低功耗的手持式报警导盲系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于物联网的低功耗的手持式报警导盲系统。
【背景技术】
[0002]世界卫生组织估计全世界有盲人4000万到4500万，低视力是盲人的3倍，约1.4亿人，其中75%即I亿多患者可以通过手术及屈光矫正得以恢复或提高视力，尚有25%的低视力患者需要低视力保健，如需配戴助视器及视觉康复仪等。中国曾在上世纪80年代进行过视力残疾状况调查。结果显示，我国有视力残疾患者近1300万，其中盲人约550万，低视力约750万。14岁以下儿童盲人及低视力的主要病因为先天性遗传性眼病，如先天性白内障、先天性小眼球小角膜、视网膜色素变性、白化病、视神经萎缩等。60岁以上老年人盲或低视力的主要病因为白内障。中国每年会出现新盲人大约45万，低视力135万，即约每分钟就会出现I个盲人，3个低视力患者。如果不采取有力措施，到2020年我国视力残疾人数将为目前的4倍，即将达到5000余万。
[0003]盲人数量的增加就会成为严重的公共卫生和社会问题。因此，急需研制适合辅助他们出行的导盲工作，来改善盲人的生活现状，方便他们出行。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种低功耗的手持式报警导盲系统，能够辅助盲人或视力低下的人外出行走，实现较好的导盲效果。
[0005]—种低功耗的手持式报警导盲系统，其特别之处在于:包括主设备，该主设备包括主单片机，该主单片机分别与超声波测距模块、三轴加速度传感器、语音报警器、震动报警器和人机界面连接。
[0006]其中主单片机还分别与温度传感器、光照传感器和主无线通讯模块连接。
[0007]其中还包括与所述主设备无线连接的从设备，该从设备包括从单片机，该从单片机分别与从无线通讯模块和PC机连接。
[0008]本实用新型的低功耗的手持式报警导盲系统采用了低功耗设计，功能全，精度高，操作简便，成本低，价格适合低收入的普通盲人消费，并且能够实现较为良好的导盲效果。
【附图说明】
[0009]附图1为本实用新型的逻辑原理框图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，本实用新型提供了一种低功耗的手持式报警导盲系统，由主设备和从设备组成，其中主设备包括主单片机，该主单片机分别与超声波测距模块、三轴加速度传感器、温度传感器、光照传感器、主无线通讯模块、语音报警器、震动报警器和人机界面连接；其中从设备包括从单片机，该从单片机分别与从无线通讯模块和PC机连接。
[0011]本实用新型的低功耗的手持式报警导盲系统，包括主设备和从设备，其中，主设备由需要导盲的人使用，完成障碍物距离角度感知、语音提示及设置、震动提示、感温度和光照测量、无线通讯等功能；从设备由监护人使用，可以接收主设备通过433MHZ无线信号传送的当前探测距离、温度、光照等信息，并通过主设备无需申请免费频段433MHz无线接收信号强度RSSI值估算主、从设备间的距离。
[0012]下面结合附图来对本实用新型作进一步详细的说明:
[0013]其中主单片机为ARM新一代架构Cortex-M3内核的STM32F103系列单片机。所述主设备障碍物距离和角度感知使用超声波进行测距，结合温度补偿测距精度可达3cm，使用TTL转RS232芯片电平转换芯片，并采用多芯片驱动超声波发射探头的方式，探测距离至少6m以上。并采用三轴加速度传感器芯片ADXL345感知障碍物与超声波上下角度信息。其中主设备震动提醒，使用单片机定时器的脉宽调制(PWM)方式控制小型低功耗振动电机产生不同振动强度，当前方有障碍物在探测距离内时，驱动电机转动以产生振动效果，离障碍物距离越近则振动效果越强，当远离障碍物时振动效果减弱。
[0014]其中无线通讯，使用无需申请免费频段433MHz无线数据发送和接受，其通讯距离远、功耗低且系统构成简单，因此选用该频率进行主、从设备的数据交互和通讯。选用SI4463芯片并合理设计，空旷场地通讯距离可达2000米。其中主设备语音提示及设置，主设备的提示和设置均由语音及按键配合完成，使用专用语音芯片VS1003完成MP3格式语音文件的解码和播放，选用TF卡进行语音文件存储。所述主设备光照感应，通过无线通讯将光照强度数据传送到从设备，监护人可以了解盲人所处的环境信息。
[0015]其中从设备，其处理核心使用与主设备同类型的单片机，接收无线芯片接收的各类数据进行处理并显示，通过信号强度RSSI值估算主、从设备间的距离；传送配置信号至433MHz通讯芯片以完成远程配置。其中从设备其无需申请免费频段433MHz无线通讯，选用SI4463芯片，设计合理外围电路，加装433MHz天线，尽可能加大通讯记录。接收主设备通过433MHz无线信号传送的当前探测距离、温度、光照、信号强度RSSI值等信息，完成对主设备的远程配置。其中从设备数据显示，可使用单片机串口连接至PC机RS232串口查看数据信息，并完成配置及查看的任务。
[0016]当然，在最简单的情况下，本实用新型的系统也可以仅仅通过主设备中的超声波测距模块、三轴加速度传感器进行测距以及判断持有人的空间运动状态，从而在必要时通过语音报警器、震动报警器进行报警，当然也可通过人机界面对报警参数进行调整，所需控制方法、软件等属于现有常规技术。
【主权项】
1.一种低功耗的手持式报警导盲系统，其特征在于:包括主设备，该主设备包括主单片机，该主单片机分别与超声波测距模块、三轴加速度传感器、语音报警器、震动报警器和人机界面连接。2.如权利要求1所述的低功耗的手持式报警导盲系统，其特征在于:其中主单片机还分别与温度传感器、光照传感器和主无线通讯模块连接。3.如权利要求1或2所述的低功耗的手持式报警导盲系统，其特征在于:其中还包括与所述主设备无线连接的从设备，该从设备包括从单片机，该从单片机分别与从无线通讯模块和PC机连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种低功耗的手持式报警导盲系统。其特点是：包括主设备，该主设备包括主单片机，该主单片机分别与超声波测距模块、三轴加速度传感器、语音报警器、震动报警器和人机界面连接。本实用新型的低功耗手持式报警导盲系统采用了低功耗设计，功能全，精度高，操作简便，成本低，价格适合低收入的普通盲人消费，并且能够实现较为良好的导盲效果。
【IPC分类】A61H3/06
【公开号】CN204744868
【申请号】CN201520476528
【发明人】张秀霞, 温俊霞, 魏舒怡, 杜冠男, 赵紫薇, 王靖, 樊荣, 韦海成
【申请人】北方民族大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月6日