导盲定位装置的制作方法

本实用新型属于盲人辅助工具领域，尤其涉及一种导盲定位装置。

背景技术：

据不完全统计，我国大约有2057万人患有听力、视力、语言残疾方面的疾病，人数约是中国总人口的两成。在一些发达国家，导盲犬是大多盲人出行的选择，然而在中国还是采用比较原始的出行方式，所以如何解决盲人出行成为了一个急需解决的问题。

另外到目前为止，全球痴呆患者人数已超过4680万人，其中50％-75％为阿尔兹海默病，也就是我们俗称的老年痴呆症。去年全年，全球新增990万名痴呆患者，平均每3秒新增1人。目前，中国阿尔兹海默症患者人数已居世界第一。老年痴呆症患者数量的快速增长给中国经济社会可持续发展提出了严重挑战，其中疾病所产生的最大风险之一就是老人走失现象，这一严酷的现状应尽快为大多数人所警觉。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了一种导盲定位装置，该装置操作简单、价格合理、功能实用；可以应用在穿戴设备上，将导盲定位装置与可以随身携带的臂包结合为一体，较比与之前的拐杖的形式要更简便。

为实现上述目的，本申请的技术方案是：导盲定位装置，包括：

对障碍物进行检测的超声波模块；

对声波的传输速度进行温度补偿的温度感应模块；

对本系统进行供电的电源模块；

将超声波模块测量到的障碍物距离进行播报的语音播报模块；

用于实时定位的GPS模块；

显示本装置与障碍物距离的液晶显示器；

为用户提供无线数据、互联网接入功能的3G上网模块；

用于处理超声波模块、温度感应模块、GPS模块传送的信号并向语音播报模块、液晶显示器发送指令的主控制器；

所述超声波模块、温度感应模块、电源模块、语音播报模块、GPS模块、液晶显示器、3G上网模块均与主控制器信号连接。

进一步地，上述装置还包括太阳能电池板，将光能转化成电能，为本装置供电；该装置的一侧设有切换按钮，在供电不足的情况下，使用太阳能电池板存储的电量。

进一步地，上述装置还包括蓝牙传输模块，将超声波模块测得的障碍物信息、GPS模块测得的位置信息向外部设备传输。

进一步地，所述温度感应模块为DS18B20温度传感器，与主控制器之间进行通信时，使用一根传输线建立双向通信。

进一步地，所述电源模块选用USB口进行供电。

更进一步地，所述超声波模块采用的是HC-SR04超声波测距模块。

更进一步地，所述液晶显示器为LCD1602。

作为更进一步地，所述语音播报模块采用SYN6288语音转换模块，实现与主控制器的数据传输。

作为更进一步地，蓝牙传输模块采用XM-15B蓝牙模块。

一种带有导盲功能的臂包，包括：上述的导盲定位装置，该导盲定位装置安装在臂包的外表面。

本实用新型由于采用以上技术方法，能够取得如下的技术效果：

1)本装置可以采用穿戴方式，与随身携带的臂包结合为一体，较比与之前的拐杖的形式要更简便。

2)采用超声波测距的方式实现障碍物的检测，同时为了提高测量的精准度，根据超声波在不同温度下传播速度不同，添加了温度感应模块，实现了通过温度检测对传播速度进行温度补偿，达到更精准测距的目的。

3)在添加了有正常的充电入口外，还添加了一块太阳能电池板，可以实现插入式充电和太阳能充电两种方式的切换，尽量避免供给电源的不足，同时做到环保节能。

4)采用蓝牙无线的通信方式，将设备获得的障碍物信息、位置信息通过蓝牙模块传送给相连接的设备，如蓝牙耳机或移动手机终端等，可以实现耳机的播报以及利用外部设备处理信息的功能，使用时干扰更小更方便。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为导盲定位装置结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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的描述：

实施例1

本实施例提供一种导盲定位装置，包括：

超声波模块，超声波传感器是利用超声波的特性研究而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。本申请采用HC-SR04超声波传感器，其主要技术参数为：

使用电压：DC---5V

静态电流：小于2mA

电平输出：高5V，低0V

感应角度：不大于15度

探测距离：2cm—4m

精度：0.3cm。

温度感应模块，在众多的影响因素中，温度对声速的影响最大，由超声波声速计算公式C＝331.45+0.607T可以看出在0～40度时，声速变化在331.45m/s～354.85m/s之间。而超声波20℃条件下的声速为343.32m/s为参考点，变化率为6.83％。所以温度的影响不能不计，要用声速修正公式对声速进行温度补偿，以避免温度对测量精度的影响。声速与温度的关系如式中所示：

C＝331.45+0.607T

不同温度下的超声波声速，必须考虑温度的影响，通过温度补偿的方法对声速进行补偿。根据不同温度下的声速，可以对声速进行温度补偿，补偿后的声速更接近当前温度下声速的真实值，声速确定后，只要有超声波的往返时间，即可更精准求得距离。本申请中采用DS18B20温度传感器，与主控制器之间进行通信时，使用一根传输线即可建立双向通信。

