一種盲人導(dǎo)行手杖的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種盲人導(dǎo)行手杖，包括支架、第一模型箱、第二模型箱和超聲波測距模塊，支架為中空柱狀結(jié)構(gòu)，第一模型箱通過轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接在支架底部，第二模型箱設(shè)在支架上部；第一模型箱內(nèi)設(shè)有RFID檢測模塊；第二模型箱內(nèi)設(shè)有核心電路模塊，該核心電路模塊包括設(shè)有GPS定位電路、GSM發(fā)短信電路、WT588D語音電路和單片機(jī)，單片機(jī)分別連接GPS定位電路、GSM發(fā)短信電路、WT588D語音電路和RFID檢測模塊，GPS定位電路與GSM發(fā)短信電路相連接，第二模型箱外表面上設(shè)有開關(guān)控制按鍵，頂部設(shè)有LCD顯示屏；超聲波測距模塊與手杖一體設(shè)置或分體設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有使用方便、功能多樣等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種盲人導(dǎo)行手杖

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電子產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種盲人導(dǎo)行手杖。

【背景技術(shù)】
[0002] 盲杖是輔助盲人出行的必要工具之一，盲道是城市道路的重要組成部分。目前國 內(nèi)高科技盲人用品稀缺，但市場需求大。當(dāng)前普通盲杖一般在材料和機(jī)械結(jié)構(gòu)上作改進(jìn)，功 能上改進(jìn)不大，城市盲道一般僅僅用特殊紋路的地板鋪設(shè)。存在以下三個(gè)問題：（1)實(shí)際生 活中盲道和盲杖無法滿足盲人出行的多方位需求；（2)盲道和路口、斑馬線、天橋等過街設(shè) 施難以銜接，使得盲道只適合短距離通行；（3)盲道上障礙多，尤其有一定高度的突起障礙 物，普通盲杖無法規(guī)避。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種使用方便、 功能多樣的盲人導(dǎo)行手杖。
[0004] 本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種盲人導(dǎo)行手杖，在地面下方布設(shè)電子標(biāo)簽的盲道上使用，包括支架、第一模型 箱、第二模型箱和超聲波測距模塊，所述的支架為中空柱狀結(jié)構(gòu)，所述的第一模型箱通過轉(zhuǎn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)連接在支架底部，第二模型箱設(shè)在支架上部；
[0006] 所述的第一模型箱內(nèi)設(shè)有用于讀取盲道上電子標(biāo)簽的RFID檢測模塊；
[0007] 所述的第二模型箱內(nèi)設(shè)有核心電路模塊，該核心電路模塊包括設(shè)有GPS定位電 路、GSM發(fā)短信電路、WT588D語音電路和單片機(jī)，單片機(jī)分別連接GPS定位電路、GSM發(fā)短信 電路、WT588D語音電路和RFID檢測模塊，所述的GPS定位電路與GSM發(fā)短信電路相連接，第 二模型箱外表面上設(shè)有開關(guān)控制按鍵，頂部設(shè)有LCD顯示屏，該LCD顯示屏與單片機(jī)連接， GPS定位電路能將GPS定位信息由按鍵觸發(fā)通過GSM發(fā)短信電路發(fā)送到指定號碼；
[0008] 所述的超聲波測距模塊與手杖一體設(shè)置或分體設(shè)置，用于超聲波避障。
[0009] 所述的超聲波測距模塊與手杖一體設(shè)置時(shí)，該超聲波測距模塊包括超聲波測距電 路，所述的超聲波測距電路集成設(shè)在核心電路模塊中，并與單片機(jī)處理器連接，所述的第二 模型箱外表面還設(shè)置有超聲波接收孔和超聲波發(fā)射孔。
