本實(shí)用新型屬于盲人輔助工具領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)盲定位裝置。

背景技術(shù)：

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大約有2057萬人患有聽力、視力、語言殘疾方面的疾病，人數(shù)約是中國(guó)總?cè)丝诘膬沙?。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，導(dǎo)盲犬是大多盲人出行的選擇，然而在中國(guó)還是采用比較原始的出行方式，所以如何解決盲人出行成為了一個(gè)急需解決的問題。

另外到目前為止，全球癡呆患者人數(shù)已超過4680萬人，其中50％-75％為阿爾茲海默病，也就是我們俗稱的老年癡呆癥。去年全年，全球新增990萬名癡呆患者，平均每3秒新增1人。目前，中國(guó)阿爾茲海默癥患者人數(shù)已居世界第一。老年癡呆癥患者數(shù)量的快速增長(zhǎng)給中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，其中疾病所產(chǎn)生的最大風(fēng)險(xiǎn)之一就是老人走失現(xiàn)象，這一嚴(yán)酷的現(xiàn)狀應(yīng)盡快為大多數(shù)人所警覺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提供了一種導(dǎo)盲定位裝置，該裝置操作簡(jiǎn)單、價(jià)格合理、功能實(shí)用；可以應(yīng)用在穿戴設(shè)備上，將導(dǎo)盲定位裝置與可以隨身攜帶的臂包結(jié)合為一體，較比與之前的拐杖的形式要更簡(jiǎn)便。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)的技術(shù)方案是：導(dǎo)盲定位裝置，包括：

對(duì)障礙物進(jìn)行檢測(cè)的超聲波模塊；

對(duì)聲波的傳輸速度進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臏囟雀袘?yīng)模塊；

對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行供電的電源模塊；

將超聲波模塊測(cè)量到的障礙物距離進(jìn)行播報(bào)的語音播報(bào)模塊；

用于實(shí)時(shí)定位的GPS模塊；

顯示本裝置與障礙物距離的液晶顯示器；

為用戶提供無線數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)接入功能的3G上網(wǎng)模塊；

用于處理超聲波模塊、溫度感應(yīng)模塊、GPS模塊傳送的信號(hào)并向語音播報(bào)模塊、液晶顯示器發(fā)送指令的主控制器；

所述超聲波模塊、溫度感應(yīng)模塊、電源模塊、語音播報(bào)模塊、GPS模塊、液晶顯示器、3G上網(wǎng)模塊均與主控制器信號(hào)連接。

進(jìn)一步地，上述裝置還包括太陽能電池板，將光能轉(zhuǎn)化成電能，為本裝置供電；該裝置的一側(cè)設(shè)有切換按鈕，在供電不足的情況下，使用太陽能電池板存儲(chǔ)的電量。

進(jìn)一步地，上述裝置還包括藍(lán)牙傳輸模塊，將超聲波模塊測(cè)得的障礙物信息、GPS模塊測(cè)得的位置信息向外部設(shè)備傳輸。

進(jìn)一步地，所述溫度感應(yīng)模塊為DS18B20溫度傳感器，與主控制器之間進(jìn)行通信時(shí)，使用一根傳輸線建立雙向通信。

進(jìn)一步地，所述電源模塊選用USB口進(jìn)行供電。

更進(jìn)一步地，所述超聲波模塊采用的是HC-SR04超聲波測(cè)距模塊。

更進(jìn)一步地，所述液晶顯示器為L(zhǎng)CD1602。

作為更進(jìn)一步地，所述語音播報(bào)模塊采用SYN6288語音轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)與主控制器的數(shù)據(jù)傳輸。

作為更進(jìn)一步地，藍(lán)牙傳輸模塊采用XM-15B藍(lán)牙模塊。

一種帶有導(dǎo)盲功能的臂包，包括：上述的導(dǎo)盲定位裝置，該導(dǎo)盲定位裝置安裝在臂包的外表面。

本實(shí)用新型由于采用以上技術(shù)方法，能夠取得如下的技術(shù)效果：

1)本裝置可以采用穿戴方式，與隨身攜帶的臂包結(jié)合為一體，較比與之前的拐杖的形式要更簡(jiǎn)便。

2)采用超聲波測(cè)距的方式實(shí)現(xiàn)障礙物的檢測(cè)，同時(shí)為了提高測(cè)量的精準(zhǔn)度，根據(jù)超聲波在不同溫度下傳播速度不同，添加了溫度感應(yīng)模塊，實(shí)現(xiàn)了通過溫度檢測(cè)對(duì)傳播速度進(jìn)行溫度補(bǔ)償，達(dá)到更精準(zhǔn)測(cè)距的目的。

