一种智能化盲道声控提醒系统的制作方法

本实用新型涉及道路交通技术领域，尤其涉及一种智能化盲道声控提醒系统。

背景技术：

随着人类社会文明的进步，全社会对残障人士的关注度越来越高。交通设施的布置也愈加考虑便于残障人士的出行，如随处可见的无障碍设施及盲道、盲文标识标牌等。传统的人行盲道通过设计不同凹凸结构起到提醒及指示作用，但由于盲道凹凸结构区别困难，有的路面盲道出现破损等异常故障，导致不能准确传达提醒内容，实际辅助功能有限。尤其是在一些交通路口、公交站台、人行天桥或坡道等地方，盲道自身的凹凸结构区分功能不能够完全知道前方道路的具体情况，给盲人的出行带来了很大的困扰。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种智能化盲道声控提醒系统，能够直接将盲人步行对路面产生的机械能转换为电能，并将电能通过蓄电池存储，在以压电为触发机制的情况下，在盲人步行至提醒区域时触发蓄电池为声控提醒系统供电，实现人行盲道特定区域的声控提醒。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能化盲道声控提醒系统，包括感应装置、储能装置和至少一个提醒装置；所述感应装置设置在人行盲道下方，所述提醒装置设置在人行盲道的提醒区域，所述感应装置分别与所述储能装置和提醒装置电连接；所述感应装置包括多组感应组件，多组所述感应组件沿着人行盲道矩阵排列并联设置，且多组所述感应组件均与所述储能装置电连接。所述感应装置用于检测是否有盲人通过盲道，并在有盲人通过时根据盲人行走产生的载荷信号生成感应脉冲信号；所述储能装置用于将所述感应装置产生的感应脉冲信号进行信号处理后转化为电能进行存储，并为所述提醒装置提供电源；所述提醒装置设置在人行盲道的提醒区域，用于根据位于所述提醒区域的所述感应装置产生的感应脉冲信号从休眠状态切换至唤醒状态，并为盲人播报路况提醒信息。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的智能化盲道声控提醒系统，通过感应装置将盲人步行时的机械能转化为电能并通过蓄电池存储，在盲人步行至提醒区域时触发蓄电池为声控提醒系统供电，实现人行盲道特定区域的声控路况提醒，为盲人的出行提供了精准的引导，显著提高盲人出行的便利性和安全性，实现了对盲人的特殊关怀。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：每组所述感应组件均包括载荷传递单元、两个压电触发单元和呈长方体空腔结构的封装外壳，所述载荷传递单元和压电触发单元设置在所述封装外壳内，且所述载荷传递单元的两端分别与对应的所述压电触发单元电接触，所有所述压电触发单元均与所述储能装置电连接，且位于所述提醒区域的所述压电触发单元还与所述提醒装置电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述载荷传递单元可以将盲人行走时的机械能转化为形变，并驱动所述压电触发单元通过产生形变而生成感应脉冲信号，便于储能装置进行能量存储。

进一步：所述载荷传递单元两块上下对称设置的拱形肋板，两块所述拱形肋板的端部对应连接并与对应的所述压电触发单元中部链接，且两块所述拱形肋板的拱形顶部在自然状态下分别与所述封装外壳的上下内壁抵接。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置拱形肋板，可以在盲人走过时产生较大的形变，一方面便于所述压电触发单元产生足够的形变并生成足够强度的感应脉冲信号，另一方面便于提高能量的转化率，便于更稳定的为所述提醒装置提供电源。

进一步：所述压电触发单元呈碟片状，包括均为圆状的上下两层PZT压电陶瓷层、基片和两个承载环；两个所述承载环通过连接部间隔设置，所述基片设置在两个所述承载环之间的区域内，且所述基片的边缘与两个所述承载环之间的连接部连接，两层所述PZT压电陶瓷层分别设置在所述基片的上下表面，所述感应装置的两端分别穿过对应的所述承载环中心孔后与所述PZT压电陶瓷层接触设置。

上述进一步方案的有益效果是：通过在所述基片的两侧分别设置两层PZT压电陶瓷层，可以使得感应装置产生形变的同时，驱动两层PZT压电陶瓷层朝同一侧产生形变，进而生成极性相反的感应脉冲信号，并与储能装置形成回路，便于顺利进行信号处理和能量回收存储。