[0010] 所述的超聲波測距模塊與手杖分體設(shè)置時(shí)，該超聲波測距模塊包括盒體和設(shè)在盒 體內(nèi)的超聲波測距電路和單片機(jī)，單片機(jī)與超聲波測距電路連接，所述的盒體外表面設(shè)置 超聲波接收孔、超聲波發(fā)射孔、開關(guān)按鍵和喇叭。
[0011] 所述的超聲波測距電路包括超聲波發(fā)送及接收端、語音芯片和蜂鳴器，所述的單 片機(jī)分別連接超聲波發(fā)送及接收端、語音芯片和蜂鳴器。
[0012] 所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)彈簧和固定拉線組成。
[0013] 所述的核心電路模塊集成在一個(gè)PCB板上。
[0014] 所述的開關(guān)控制按鍵包括開關(guān)按鍵、短信重啟按鍵及短信發(fā)送按鍵。
[0015] 所述的開關(guān)控制按鍵還包括距離播報(bào)按鍵。
[0016] 所述的支架上作為手柄的一端設(shè)置有螺旋形花紋。
[0017] 所述的RFID檢測模塊包括相連接的RFID檢測子電路和刷卡語音子電路。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型第一模型箱可以繞盲杖支架轉(zhuǎn)動(dòng)0?180度，使用者 可以用不同的傾斜度握著盲杖；同時(shí)其將超聲波測距、GPS定位、GSM發(fā)短信、RFID檢測及語 音等電路組合安裝在一個(gè)手杖上，分別實(shí)現(xiàn)規(guī)避障礙物，獲取當(dāng)前經(jīng)緯度并短信告知家人， 獲取當(dāng)前地理位置和規(guī)避障礙物三個(gè)功能，是基于物聯(lián)網(wǎng)的"多功能"盲人導(dǎo)行手杖，有利 于推進(jìn)殘疾人專用的無障礙技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)、應(yīng)用和推廣，能夠滿足盲人出行的多方位 需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本實(shí)用新型的正面示意圖；
[0020] 圖2為本實(shí)用新型的背面示意圖；
[0021] 圖3為本實(shí)用新型的側(cè)面示意圖；
[0022] 圖4位本實(shí)用新型的頂面示意圖；
[0023] 圖5為本實(shí)用新型核心電路模塊中的單片機(jī)電路示意圖；
[0024] 圖6為IXD顯示屏電路示意圖；
[0025] 圖7為GSM發(fā)短信電路示意圖；
[0026] 圖8為WT588D語音電路示意圖；
[0027] 圖9為超聲波發(fā)送及接收端電路示意圖；
[0028] 圖10為蜂鳴器電路示意圖；
[0029] 圖11為RDID檢測電路示意圖；
[0030] 圖12為刷卡語音電路示意圖；
[0031] 圖13為超聲波測距模塊中的單片機(jī)電路示意圖；
[0032] 圖14為超聲波測距模塊中的開關(guān)按鍵電路示意圖。
[0033] 圖中標(biāo)號：1為第一模型箱，2為支架，3為第二模型箱，4為超聲波發(fā)射孔，5為超 聲波接收孔，6為喇叭放音縫隙，7為開關(guān)按鍵，8為距離播報(bào)按鍵，9為短信重啟按鍵，10為 短信發(fā)送按鍵，11為IXD顯示屏。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型 技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 如圖1-圖4所示，一種盲人導(dǎo)行手杖，其在地面下方布設(shè)電子標(biāo)簽的盲道上使用， 包括支架2、第一模型箱1、第二模型箱3和超聲波測距模塊，支架2為內(nèi)空的長圓柱，第一 模型箱1通過轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接在支架2的底部，里面放置RFID檢測模塊，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)彈 簧和固定拉線組成，使得盲杖的支架2可繞第一模型箱1轉(zhuǎn)動(dòng)0?180度，并在任意位置固 定，使使用者可以用不同的傾斜度握著盲杖。第二模型箱3位于支架2的上部，是盲杖的核 心部分，第二模型箱3內(nèi)放置核心電路模塊，該核心電路模塊設(shè)置在一個(gè)PCB板上，進(jìn)一步 減小了盲杖尺寸，在第二模型箱3的頂部設(shè)置LCD顯示屏11，手杖上握著的地方可設(shè)置螺旋 形花紋。
