[实用新型]一种多功能导盲装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多功能导盲装置。

背景技术

随着经济飞速发展、物质生活不断改善以及人文素质不断提升，越来越多的世界人民关爱盲视人群。美国大学机器人实验室开发了腰带式行动辅具，通过超声波描绘出盲人所在区域地形，以发音方式使其了解和判断周围环境；泰国北曼谷科技大学电子工程系、罗马大学以及美国佛罗里达大学的研究人员致力于基于无线射频识别(RFID)技术，将包含有路况、公共设施等信息的RFID电子标签铺设在盲道上，目前由于成本、技术等原因还处于实验室研究阶段，并未运用到盲人的现实生活中。国内现有的研究成果有：太阳能导盲杖、定位报警拐杖、红外导盲装置、导盲机器人等。然而在调查中发现盲视人群的出行路线相对单一且经济状况普遍较差，国产的导盲装置存在功能单一、性能不稳定的问题，因此，需要研制一种多功能、低成本、性能稳定的导盲装置。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是现有的导盲装置成本较高、功能单一、性能不稳定。

为解决上述问题，本实用新型实现了一种集避障、货币识别、方位指引、报时于一体的多功能导盲装置，采用的技术方案是：一种多功能导盲装置，包括单片机、按键输入模块、超声波探测模块、钞票识别模块、方向指引模块、时钟模块、语音模块、显示模块以及电源模块。

本实用新型以单片机为核心处理器，以单片机为核心处理器，分别与按键输入模块、超声波探测模块、钞票识别模块、方向指引模块、时钟模块、语音模块、显示模块以及电源模块相连，负责各个模块的控制与协调、数据发送采集与处理。

本实用新型通过按键输入模块设置超声波探测距离，设置结果通过显示模块显示，当超声波探测模块检测到设置距离内存在障碍物时，通过语音模块播报提示信息从而实现避障功能；钞票识别模块识别现行所有面值的纸质人民币并通过语音模块播报面值；方向指引模块是利用GPS确定经纬度信息，然后通过语音播报出方向信息；时钟模块通过内置的时钟芯片获取时间，通过语音播报出时间；电源模块设计双电源供电系统，既可以通过5V电池供电又可以通过蓄电装置(充电宝)供电。

本实用新型的优点是：集避障、货币识别、方位指引、报时于一体的多功能导盲装置，且性能稳定、成本较低。

附图说明

图1是本实用新型总体结构示意图。

具体实施方式

根据图1所示的总体结构示意图构建该装置的系统逻辑功能，开机自动开启避障功能，分别按下对应功能按键进入报时功能、钞票识别功能、方向指引功能，进入相应功能后，可通过调节按键实现对装置的避障距离以及时间进行设置。

避障模块的功能实现：核心芯片选用HC-SR04超声波测距芯片，该芯片由超声波发射器、接收器与控制电路构成，具有2cm-400cm的非接触式距离感测功能，其测量精度为3mm。在5V供电电压作用下，利用单片机I/O口向芯片的TRIG端发送10μS的高电平信号触发超声波发射器发出8个40KHz方波,该方波遇到障碍物后反射，在控制电路的作用下接收器将接收到的反射信号通过ECHO输出高电平至单片机，因此单片机I/O口高电平的持续时间是从超声波发出到接收的时间，再根据超声波在空气中的传播速度计算得到障碍物实际距离。当障碍物的实际距离小于或等于预先设置的距离时立即启动语音报警提示，从而实现避障功能。

钞票识别模块的功能实现：装置仅识别钞票的面值，由于不同面值的钞票具有显著的颜色特征，因此选用可编程彩色光到频率转换芯片，该芯片输出量为数字量，可直接驱动标准的TTL或CMOS逻辑输入，无需A/D转换器从而简化电路，通过单片机数据的读取与语音模块连接实现钞票识别功能。

方向指引模块的功能实现：通过GPS模块实现，GPS模块由天线和主机构成。根据导盲装置体积小、内部电路集成度高的要求，选用UBLOX-LEA-5S板作为主机。LEA-5S输入输出采用串行通讯协议，输出的周期信号主要由帧头、帧尾及帧内数据组成。由它来接收来自天线的信号，通过变频—放大—滤波等一系列处理，实现对GPS卫星的跟踪、锁定及测量从而产生计算位置的经纬度数据，通过单片机数据的读取与语音模块连接实现方向指引功能。

时钟模块的功能实现：由于单片机内部的两个定时器已被占用，因此这里选用低功耗DS1302时钟芯片获取时间，通过单片机数据的读取与语音模块连接实现报时功能。

语音模块的功能实现：语音播报电路选用内置32M存储的WT588D语音芯片，通过单片机数据的读取与连接实现报时功能。