盲人出行购物可穿戴装置的控制电路的制作方法

本实用新型具体涉及一种盲人出行购物可穿戴装置的控制电路。

背景技术：

随着经济技术的发展以及人们生活水平的提高，人们对于盲人的关怀也越来越重视。但是，目前盲人出行购物并不方便。盲人出行，一般都需要有陪护人员陪同，费时费力，而且成本高昂。

在没有陪护人员陪护的情况下，盲人出行一般仅依靠导盲手杖或其他的电子导盲设备。然而导盲手杖的功能极其简单，能够为盲人提供的信息有限，且现有的电子导盲设备也存在某些不足，使用起来及其不便。现有电子导盲装置缺少与监护人通信的功能，增加了监护人的心理负担；测距模块探测距离短，易受温度、噪声等外界干扰，测量精度低；且现有电子导盲装置无获取视频图像的特征数据信息功能(如识别文字、检测识别物体)，这极大地限制了电子导盲装置对盲人的帮助。如今的电子导盲装置一般安装红外扫描仪用于获取商品信息，但是也需要盲人摸索条形码，使用起来都及其不便且获取的商品信息有限。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种功能实用可靠、检测稳定可行且使用方便的盲人出行购物可穿戴装置的控制电路。

本实用新型提供的这种盲人出行可穿戴装置的控制电路，包括电源模块、控制模块、振动模块、通信模块、摄像头模块、语音模块、温度检测模块和测距模块；振动模块、通信模块、摄像头模块、语音模块、温度检测模块和测距模块均与控制模块连接；电源模块用于给所述盲人出行可穿戴装置的控制电路供电；测距模块用于检测盲人出行可穿戴装置的控制电路与周围物体之间的距离，并将检测结果上传控制模块；温度检测模块用于检测盲人出行可穿戴装置的控制电路所在环境的温度数据信息并上传控制模块用于测距结果的温度校正；摄像头模块用于获取周围环境的视频图像的特征数据信息并上传控制电路；振动模块用于接收控制模块输出的驱动信号并进行振动；通信模块用于所述盲人出行可穿戴装置的控制电路与外部(手机app和监护人)进行数据通信；语音模块用于接收盲人发送的语言指令或者播报控制模块输出的信息给盲人；控制模块用于控制所述盲人出行可穿戴装置的控制电路工作。

所述的控制模块为型号为3b+树莓派的控制模块。

所述的通信模块为3b+树莓派控制模块自带的wifi通信模块。

所述的摄像头包括raspberrypicameramodulev2摄像头模块和openmv摄像头模块。

所述的振动模块为若干个振动马达。

所述的电源模块为电池供电电路。

所述的语音模块为型号为wegasun-m6的语音模块。

所述的温度检测模块为由型号为ds18b20的温度传感器构成的温度检测模块。

所述的测距模块为若干个超声波测距电路。

本实用新型提供的这种盲人出行可穿戴装置的控制电路，通过摄像头模块和测距模块检测盲人出行可穿戴装置与周围物体的距离并获取对应的视频图像的特征数据信息，然后通过控制电路的设计，实现了通过盲人出行可穿戴装置检测周围环境的数据信息，并及时通过语音模块和振动模块进行反馈，从而对穿戴了本实用新型装置的盲人进行预警；而且通过通信模块的设计，能实现盲人与监护人的交流，减轻了监护人的时间及心理负担。本实用新型的结构简单，功能实用可靠，检测稳定可行且使用方便。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的控制模块的电路原理示意图。

图3为本实用新型的语音模块的电路原理示意图。

图4为本实用新型的一路超声波模块的电路原理示意图。

图5为本实用新型的超声波模块中的发送电路原理示意图。

图6为本实用新型的超声波模块中的接收电路原理示意图。

图7为本实用新型的一路振动马达的电路原理示意图。

图8为本实用新型的温度检测模块的电路原理示意图。

图9为本实用新型的openmv摄像头模块的电路原理示意图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种盲人出行可穿戴装置的控制电路，包括电源模块、控制模块、振动模块、通信模块、摄像头模块、语音模块、温度检测模块和测距模块；振动模块、通信模块、摄像头模块、语音模块、温度检测模块和测距模块均与控制模块连接；电源模块用于给所述盲人出行可穿戴装置的控制电路供电；测距模块用于检测盲人出行可穿戴装置的控制电路与周围物体之间的距离，并将检测结果上传控制模块；温度检测模块用于检测盲人出行可穿戴装置的控制电路所在环境的温度数据信息并上传控制模块用于测距结果的温度校正；摄像头模块用于获取周围环境的视频图像的特征数据信息并上传控制电路；振动模块用于接收控制模块输出的驱动信号并进行振动；通信模块用于所述盲人出行可穿戴装置的控制电路与外部(手机app和监护人)进行数据通信；语音模块用于接收盲人发送的语言指令或者播报控制模块输出的信息给盲人；控制模块用于控制所述盲人出行可穿戴装置的控制电路工作。