[0037] 通過對人體尺寸的研究，可設(shè)計(jì)兩種超聲波避障的方式。方式1 :超聲波測距模塊 整合在盲杖中，和手杖一體化設(shè)計(jì)：方式2 :超聲波測距模塊和手杖分開設(shè)計(jì)，可獨(dú)立戴在 手上。超聲波測距模塊采用US-100超聲波測距模塊。
[0038] 本實(shí)施例中，超聲波測距模塊和手杖一體化設(shè)計(jì)，超聲波測距模塊的超聲波測距 電路設(shè)在第二模型箱3內(nèi)，則第二模型箱3內(nèi)的核心電路模塊就包括單片機(jī)、超聲波測距電 路、GPS定位電路、GSM發(fā)短信電路以及WT588D語音電路，如圖5-12所示，單片機(jī)分別連接 超聲波測距電路、GPS定位電路、GSM發(fā)短信電路、WT588D語音電路和IXD顯示屏11，IXD顯 示屏11顯示當(dāng)前位置信息、GPS信息和距離信息，GPS定位電路與GSM發(fā)短信電路相連接， 能將GPS定位信息由按鍵觸發(fā)通過GSM發(fā)短信電路發(fā)送到指定號碼。WT588D語音電路采用 型號為NY3P035AP8的語音電路。
[0039] 具體的說：核心電路模塊的電源連接在GSM發(fā)短信電路上，各個(gè)部件間的連接關(guān) 系為（其中左邊為單片機(jī)外圍電路，右邊為相應(yīng)的模塊）--GSM發(fā)短信電路：VCC-VCC， GND-GND，RXD-下載程序時(shí)連接此腳，TXD-下載程序和GSM的TXD引腳；GPS定位電 路：TXD-TX，GND-GND，3. 3V-3. 3 ;WT588D 語音電路：3. 3V-VCC，busy-busy，P02-P02， P01-P01，Ρ00-Ρ00, GND-GND，VCC-VDD ;超聲波：VCC-VCC，Trig-Trig，Echo-Echo， GND-GND。
[0040] 本實(shí)施例中，單片機(jī)采用Atmel公司的STC12C2052AD單片機(jī)，特點(diǎn)是低功耗，高 速，高可靠，寄存器數(shù)量多。第二模型箱3的正面設(shè)置兩個(gè)孔和喇叭放音縫隙6,背面設(shè)置四 個(gè)開關(guān)控制按鍵，兩個(gè)孔分別為超聲波發(fā)射孔4和超聲波接收孔5,四個(gè)開關(guān)控制按鍵分別 為開關(guān)按鍵7、距離播報(bào)按鍵8、短信重啟按鍵9及短信發(fā)送按鍵10。按下距離播報(bào)按鍵8， 則播報(bào)當(dāng)前位置與檢測到的障礙物的距離；每次發(fā)送短信前，需要按下短信重啟按鍵9 ;按 下短信發(fā)送按鍵10則向特定機(jī)主發(fā)送當(dāng)前的位置信息，比如經(jīng)緯度信息。
[0041] 超聲波測距電路包括語音芯片（型號：NY3P035AP8)、蜂鳴器（型號：TMB12A05)、 超聲波發(fā)送及接收端、按鍵和程序下載電路，超聲波發(fā)送及接收端不斷通過超聲波發(fā)射孔4 和超聲波接收孔5發(fā)出和接收聲波信號，根據(jù)時(shí)間差計(jì)算發(fā)射裝置到反射位置的距離；不 斷檢測障礙物距離，預(yù)期障礙物包括前進(jìn)路途中的自行車、電動(dòng)車、汽車后視鏡等，規(guī)避障 礙物高度在900mm?1100mm。如果障礙物距離在50cm內(nèi)，蜂鳴器就進(jìn)行報(bào)警，發(fā)出"滴滴" 響聲；此時(shí)按下距離播報(bào)按鍵8,則通過喇叭放音縫隙6發(fā)出聲音"當(dāng)前距離為 XX厘米"， "XX"為超聲波測量的當(dāng)前使用者到障礙物的距離，以"厘米"為單位。超聲波測距的技術(shù)指 標(biāo)為：報(bào)警距離50cm ;最遠(yuǎn)檢測距離為7. 5m。
