一种智能拐杖的寻路装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的智能拐杖的寻路装置，设置于智能拐杖的杆体上，包括超声波测距模块、GPS定位模块、GSM通信模块、时钟模块、主控芯片、LED灯以及语音播报模块，所述超声波测距模块、GPS定位模块、GSM通信模块、时钟模块、LED灯以及语音播报模块分别与主控芯片通信连接。有益效果：能够可靠地获得障碍距离并通过语音提醒盲人前方障碍物的距离，满足了盲人的出行需求。

A Path-finding Device for Intelligent Crutches

【技术实现步骤摘要】
一种智能拐杖的寻路装置
本专利技术涉及拐杖，尤其涉及一种智能拐杖的寻路装置。
技术介绍
随着社会的进步，对盲人的关注也越来越多。传统的导盲方式是培养导盲犬来带领盲人出行，但是其培养周期长、培养价格昂贵，普通家庭很难承受。常见的导盲装置结构与功能都较为简单，一般都通过敲击地面和旁边的物体来判断行走的方向，不能很好地解决盲人出行的安全、便利、寻找亲属等问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于解决传统导盲方式昂贵和常见导盲装置结构功能单一的问题，提供了一种智能拐杖的寻路装置，具体由以下技术方案实现：所述智能拐杖的寻路装置，设置于智能拐杖的杆体上，包括超声波测距模块、GPS定位模块、GSM通信模块、时钟模块、主控芯片、LED灯以及语音播报模块，所述超声波测距模块、GPS定位模块、GSM通信模块、时钟模块、LED灯以及语音播报模块分别与主控芯片通信连接。所述智能拐杖的寻路装置的进一步设计在于，超声波测距模块采用HC-SR04集成模块。所述智能拐杖的寻路装置的进一步设计在于，所述主控芯片采用STC15F2K60S2芯片。所述智能拐杖的寻路装置的进一步设计在于，所述GSM通信模块选用SIM900A。所述智能拐杖的寻路装置的进一步设计在于，所述时钟模块选用DS1302，并且集成有AM/PM指示器。所述智能拐杖的寻路装置的进一步设计在于，所述语音模块选用WTN4系列的PWM输出型。所述智能拐杖的寻路装置的进一步设计在于，所述GPS定位模块采用NEO-7N模块。所述智能拐杖的寻路装置的进一步设计在于，LED灯包括红灯与蓝灯，所述红灯与蓝灯交替打开。本专利技术的优点如下：1、该智能拐杖的寻路装置采用超声波模块，能够可靠地获得障碍距离并通过语音提醒盲人前方障碍物的距离，满足了盲人的出行需求。2、该智能拐杖的寻路装置通过采用GPS模块与GSM模块，能够有效地获得盲人的位置信息，并发送给其亲属，实现了盲人在遇到紧急情况时能够与亲属取得及时的联系。3、该智能拐杖的寻路装置还增加了语音报时系统、拐杖外围增添LED闪光灯，可以对路人起到提醒作用，进而增加盲人的出行安全，使得该设计更加人性化，提高了盲人出行的便利性。附图说明图1为智能公交系统的模块示意图。图2超声波模块工作原理图。图3软件设计流程图。具体实施方式以下结合附图，对本技术的技术方案进行详细说明。如图1，本实施例的智能拐杖的寻路装置设置于智能拐杖的杆体上，主要模块主要由主控芯片、超声波测距模块、GPS定位模块、GSM通信模块、时钟模块以及语音播报模块组成。其中超声波模块实时测量周围障碍物的距离，并将测得距离信息传输给主控芯片，主控芯片将信息处理后，经过语音播报模块向外界输出。GPS模块用于获取拐杖的位置信息，当主控芯片检测到引脚电平变化后，读取其测量信息，并通过GSM通信模块将指定的信息发送到手机终端，在盲人和家属之间搭建了一个通信的桥梁。同时，在拐杖上设计有LED灯并红蓝交替闪烁，可以对路人起到提醒作用，进而增加盲人的出行安全。本实施例的主控芯片选用STC15F2K60S2，与传统的8051单片机相比，其具有更快的数据处理速度和高集成性，芯片内部不仅集成了CPU、SRAM、IO口、Flash等资源，还集成有串口通信接口、看门狗电路等，可以满足大多数的外设使用。