖有机结合起来，超声波能够有效弥补盲人视力缺陷问题。[0014]2.本实用新型采用以AT89S51单片机为核心的低成本、高精度、微型化硬件和软件相结合的设计方式，能够帮助盲人辨识半空中的物体，使盲人减少意外伤害，避除障碍物。[0015]3.本实用新型以单片机为核心的超声波测距系统设计简单、方便，而且测量精度闻。[0016]4.本实用新型采用的超声波脉冲变压器提高了加载到超声波发送头两产端的电压，提高了超声波的发射功率，从而提高测量距离。[0017]5.本实用新型的接收电路结构简单，性能较好，制作难度小。[0018]附图 说明:[0019]附
图1是本产品的结构示意图。[0020]附图2是附
图1中智能控制盒的结构示意图。[0021]附图3是附
图1中超声波测距单片机系统电路图。[0022]附图4是附
图1中超声波测距发送电路图。[0023]附图5是附
图1中超声波测距接收电路图。[0024]附图6是附
图1中报警输出电路图。[0025]具体实施方式
:[0026]实施例1:[0027]一种智能盲人拐杖，其组成包括:拐杖1，所述的拐杖装有智能控制盒2，所述的智能控制盒内装有超声波测距单片机系统3，所述的超声波测距单片机系统连接超声波发射、 接收电路4，所述的超声波发射、接收电路连接报警输出电路5，所述的报警输出电路连接蜂鸣器6。[0028]实施例2:[0029]实施例1所述的智能盲人拐杖，所述的超声波测距单片机系统包括单片机，所述的单片机连接晶振电路、复位电路、按键电路和电源滤波电路。[0030]超声波测距单片机系统主要由:AT89S51单片机、晶振、复位电路、电源滤波部份构成。由K1，K2组成测距系统的按键电路。用于设定超声波测距报警值。[0031]实施例3:[0032]实施例1所述的智能盲人拐杖，所述的超声波发射、接收电路包括超声波发射电路和超声波接收电路，所述的超声波发射电路与所述的超声波接收电路均连接所述的超声波测距单片机系统。[0033]超声波发射电路由电阻Rl、三极管BGl、超声波脉冲变压器BY及超声波发送头Τ40 构成，接收电路由BG1、BG2组成的两组三级管放大电路构成；超声波的检波电路、比较整形电路由C7、D1、D2及BG3组成。[0034]40kHz的方波由AT89S51单片机的P2.7输出，经BGl推动超声波脉冲变压器，在脉冲变压器次级形成60VPP的电压，加载到超声波发送头上，驱动超声波发射头发射超声波。 发送出的超声波，遇到障碍物后，产生回波，反射回来的回波由超声波接收头接收到。由于声波在空气中传播时衰减，所以接收到的波形幅值较低，经接收电路放大，整形，最后输出一负跳变，输入单片机的P3脚。[0035]该测距电路的40kHz方波信号由单片机AT89S51的P2.7发出。方波的周期为 l/40ms，即25μ 半周期为12.5μ8。每隔半周期时间，让方波输出脚的电 平取反，便可产生 40kHz方波。由于单片机系统的晶振为12M晶振，因而单片机的时间分辨率是Ws，所以只能产生半周期为12μ8或13μ8的方波信号，频率分别为41.67kHz和38.46kHz。本产品在编程时选用了后者，让单片机产生约38.46kHz的方波。[0036]由于反射回来的超声波信号非常微弱，所以接收电路需要将其进行放大。接收到的信号加到BG1、BG2组成的两级放大器上进行放大。每级放大器的放大倍数为70倍。放大的信号通过检波电路得到解调后的信号。这里使用的是I N 4148检波二极管，输出的直流信号即两二极管之间电容电压。