进一步：两层所述PZT压电陶瓷层、基片和两个所述承载环的中心共轴线设置。

上述进一步方案的有益效果是：通过上述方式可以在所述感应装置受到盲人行走踩踏产生形变的同时，驱动所述压电触发单元产生最大的形变，进而产生强度足够大的感应脉冲信号，使得整个系统更加灵敏，提高系统的稳定性和可靠性。

进一步：所述储能装置包括储能电路和至少一个储能电池，所述储能电路分别与所述感应装置和储能电池电连接，所述储能电池与所述提醒装置电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述储能电路对所述感应装置输出的感应脉冲信号依次进行整流、一次滤波、放大、调压和二次滤波处理，使得进行信号处理后的电信号能够满足所述储能电池的充电要求，更加顺利的完成充电。

进一步：所述储能电路包括由四个首尾顺次电连接的二极管D1、D2、D3、D4组成的整流桥、电容C1、电容C2、三极管Q、二极管D5和变压器T，其中一层所述PZT压电陶瓷层与所述二极管D1和二极管D2的公共端电连接，另一层所述PZT压电陶瓷层与所述二极管D3和二极管D4的公共端电连接，所述二极管D2和二极管D3的公共端与所述变压器T的初级线圈的一端电连接，所述变压器T的初级线圈的另一端与所述三极管Q的集电极电连接，所述三极管Q的发射极与所述二极管D1和二极管D4的公共端电连接，且所述电容C1电连接在所述二极管D2和二极管D3的公共端与所述二极管D1和二极管D4的公共端与之间，所述变压器T的次级线圈的一端与所述二极管D5的正极电连接，所述二极管D5的负极与所述储能电池的负极电连接，所述储能电池的正极与所述变压器T的次级线圈的另一端电连接，所述电容C2并联在所述储能电池的两端。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述整流桥对所述感应脉冲信号进行整流，然后经过整流后的脉冲信号经由所述电容C1进行依次滤波，再由所述三极管Q进行放大和变压器T进行调压处理，最后由所述电容C2二次滤波后对储能电池进行充电，顺利完成电能存储。

进一步：所述提醒装置包括提醒电路，所述提醒电路包括存储有提醒语音信号的语音播放器Y和脉冲开关S，所述语音播放器Y、脉冲开关S和储能电池顺次串联并形成回路，所述脉冲开关S的控制信号输入端与位于所述提醒区域内的所述感应装置电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过位于所述提醒区域内的所述感应装置输出的感应脉冲信号驱动所述脉冲开关S，可以使得盲人行走至提醒区域时触发对应区域内的提醒电路与储能电池接通电源，并进行播报提醒，为盲人行走提供准确的信息指引，提高盲人出行的安全性和便利性。

进一步：所述提醒装置还包括识别处理电路，用于根据所述感应脉冲信号并计算行走速度，且在行走速度超过所述提醒区域的预设速度时生成减速提醒信息并播报提醒。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述识别处理电路可以在盲人行走至提醒区域时，判断其行走速度，并在行走速度超过所述提醒区域的预设速度时生成减速提醒信息并播报提醒，提醒其注意安全，确保顺利通过提醒区域。

附图说明

图1为本实用新型的一种智能化盲道声控提醒系统连接关系示意图；

图2为本实用新型的一种智能化盲道声控提醒系统安装示意图；

图3为本实用新型的感应装置剖视图；

图4为本实用新型的感应装置分布结构俯视图；

图5为本实用新型的压电触发单元俯视图；

图6为本实用新型的压电触发单元剖视图；

图7为本实用新型的储能装置电路示意图；

图8为本实用新型的提醒电路示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、感应装置，2、储能装置，3、提醒装置；

11、载荷传递单元，12、压电触发单元，13、底板，14、侧板，15、盖板；

111、拱形肋板，121、PZT压电陶瓷层，122、基片，123、承载环，124、连接部。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型中，仅选取盲人行走在人行盲道上的情况来解释，而不对行走在人行盲道上是否为盲人进行判断，默认为行走在人行盲道上的行人在盲人群体，正常行人处于较高的素养不会随便在人行盲道上行走。

另外，本实用新型中，所述提醒区域需要结合实际路况进行设置，比如将交通路口、公交站台、人行天桥、坡道和坑洼等地方的人行盲道设置为提醒区域，当盲人行走至提醒区域时可以起到较好的提醒作用。

