手持电子导盲仪制造技术

一种手持电子导盲仪，主要由：电池组、+5V电压转换电路、独立按键组、超声波模块、主控芯片、耳机、语音模块、电子罗盘模块组成。独立按键组，超声波模块、电子罗盘模块、语音模块经过简单的接口电路均与主控芯片相应的I/O连接，电池组通过导线与+5V电压转换模块进行连接，耳机与语音模块上的耳机插孔连接。本导盲仪的优点是：体积小、结构简单方便用户使用，运用超声波模块的探头对周围路障进行探测，运用电子罗盘模块对盲人前进方向经行判断，通过语音模块中录制好的提示音方便盲人获取行走的方向和距周围的障碍物距离，有利于盲人选择正确的行进路线，扩大了盲人的活动空间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种手持电子导盲仪，特别涉及到一种带有电子罗盘感知方向、用超声波测距并能进行语音提示的电子导盲仪。
技术介绍
在我国盲人群体庞大,并且占世界盲人的很大一部分，导盲犬是盲人的最佳导盲工具，而在我国导盲犬数量少，而且导盲犬的培训周期长、费用昂贵。盲人群体作为我们社会成员中的弱势群体，理应受到社会的关注和关爱。目前多种多样的导盲仪已经被设计出来，但仅限于检测到障碍物进行蜂鸣器或者扬声器的警示，盲人得到的障碍物信息过于单一，离障碍物的精确的距离无法得知，并且盲人在行走的时候对方向上没有太多感知，只能凭借记忆来记住行走路线中的方向变化，因此盲人的活动范围很小。
技术实现思路
针对现有技术的不足之处本技术将提供一种携带方便、操作简单、能够进行语音提示盲人距离并提示盲人行走方向的手持电子导盲仪，是盲人能够安全的快速的到达目的地。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:该手持电子导盲仪主要由主控芯片、电子罗盘模块、语音模块、耳机、电池组、+5V电压转换电路、独立按键组、超声波模块组成。所述电池组由4节1.5V的7号干电池组成作为电源为导盲仪供电，电池组的输出连接到+5V电压转换电路上；所述+5V电压转换电路采用基于LM7805稳压芯片的电压转换电路，将电池组的电压转换为导盲仪可用的+5V电压，+5V电压转换电路与超声波模块、语音模块、电子罗盘模块的电电源输入端口连接为各模块供电；所述主控芯片采用STC公司的STC12C5A60S2单片机，主控芯片的I/O 口通过简单接口电路与外围各模块的接口连接，实现对各模块进行控制；所述语音模块采用基于ISD4004语音芯片的语音模块，ISD4004语音芯片中存放提前录制的语音提示音，语音模块的接口与主控芯片的I/o连接，在接收到主控芯片的放音指令后，对盲人进行语音提示，语音模块的有耳机插孔，用于连接耳机，盲人通过耳机接收语音提示音；所述超声波模块采用具有收、发超声波的双超声波探头模块，用于发射、接收超声波对障碍物进行测距，超声波模块的接口与主控芯片的I/o连接，主控芯片读取发射、接收超声波的时间，利用时间差计算得到盲人与障碍物的距离；所述电子罗盘模块采用基于HMC5883L芯片的三轴磁场模块，通过对地球磁感线检测得到盲人行走方向，电子罗盘模块输出端口与主控芯片的I/o 口连接，主控芯片从电子罗盘模块中读取数据，用来判断盲人前进的方向并用语音提示音对盲人进行提示。本技术的有益效果是:与传统的导盲仪相比本手持电子导盲仪能够对盲人进行语音提示，将盲人与障碍物之间的距离通过语音对盲人进行提示，将盲人行走的方向通过语音对盲人进行提示，可以引导盲人安全、快速的到达目的地，保证了盲人的人身安全。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。附图说明图1为本技术手持电子导盲仪的硬件系统框图。图2为电子罗盘模块的电路图。图3为+5V电压转换电路的电路图。图4为超声波块电路图。图5为语音模模块电路图。图6为主控芯片最小系统电路图具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。在图1所示的硬件体统框图中，由主控芯片、电池组、组独立按键组、语音模块、超声波模块、电子罗盘模块、耳机组成。电池组连接+5V电压转换电路；+5V电压转换电路与其它模块连接供电；耳机与语音模块连接；+5V电压转换电路、独立按键组、超声波模块、电子罗盘模块、语音模块经过简单的接口电路与主控芯片的I/O接口连接。在图2所示的电子罗盘模块的电路图中，使用的HMC5883L三轴数字罗盘芯片，可以测得盲人行走时行走的方向，单片机可以将表示盲人行走方向的数据从电子罗盘模块中读走。在图3所示的+5V电压转换模块电路图中，使用了 LM7805稳压芯片，将电池组的电压转换为+5V电压,为主控芯片和各模块供电。在图4所示的超声波模块电路图中超声波发射部分采用了 LM386功率放大芯片，在单机的I/O端口的控制下发送超声波；超声波模块的接受部分采用了 CX2010A作为超声波接收处理芯片，超声波模块采用了接收、发射超声波的双探头实现对盲人前方障碍物距离的探测，通过接收、发射的时间差计算出盲人距离障碍物的距离。