如图2所示为本实用新型的控制模块的电路原理示意图：控制模块为型号为3b+树莓派的控制模块；模块的1脚、17脚、2脚和4脚均连接电源信号；模块的7脚、15脚、29脚和12脚均连接振动模块(比如振动马达)的驱动信号引脚，并输出驱动信号驱动振动马达振动；芯片的36脚和38脚连接测距模块(本实用新型中为超声波测距模块)并输出对应的信号，其中36脚(对应为trig1信号)为驱动信号引脚，直接连接超声波测距模块的驱动信号引脚并输出驱动信号，38脚(对应为echo1信号)则为信号接收引脚，从超声波测距模块接收检测数据并上传至控制模块；本实用新型采用四路测距模块，因此对应的引脚有11脚和13脚(对应于第二路测距模块)、16脚和18脚(对应于第三路测距模块)以及22脚和24脚(对应于第四路测距模块)；芯片的9脚、39脚、34脚、20脚和6脚均直接接地；芯片的31脚、33脚、35脚和37脚则连接摄像头模块中的openmv摄像头模块并进行数据交互；模块的32脚连接温度检测模块并获取温度检测模块上传的温度检测信息；模块的8脚和10脚则作为串口通信引脚，直接连接语音模块并进行数据交互。

在具体实施时，由于3b+树莓派控制模块自带摄像模块和通信模块，因此通信模块采用3b+树莓派控制模块自带的wifi通信模块，且直接采用raspberrypi自带的cameramodulev2摄像头模块。

如图3所示为本实用新型的语音模块的电路原理示意图：语音模块为型号为wegasun-m6的语音模块；模块的7～9脚、以及18脚均直接接地；模块的17脚连接电源信号，模块的2脚和3脚则作为串口通信引脚并直接连接控制模块。

如图4所示为本实用新型的一路超声波模块的电路原理示意图：超声波模块的1脚直接连接电源信号，2脚直接接地，3脚为驱动信号引脚(trig信号)并直接连接控制模块获取驱动信号；4脚为信号输出(echo信号)引脚并直接输出测距数据到控制模块。

如图5所示为本实用新型的超声波模块中的发送电路原理示意图：图中的pb5信号直接连接超声波模块的3脚并获取驱动信号；控制模块输出的驱动信号通过由u1a(型号为ne5532p)以及电阻r1和r2构成的放大电路进行同相放大后，输出一路驱动正极信号send1，同时输出的第二路驱动信号通过u2a构成的反向器(型号为mc54hc4049j)进行反向后，输出驱动负极信号send2；超声波探头的输入正极连接send1信号，超声波探头的输入负极连接send2信号；通过将超声波探头的输入负极的电信号进行反向后，达到驱动电压放大的目的。

如图6所示为本实用新型的超声波模块中的接收电路原理示意图：超声波探头检测到的信号通过由运放u1b(型号为ne5532p)、电阻r11和r8、电容c4和c6构成的滤波电路进行滤波后，再通过由运放u4a(型号为ne5532p)、电阻r12和r9、电容c5和c7构成的滤波电路再次滤波后，输出的信号通过由lm311p得到的差分比较器进行比较，最终得到超声波探头的检测信号pe3并直接连接超声波测距模块的echo信号引脚。

如图7所示为本实用新型的一路振动马达的电路原理示意图：模块的1脚接地，2脚悬空；4脚连接电源信号vcc；3脚则连接控制模块并获取对应的驱动信号。

如图8所示为本实用新型的温度检测模块的电路原理示意图：温度检测模块为由型号为ds18b20的温度传感器构成的温度检测模块；温度传感器u4的1脚直接接地，3脚连接电源信号vcc；2脚为检测信号输出引脚并输出temp温度信号到控制模块；同时为了保证引脚电平的稳定性，传感器的2脚直接通过上拉电阻r1连接电源信号。

如图9所示为本实用新型的openmv摄像头模块的电路原理示意图：openmv摄像头模块与控制模块直接通过四路信号out1～out4连接。

在具体实施时，本实用新型采用四路超声波测距模块，同时对应于四路振动马达；超声波测距模块和振动马达相邻布置；当一路超声波测距模块检测到前方有障碍且距离较近时，控制模块读出对应的距离数据并输出振动马达的驱动信号，则该路超声波测距模块对应的振动马达振动，从而提醒穿戴者在该方向上存在距离较近的障碍物。

类似的，控制模块也可以将其他预警信息发送到语音模块进行语音播报，从而提醒穿戴者。

超声波模块具有检测灵敏的优点，用于本实用新型的测距检测，能够更加快速的对周边的障碍物进行检测和测距，从而能够更好的服务于使用者；同时，在具体的电路图中，通过将超声波模块的地电平信号拉高，从而使得超声波模块的放大幅度提高了一倍，从而提高了超声波模块的发射功率和测距距离。

在具体部署时，将超声波模块布置在装置的前后左右四个方向，同时将振动模块也和超声波模块布置在超声波模块周围，从而解放行走过程中盲人的双手：盲人原地转动时能够全方位的探测盲人身体周围的障碍位置和高度。当有障碍物时，可以采用语音播报的方式进行提醒，也可以采用对应方位振动模块振动的方式进行提醒。

同时，本实用新型包括了摄像头模块；因此在未来的进一步的开发和应用过程中，本实用新型可以提供足够的应用硬件平台，在结合现有的图像识别算法的基础上，可以实现商品相关信息(商品条码、商品名称、厂家、价格等)的图像识别和语音播报，以及各类其他外界信息(货币、各类交通元素(比如斑马线、红绿灯等)、楼道识别、盲道识别等)的语音识别和播报。