如图1和图2所示，一种智能化盲道声控提醒系统，一种智能化盲道声控提醒系统，包括感应装置1、储能装置2和至少一个提醒装置3；所述感应装置1设置在人行盲道下方，所述提醒装置3设置在人行盲道的提醒区域，所述感应装置1分别与所述储能装置2和提醒装置3电连接；所述感应装置1包括多组感应组件，多组所述感应组件沿着人行盲道矩阵排列并联设置，且多组所述感应组件均与所述储能装置2电连接。

所述感应装置1用于检测是否有盲人通过盲道，并在有盲人通过时根据盲人行走产生的载荷信号生成感应脉冲信号；所述储能装置2用于将所述感应装置产生的感应脉冲信号进行信号处理后转化为电能进行存储，并为所述提醒装置提供电源；所述提醒装置3设置在人行盲道的提醒区域，用于根据位于所述提醒区域的所述感应装置产生的感应脉冲信号从休眠状态切换至唤醒状态，并为盲人播报路况提醒信息。

本实用新型的智能化盲道声控提醒系统，配合盲道砖共同使用，通过设置在盲道砖下方的感应装置将盲人步行时的机械能转化为电能并通过蓄电池存储，在盲人步行至提醒区域时触发蓄电池为声控提醒系统供电，实现人行盲道特定区域的声控提醒，为盲人的出行提供了精准的引导，显著提高盲人出行的便利性和安全性，实现了对盲人的特殊关怀。

如图3所示，本实施例中，所述感应装置1包括多组感应组件，且多组所述感应组件沿着人行盲道矩阵排列并联设置，且多组所述感应组件均与所述储能装置2电连接；每组所述感应组件均包括载荷传递单元11、两个压电触发单元12和呈长方体空腔结构的封装外壳，所述载荷传递单元11和压电触发单元12设置在所述封装外壳内，且所述载荷传递单元11的两端分别与对应的所述压电触发单元12电接触，所有所述压电触发单元12均与所述储能装置2电连接，且位于所述提醒区域的所述压电触发单元12还与所述提醒装置3电连接。通过所述载荷传递单元11可以将盲人行走时的机械能转化为形变，并驱动所述压电触发单元12通过产生形变而生成感应脉冲信号，便于储能装置进行能量存储。这里，所述产生的是高电压地点路的感应脉冲信号。

需要指出的是，本实用新型中，所述封装外壳包括底板13、侧板14和盖板15，其中，底板3和侧板14采用刚性好、硬度高的铸铁制作而成，提高其结构强度，延长使用寿命，另外，所述盖板采用承载力大、耐磨的尼龙材料制作而成，增强其耐磨性和承载能力，降低损坏率，延长使用寿命，降低维护成本。

如图4所示，优选地，作为本实用新型的一个实施例，该实施例中，所述载荷传递单元11两块上下对称设置的拱形肋板111，两块所述拱形肋板111的端部对应连接并与对应的所述压电触发单元12中部连接，且两块所述拱形肋板111的拱形顶部在自然状态下分别与所述封装外壳的上下内壁抵接。通过设置拱形肋板111，可以在盲人走过时产生较大的形变，一方面便于所述压电触发单元12产生足够的形变并生成足够强度的感应脉冲信号，另一方面便于提高能量的转化率，便于更稳定的为所述提醒装置3提供电源。

这里，所述拱形肋板111采用强度大、刚度高的高锰钢制作而成，垂直布置在人行道行进方向，这样可以确保其回弹力较好，不容易变形，还可以延长使用寿命，降低维护成本。

如图5和6所示，优选地，作为本实用新型的一个实施例，该实施例中，所述压电触发单元12呈碟片状，包括均为圆状的上下两层PZT压电陶瓷层121、基片122和两个承载环123；两个所述承载环123通过连接部124间隔设置，所述基片122设置在两个所述承载环123之间的区域内，且所述基片122的边缘与两个所述承载环123之间的连接部124连接，两层所述PZT压电陶瓷层121分别设置在所述基片122的上下表面，所述感应装置1的两端分别穿过对应的所述承载环123中心孔后与所述PZT压电陶瓷层121接触设置。通过在所述基片122的两侧分别设置两层PZT压电陶瓷层121，可以使得感应装置1产生形变的同时，驱动两层PZT压电陶瓷层121朝同一侧产生形变，进而生成极性相反的感应脉冲信号，并与储能装置形成回路，便于顺利进行信号处理和能量回收存储。