[0042] RFID檢測模塊工作時(shí)，通過讀取鋪設(shè)在盲道上的RFID電子標(biāo)簽內(nèi)信息，所獲得信 息由單片機(jī)處理，將信號提供給WT588D語音電路，將電信號轉(zhuǎn)換為聲音信號，給予盲人語 音導(dǎo)盲提示。實(shí)現(xiàn)：1、行程中準(zhǔn)確確定當(dāng)前位置等信息；2、特殊位置（路況變化處）進(jìn)行提 醒和導(dǎo)行輔助。其需和在地面下方布設(shè)電子標(biāo)簽盲道相結(jié)合使用，從而為使用者提供位置、 路況、公共設(shè)施以及方向等信息。通過在地面下方大范圍布設(shè)廉價(jià)的電子標(biāo)簽，盲人便能夠 隨時(shí)隨地掌握周邊情況。馬路、天橋等盲道難以銜接的位置，以及便民設(shè)施，更是布設(shè)重點(diǎn)。 RFIDRFID檢測模塊由RFID檢測子電路和刷卡語音子電路兩部分組成，如圖11-12所示。
[0043] GPS定位電路購自Ublox公司，型號為NE0-6M-0-001，GSM發(fā)短信電路購自西門子 公司，型號為0682 ;GPS定位電路和GSM發(fā)短信電路在迷失方向或遇到危險(xiǎn)時(shí)，通過盲杖背 面功能鍵即可通知家人自己所在位置。由GPS定位電路檢測到當(dāng)前位置（經(jīng)緯度信息），通 過單片機(jī)顯示在IXD顯示屏11上，同時(shí)按下短信發(fā)送按鍵10,通過GSM發(fā)短信電路會(huì)給單 片機(jī)內(nèi)設(shè)定好的指定號碼發(fā)送當(dāng)前經(jīng)緯度短信信息。
[0044] 本實(shí)用新型中，將超聲波測距電路、GPS定位電路、GSM短信模塊、RFID檢測模塊和 WT588D語音電路組合，安裝在一個(gè)手杖上，得到基于物聯(lián)網(wǎng)的盲人導(dǎo)行手杖，實(shí)現(xiàn)規(guī)避障礙 物，獲取當(dāng)前經(jīng)緯度并短信告知家人，獲取當(dāng)前地理位置三個(gè)功能。
[0045] 上述盲人導(dǎo)行手杖可以和城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相結(jié)合，和新型的物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，和 無線廣播網(wǎng)絡(luò)結(jié)合等，為盲人提供多方位的導(dǎo)航信息。
[0046] 經(jīng)測試，以上樣本完全具備所述的三個(gè)功能。且經(jīng)過改進(jìn)，可以做到系統(tǒng)操作簡 便，上手快；成本低，適應(yīng)一般消費(fèi)水平。
[0047] 本實(shí)用新型的工作過程具體如下：
[0048] 調(diào)整第一模型箱1對地的傾斜角度，啟動(dòng)電源的開關(guān)按鍵7,以合適姿勢握住盲 杖；待LCD顯示屏11上正常顯示當(dāng)前距離，經(jīng)緯度等數(shù)字后，行走過程中遇到障礙物在當(dāng)前 50cm范圍內(nèi)，會(huì)持續(xù)不斷的"滴滴"發(fā)出報(bào)警聲；按下距離播報(bào)按鍵8,播報(bào)當(dāng)前距離；按下 短信重啟按鍵9,松開后再按下短信發(fā)送按鍵10,發(fā)送位置短信信息；當(dāng)經(jīng)過路面的RFID電 子標(biāo)簽時(shí)，會(huì)語音播報(bào)當(dāng)前的地址信息，如"南京東路站到了""第一人民醫(yī)院到了" "交通 銀行到了 "等。
[0049] 實(shí)施例2
[0050] 參考圖1-圖4所示，一種盲人導(dǎo)行手杖，本實(shí)施例中，超聲波測距模塊和手杖分 體設(shè)計(jì)。本實(shí)施例的超聲波測距模塊包括盒體和設(shè)在盒體內(nèi)的超聲波測距電路和單片機(jī) (Atmel公司的12C5A)，單片機(jī)與超聲波測距電路連接，所述的盒體外表面設(shè)置超聲波接收 孔、超聲波發(fā)射孔、開關(guān)按鍵和喇叭。如圖9、10、13、14所示，超聲波測距電路包括語音芯片 (型號：NY3P035AP8)、蜂鳴器（型號：TMB12A05)、超聲波發(fā)送及接收端、開關(guān)按鍵和程序下 載電路，開關(guān)按鍵包括距離播報(bào)按鍵。其余同實(shí)施例1。