在图5所示的语音模块电路图中采用了 ISD4004语音芯片，提示行走方向及距离障碍不同距离的提示音是提前录制存放在ISD4004语音芯片中的，当接到主控芯片的播放指令时，通过对表示距离和方向的数据解码调用ISD4004语音芯片中相应的语音提示音，从而达到对方向和距离的精确提示，语音提示音经由耳机接口对盲人进行语音提示。在图6所示的主控芯片最小系统电路图中，用STC公司的STC12C5A60S2快速单片机，主控芯片的I/o 口通过简单接口电路与外围各模块的接口连接对各模块进行控制，图中ON、OFF、CHANGE分别控制导盲仪的启动、停止、切换到方向提示。盲人在使用该导盲仪时，可以单手握住导盲仪，通过按键组的启动按键启动导盲仪，此时主控芯片控制超声波模块的超声波发射探头和超声波接收探头循环对障碍物进行探测，每循环探测一次后将探测数据传送到单片机，当盲人前方出现障碍物时，障碍物将发射探头发射的超声波反射，反射的超声波被超声波模块的接受探头接受到后，STC12C5A60S2单片机读取发射超声波与接收到反射的超声波之间的时间差，STC12C5A60S2单片机通过对探测数据计算后，计算出盲人距离障碍物之间的距离，STC12C5A60S2单片机通过距障碍物的距离值向语音模块发指令选择对应距离的语音提示音，语音模块在接收到STC12C5A60S2的指令后，将播放存储在ISD4004语音芯片中提前录制的提示不同距离的语音提示音，从而精确提示盲人距离障碍物之间的距离，语音模块上有耳机插孔，通过耳机将语音提示音传递给盲人而不影响其他行人，当语音提示音播放完毕后超声波模块将进行下一轮的障碍物的检测。当盲人想知道自己行走的方向时通过按下按键组中的方向提示按键，STC12C5A60S2单片机将从电子罗盘模块中读取盲人行走的方向的数据，STC12C5A60S2单片机通过对数据的处理向语音模块发指令选择ISD4004中相应方向的语音提示音，语音模块在接收到STC12C5A60S2的指令后，将播放存储在ISD4004语音芯片中提前录制的提示不同方向的语音提示音，从而达到提示盲人行走方向的目的，语音模块上有耳机插孔，通过耳机将语音提示音传递给盲人而不影响其他行人，方向提示音播放后导盲仪再次进入测量距离障碍物距离的循环中。在盲人到达目的地后通过按下关闭按键键导盲仪关闭，从而完成了整个的导盲任务。该手持导盲仪结结构简单、体积小，因此即可以手持又可以固定在导盲手杖等其他导盲设备上使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持电子导盲仪，主要由：主控芯片、电池组、+5V电压转换电路、独立按键组、语音模块、超声波模块、电子罗盘模块、耳机组成；其特征在于：采用电池供电，单片机作为主控芯片处理速度按快，能够判断盲人行走方向并进行语音提示，使用超声波测距判断盲人距离障碍物距离并进行语音提示，提示音采用耳机收听；所述+5V电压转换电路、独立按键组、超声波模块、电子罗盘模块、语音模块经过简单的接口电路与主控芯片的I/O接口连接；所述耳机与语音模块上的耳机插孔连接，用于播放语音提示音；所述电池组由4节1.5V的7号干电池组成，为导盲仪进行供电；所述+5V电压转换电路与电池组连接，将电池组的电压转换为+5V，为导盲仪供电；所述电子罗盘模块，用于探测盲人行走方向；所述按键组为3个独立按键组成的按键组，作为导盲仪启动、停止、切换到方向提示；所述主控芯片为单片机，用于控制超声波模块测距，读取电子罗盘模块测得的方向数据，控制语音模块播放语音提示音。

【技术特征摘要】
1.一种手持电子导盲仪，主要由:主控芯片、电池组、+5V电压转换电路、独立按键组、语音模块、超声波模块、电子罗盘模块、耳机组成；其特征在于:采用电池供电，单片机作为主控芯片处理速度按快，能够判断盲人行走方向并进行语音提示，使用超声波测距判断盲人距离障碍物距离并进行语音提示，提示音采用耳机收听；所述+5V电压转换电路、独立按键组、超声波模块、电子罗盘模块、语音模块经过简单的接口电路与主控芯片的I/O接口连接；所述耳机与语音模块上的耳机插孔连接，用于播放语音提示音；所述电池组由4节1.5V的7号干电池组成，为导盲仪进行供电；所述+5V电压转换电路与电池组连接，将电池组的电压转换为+5V，为导盲仪供电；所述电子罗盘模块，用于探测盲人行走方向；所述按键组为3个独立按键组成的按键组，作为导盲仪启动、停止、切换到方向提示；所述主控芯片为单片机，用于控制超声波模块测距，读取电子罗盘模块测得的方向数据，控制语音模块播放语音提示音。2.根据权利要求1所述的手持电子导盲仪，其特征在于:主控芯片采用STC公司的STC12C5A60S2单片机，主控芯片的I/O 口通过简单接口电路与外围各模块的接口连接，对各模块进行控制。3.根据权利要求1所述的手持电子导盲仪，其特征在于:语音模块采用基于ISD40...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄翼虎，刘文龙，马吉祥，王新龙，林其安，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：实用新型
国别省市：