同时，该芯片有两种复位模式，分别为内部软件复位和外部复位，使用内部复位时，可以省去外部复位电路的设计。本实施例的超声波模块采用HC-SR04集成模块，测距范围为2cm～400cm，精度达3mm，主要由超声波发射器、接收器与控制电路三部分组成，工作原理如图2所示。模块根据返回的高电平持续时间进行测距，测距公式为:（1）由于智能拐杖的工作环境大多是在室外，因此，本实施例的GPS定位模块可以满足其全天候、实时的定位要求。该模块与STC15F2K60S2主控芯片通信时，通过串口进行数据传输，其STXD引脚、SRXD引脚分别与主控芯片的P1.0、P1.1连接，可以将采集到的位置信息通过串口返回给主控芯片，主控芯片读取其信息后，将位置信息进一步处理。本实施例的GSM通信模块选用SIM900A两频段GSM/GPRS模块，GSM通信模块与单片机的通信采用串口的方式，数据传输符合RS232通信标准，同时，在发送、接收数据时需要设置相同的波特率，保证数据传输的准确性。该模块主要负责与远程终端的数据传输，将经由主控芯片转化的位置信息，发送给远程手机终端，完成盲人与家属的联系。本实施例的时钟模块选用DS1302，该模块可以提供时间和日历的显示，当遇到少于31天的月份时，可以自动调整。同时，该模块集成有AM/PM指示器，可以在12小时制和24小时制之间进行切换。保证了显示的准确性。与DS1202相比，该模块有其独特的双电源设计，工作和待机时，可以分别使用主电源和备用电源，确保稳定运行。本实施例的语音模块选用WTN4系列的PWM输出型，与传统的语音芯片相比，价格低廉，工作电压范围可达2.2V～5.5V，并且能直接驱动喇叭播放，无需设计其他的外围驱动电路。工作时，主控芯片首先发送复位脉冲信号，接着发送语音脉冲到数据接收引脚，芯片将该信号采集转化后，存入ROM中，经电路转化播放。本实施例的智能拐杖的寻路装置的系统设计语言选用C语言，采用KeiluVision5开发软件，其中包括障碍处理模块、语音模块、GPS、GSM模块，时钟模块等分块设计，其设计流程如图3所示。首先初始化各个功能模块，超声波模块开始工作，开启定时器T0，并发送超声波，当接收到返回波时，关闭定时器，利用高电平的持续时间计算障碍物的距离，再进行语音播报。语音播报是通过控制不同字所发脉冲的次数不同来实现的。当有报时请求时，主控芯片先向语音模块发送一个高电平，接着读出相关寄存器的值，获取时间信号，并由语音模块播报。当有求助请求时，利用GPS+GSM进行处理，当盲人遇到紧急情况需要求助时，按下求助键触发中断，接收主控芯片发送的AT指令，并与SIM900A连接。GPS将其测得的位置信息交由主控芯片处理，利用SIM900A将指定的短信发送给手机终端。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能拐杖的寻路装置，设置于智能拐杖的杆体上，其特征在于包括超声波测距模块、GPS定位模块、GSM通信模块、时钟模块、主控芯片、LED灯以及语音播报模块，所述超声波测距模块、GPS定位模块、GSM通信模块、时钟模块、LED灯以及语音播报模块分别与主控芯片通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能拐杖的寻路装置，设置于智能拐杖的杆体上，其特征在于包括超声波测距模块、GPS定位模块、GSM通信模块、时钟模块、主控芯片、LED灯以及语音播报模块，所述超声波测距模块、GPS定位模块、GSM通信模块、时钟模块、LED灯以及语音播报模块分别与主控芯片通信连接。2.根据权利要求1所述的智能拐杖的寻路装置，其特征在于超声波测距模块采用HC-SR04集成模块。3.根据权利要求1所述的智能拐杖的寻路装置，其特征在于所述主控芯片采用STC15F2K60S2芯片。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏旻，宋稳柱，陶晔，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32