[0051] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種盲人導(dǎo)行手杖，在地面下方布設(shè)電子標(biāo)簽的盲道上使用，其特征在于，包括支架 (2)、第一模型箱（1)、第二模型箱（3)和超聲波測距模塊，所述的支架（2)為中空柱狀結(jié)構(gòu)， 所述的第一模型箱（1)通過轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接在支架（2)底部，第二模型箱（3)設(shè)在支架（2) 上部； 所述的第一模型箱（1)內(nèi)設(shè)有用于讀取盲道上電子標(biāo)簽的RFID檢測模塊； 所述的第二模型箱（3)內(nèi)設(shè)有核心電路模塊，該核心電路模塊包括設(shè)有GPS定位電路、 GSM發(fā)短信電路、WT588D語音電路和單片機(jī)，單片機(jī)分別連接GPS定位電路、GSM發(fā)短信電 路、WT588D語音電路和RFID檢測模塊，所述的GPS定位電路與GSM發(fā)短信電路相連接，第 二模型箱（3)外表面上設(shè)有開關(guān)控制按鍵，頂部設(shè)有IXD顯示屏（11)，該IXD顯示屏（11) 與單片機(jī)連接； 所述的超聲波測距模塊與手杖一體設(shè)置或分體設(shè)置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人導(dǎo)行手杖，其特征在于，所述的超聲波測距模塊與 手杖一體設(shè)置時(shí)，該超聲波測距模塊包括超聲波測距電路，所述的超聲波測距電路集成設(shè) 在核心電路模塊中，并與單片機(jī)處理器連接，所述的第二模型箱（3)外表面還設(shè)置有超聲 波接收孔（5)和超聲波發(fā)射孔（4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人導(dǎo)行手杖，其特征在于，所述的超聲波測距模塊與 手杖分體設(shè)置時(shí)，該超聲波測距模塊包括盒體和設(shè)在盒體內(nèi)的超聲波測距電路和單片機(jī)， 單片機(jī)與超聲波測距電路連接，所述的盒體外表面設(shè)置超聲波接收孔、超聲波發(fā)射孔、開關(guān) 按鍵和喇叭。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種盲人導(dǎo)行手杖，其特征在于，所述的超聲波測距電路 包括超聲波發(fā)送及接收端、語音芯片和蜂鳴器，所述的單片機(jī)分別連接超聲波發(fā)送及接收 端、語音芯片和蜂鳴器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人導(dǎo)行手杖，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)彈 簧和固定拉線組成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人導(dǎo)行手杖，其特征在于，所述的核心電路模塊集成 在一個(gè)PCB板上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人導(dǎo)行手杖，其特征在于，所述的開關(guān)控制按鍵包括 開關(guān)按鍵（7)、短信重啟按鍵（9)及短信發(fā)送按鍵（10)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種盲人導(dǎo)行手杖，其特征在于，所述的開關(guān)控制按鍵還包 括距離播報(bào)按鍵（8)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人導(dǎo)行手杖，其特征在于，所述的支架（2)上作為手柄 的一端設(shè)置有螺旋形花紋。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人導(dǎo)行手杖，其特征在于，所述的RFID檢測模塊包括 相連接的RFID檢測子電路和刷卡語音子電路。
【文檔編號】A61H3/06GK203885809SQ201420263660
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】張瑜婧, 仲秋月, 王康任, 王麗, 余有靈 申請人:同濟(jì)大學(xué)