[0037]实施例4:[0038]实施例1所述的智能盲人拐杖，所述的报警输出电路包括电源，所述的电源连接三极管BG9 9012，所述的三极管BG9 9012连接电阻R6，所述的三极管BG9 9012连接二极管D7，所述的电源连接电阻R7和超声波脉冲变压器BY，所述的超声波脉冲变压器BY连接三极管BG8 9013，所述的三极管BG8 9013所述的二极管D7。[0039]为提高测测距系统的实用性，本测距系统的报警输出提供声响信号。报警信号由单片机P0.2 口输出，提供声响报警信号，电路由电阻R7、三极管BG8、蜂鸣器BY组成，当测量值低于事先设定的报警值时，蜂鸣器发出“滴、滴、滴…..”报警声响信号，测量值高于设定的报警值时，停止发出报警声响。[0040]实施例5:[0041]上述实施例所述的智能盲人拐杖，调试及性能分析，首先焊接各个模块，焊接完每个模块以后，再进行模块的单独测试，以确保在整个系统焊接完能正常的工作，原件安装完毕后，将写好程序的AT89S51机装到测距板上，通电后将测距板的超声波头对着墙面往复移动，本测距板Is测量4-5次，超声波发送功率较大时，测量距离远，则相应的下限值(盲区)应设置为高值。试验板中的声速没有进行温度补偿，声速值为340m/s，该值为15°C时的超声波值。[0042]然后进行性能分析，从实物测试的总体来说本测距板基本上达到了要求，理想上超声波测距能达到500到700厘左右，而我们所能实现的最大距离只有699厘，测量结果受环境温度影响。分析原因如下:超声波发射部份由电阻RU三极管BG1、超声波脉冲变压器 B及超声波发送头T40构成，以提高超声波的发射功率，从面提高测量距离。这种方式，加大的超声波了送头的余振时间，造成超声波测距盲区值较 大(本产品盲区值为40厘米)。
权利要求1.一种智能盲人拐杖，其组成包括:拐杖，其特征是:所述的拐杖装有智能控制盒，所述的智能控制盒内装有超声波测距单片机系统，所述的超声波测距单片机系统连接超声波发射、接收电路，所述的超声波发射、接收电路连接报警输出电路，所述的报警输出电路连接蜂鸣器。
2.根据权利要求1所述的智能盲人拐杖，其特征是:所述的超声波测距单片机系统包括单片机，所述的单片机连接晶振电路、复位电路、按键电路和电源滤波电路。
3.根据权利要求1或2所述的智能盲人拐杖，其特征是:所述的超声波发射、接收电路包括超声波发射电路和超声波接收电路，所述的超声波发射电路与所述的超声波接收电路均连接所述的超声波测距单片机系统。
4.根据权利要求1所述的智能盲人拐杖，其特征是:所述的报警输出电路包括电源， 所述的电源连接三极管BG9 9012，所述的三极管BG9 9012连接电阻R6，所述的三极管BG9 9012连接二极管D7，所述的电源连接电阻R7和超声波脉冲变压器BY，所述的超声波 脉冲变压器BY连接三极管BG8 9013，所述的三极管BG8 9013所述的二极管D7。
专利摘要智能盲人拐杖。现有的盲人拐杖只能够用尖端去探测近距离有没有障碍物，在拐杖的距离以外的障碍物是无法探知的，往往在危险已经临近时，盲人还无法感知到，时常会出现无法避免的灾难。一种智能盲人拐杖，其组成包括:拐杖(1)，所述的拐杖装有智能控制盒(2)，所述的智能控制盒内装有超声波测距单片机系统(3)，所述的超声波测距单片机系统连接超声波发射、接收电路(4)，所述的超声波发射、接收电路连接报警输出电路(5)，所述的报警输出电路连接蜂鸣器(6)。本实用新型用于盲人拐杖。
文档编号A45B3/00GK203137292SQ20132010779
公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月9日 优先权日2013年3月9日
发明者王帅, 陈泮洁, 刘强, 高凯, 贾鸿莉, 刘崇赋, 邱野, 王鸣鹿, 于淼, 高峰 申请人:贾鸿莉