优选地，作为本实用新型的一个实施例，该实施例中，两层所述PZT压电陶瓷层121、基片122和两个所述承载环123的中心共轴线设置。通过上述方式可以在所述感应装置1受到盲人行走踩踏产生形变的同时，驱动所述压电触发单元12产生最大的形变，进而产生强度足够大的感应脉冲信号，使得整个系统更加灵敏，提高系统的稳定性和可靠性。

本实施例中，所述储能装置2包括储能电路和至少一个储能电池Bat，所述储能电路分别与所述感应装置1和储能电池电连接，所述储能电池Bat与所述提醒装置3电连接。通过所述储能电路对所述感应装置1输出的感应脉冲信号依次进行整流、一次滤波、放大、调压和二次滤波处理，使得进行信号处理后的电信号能够满足所述储能电池Bat的充电要求，更加顺利的完成充电。

如图7所示，具体地，所述储能电路包括由四个首尾顺次电连接的二极管D1、D2、D3、D4组成的整流桥、电容C1、电容C2、三极管Q、二极管D5和变压器T，其中一层所述PZT压电陶瓷层121与所述二极管D1和二极管D2的公共端电连接，另一层所述PZT压电陶瓷层121与所述二极管D3和二极管D4的公共端电连接，所述二极管D2和二极管D3的公共端与所述变压器T的初级线圈的一端电连接，所述变压器T的初级线圈的另一端与所述三极管Q的集电极电连接，所述三极管Q的发射极与所述二极管D1和二极管D4的公共端电连接，且所述电容C1电连接在所述二极管D2和二极管D3的公共端与所述二极管D1和二极管D4的公共端与之间，所述变压器T的次级线圈的一端与所述二极管D5的正极电连接，所述二极管D5的负极与所述储能电池Bat的负极电连接，所述储能电池Bat的正极与所述变压器T的次级线圈的另一端电连接，所述电容C2并联在所述储能电池Bat的两端。

通过所述整流桥对所述感应脉冲信号进行整流，然后经过整流后的脉冲信号经由所述电容C1进行依次滤波，再由所述三极管Q进行放大和变压器T进行调压处理，最后由所述电容C2二次滤波后对储能电池Bat进行充电，顺利完成电能存储。

如图8所示，本实施例中，所述提醒装置包括提醒电路，所述提醒电路包括存储有提醒语音信号的语音播放器Y和脉冲开关S，所述语音播放器Y、脉冲开关S和储能电池Bat顺次串联并形成回路，所述脉冲开关S的控制信号输入端与位于所述提醒区域内的所述感应装置电连接。通过位于所述提醒区域内的所述感应装置输出的感应脉冲信号驱动所述脉冲开关S，可以使得盲人行走至提醒区域时触发对应区域内的提醒电路与储能电池Bat接通电源，并进行播报提醒，为盲人行走提供准确的信息指引，提高盲人出行的安全性和便利性。

另外，当盲人离开提醒区域时，位于所述提醒区域内的所述感应装置1就不会输出感应脉冲信号，这时所述脉冲开关S断开，所述提醒装置3断电并停止工作，节约能源。

优选地，所述提醒装置还包括识别处理电路，所述识别处理电路分别与所述感应装置1和提醒装置(3)电连接，用于根据所述感应脉冲信号并计算行走速度，且在行走速度超过所述提醒区域的预设速度时生成减速提醒信息并播报提醒。通过所述识别处理电路可以在盲人行走至提醒区域时，判断其行走速度，并在行走速度超过所述提醒区域的预设速度时生成减速提醒信息并播报提醒，提醒其注意安全，确保顺利通过提醒区域。

本实施例中，所述提醒电路可以采用单片机或ARM等微处理器，将所述感应装置1输出的感应脉冲信号输出至单片机或ARM等微处理器，单片机或ARM等微处理器读取所述脉冲频率和脉冲幅度，再根据所述脉冲频率和幅度计算出盲人在提醒区域的步频和步幅，最后根据所述步频和步幅可以准确的计算其行走速度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。