电源模块，引脚VCC接+5V电源，引脚GND接地线。选用USB口进行供电，简单方便。

语音播报模块，为了实现将测量到的数据语音播报的功能，本装置采用了SYN6288语音转换模块，它提供了一组全双工的异步串行通讯接口，实现与主控制器的数据传输，利用TxD和RxD以及GND实现串口通信。主控制器和SYN6288之间通过UART接口连接，主控制器可通过通讯接口向芯片发送控制命令和文本，芯片把接收到的文本合成为语音信号输出，输出的信号经功率放大器进行放大后连接到喇叭进行播放。SYN6288的RxD连接主控制器的TxD，TxD连接主控制器的RxD；

根据超声波模块测量到的障碍物距离，语音模块通过异步串口接收待合成的文本，实现文本到声音的转换。选用TTS文本转换语音技术，先将文字序列转换成音韵序列，再由系统根据音韵序列生成语音波形，通过主控芯片控制语音芯片发音。

GPS模块，本申请采用的是Ublox系列的GPS定位模块，该模块自带高性能无源陶瓷天线，通过串口与外部系统连接。主控制器利用RXD、TXD的串行数据传输功能与GPS进行数据通信。同时，也需要利用到装置中的蓝牙模块，实现定位信息的上传分享；

液晶显示器，LCD1602是一款工业字符型液晶，可以同时显示16x2个字符，即16列2行，它是采用HD44780液晶芯片控制，HD44780具有较强的指令集，它可以控制字符的闪烁，移动等功能。LCD1602的字符发生存储器已经存储了160个点阵字符图形，其中包括英文字母，阿拉伯数字，常用符号等字符，且每一个字符图形对应一个地址。本装置所采用的LCD1602，一共有16个引脚，带有背光接口。

3G上网模块，能够为用户提供高速的无线数据、互联网接入等业务，可以完成无线接收、发射、基带信号处理和音频信号处理功能。

主控制器为单片机，用于处理超声波模块、温度感应模块、GPS模块传送的信号并向语音播报模块、液晶显示器发送指令；该单片机采用市面上集成好的STC89C52。

所述超声波模块、温度感应模块、电源模块、语音播报模块、GPS模块、液晶显示器、3G上网模块均与主控制器信号连接。

实施例2

随着全球能源日趋紧张，太阳能成为新型能源得到了大力的开发，其中我们在生活中使用最多的就是太阳能电池了。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。当太阳光照射到半导体上时，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光，当然有一些变成热，另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子—空穴对。这样，光能就以产生电子—空穴对的形式转变为电能。

使用太阳能电池板是为了尽量避免因充电电池能源耗，导致设备无法使用的情况发生，同时也使为了环保节能。故上述装置还包括太阳能电池板，将光能转化成电能，为本装置供电；该装置的一侧设有切换按钮，在供电不足的情况下，使用太阳能电池板存储的电量。

实施例3

为了将超声波模块测得的障碍物信息、GPS模块测得的位置信息向外部设备传输，本装置还包括XM-15B蓝牙模块，该模块实现了蓝牙SPP标准，符合蓝牙2.1+EDR规范，包含两种工作模式：命令模式和数据模式，在数据模式下模块又可分为主、从和回环三种工作角色。本装置中蓝牙模块主要是作为从机的角色进行工作，主要是用于与手机端或其他终端的模块进行连接，在模块未被任何设备连接时，蓝色指示灯闪烁，处于空闲等待模式。与其它蓝牙设备连接之后，蓝色指示灯常亮，自动进入数据模式。在本申请中该蓝牙传输模块主要的作用是通过无线传输的方式，实现将传感器测得的信息向外部设备传输；

通讯距离：空旷条件下30M，最远可达60米，正常使用环境15M左右。

实施例4

本实施例提供一种带有导盲功能的臂包，所述臂包外表面上设有壳体，该壳体内设有安装腔，所述安装腔内设有实施例1或2或3所述的导盲定位装置，所述壳体外部设有电源开关及音量调节旋钮，音量调节旋钮调节语音。

该导盲定位装置也可以通过魔术贴直接粘贴在臂包的外表面。

本申请中导盲定位装置具有供电模式切换功能，可以通过装置一侧的切换按钮，在供电不足的情况下，使用太阳能电池板存储的电量。通过超声波模块对使用者前方障碍物距离进行测量，当测量距离大于设定的阈值时，主控制器会将此信息发送至液晶屏中，并给予警告播报。再实现外放播报的同时，若通过蓝牙模块连接了蓝牙耳机设备，通过无线传输方式，可以实现耳机的语音播报，信息播报更清楚、更隐蔽。可实现使用者与家人的实时信息交换，家人可以通过手机客户端根据使用设备的序列号，查询使用者的最新位置信息，本装置通过3G上网模块为用户提供无线数据。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。