3)在添加了有正常的充電入口外，還添加了一塊太陽能電池板，可以實(shí)現(xiàn)插入式充電和太陽能充電兩種方式的切換，盡量避免供給電源的不足，同時(shí)做到環(huán)保節(jié)能。

4)采用藍(lán)牙無線的通信方式，將設(shè)備獲得的障礙物信息、位置信息通過藍(lán)牙模塊傳送給相連接的設(shè)備，如藍(lán)牙耳機(jī)或移動(dòng)手機(jī)終端等，可以實(shí)現(xiàn)耳機(jī)的播報(bào)以及利用外部設(shè)備處理信息的功能，使用時(shí)干擾更小更方便。

附圖說明

為了更清楚的說明本實(shí)用新型的實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為導(dǎo)盲定位裝置結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的描述：

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種導(dǎo)盲定位裝置，包括：

超聲波模塊，超聲波傳感器是利用超聲波的特性研究而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。本申請(qǐng)采用HC-SR04超聲波傳感器，其主要技術(shù)參數(shù)為：

使用電壓：DC---5V

靜態(tài)電流：小于2mA

電平輸出：高5V，低0V

感應(yīng)角度：不大于15度

探測(cè)距離：2cm—4m

精度：0.3cm。

溫度感應(yīng)模塊，在眾多的影響因素中，溫度對(duì)聲速的影響最大，由超聲波聲速計(jì)算公式C＝331.45+0.607T可以看出在0～40度時(shí)，聲速變化在331.45m/s～354.85m/s之間。而超聲波20℃條件下的聲速為343.32m/s為參考點(diǎn)，變化率為6.83％。所以溫度的影響不能不計(jì)，要用聲速修正公式對(duì)聲速進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以避免溫度對(duì)測(cè)量精度的影響。聲速與溫度的關(guān)系如式中所示：

C＝331.45+0.607T

不同溫度下的超聲波聲速，必須考慮溫度的影響，通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)聲速進(jìn)行補(bǔ)償。根據(jù)不同溫度下的聲速，可以對(duì)聲速進(jìn)行溫度補(bǔ)償，補(bǔ)償后的聲速更接近當(dāng)前溫度下聲速的真實(shí)值，聲速確定后，只要有超聲波的往返時(shí)間，即可更精準(zhǔn)求得距離。本申請(qǐng)中采用DS18B20溫度傳感器，與主控制器之間進(jìn)行通信時(shí)，使用一根傳輸線即可建立雙向通信。

電源模塊，引腳VCC接+5V電源，引腳GND接地線。選用USB口進(jìn)行供電，簡(jiǎn)單方便。

語音播報(bào)模塊，為了實(shí)現(xiàn)將測(cè)量到的數(shù)據(jù)語音播報(bào)的功能，本裝置采用了SYN6288語音轉(zhuǎn)換模塊，它提供了一組全雙工的異步串行通訊接口，實(shí)現(xiàn)與主控制器的數(shù)據(jù)傳輸，利用TxD和RxD以及GND實(shí)現(xiàn)串口通信。主控制器和SYN6288之間通過UART接口連接，主控制器可通過通訊接口向芯片發(fā)送控制命令和文本，芯片把接收到的文本合成為語音信號(hào)輸出，輸出的信號(hào)經(jīng)功率放大器進(jìn)行放大后連接到喇叭進(jìn)行播放。SYN6288的RxD連接主控制器的TxD，TxD連接主控制器的RxD；

根據(jù)超聲波模塊測(cè)量到的障礙物距離，語音模塊通過異步串口接收待合成的文本，實(shí)現(xiàn)文本到聲音的轉(zhuǎn)換。選用TTS文本轉(zhuǎn)換語音技術(shù)，先將文字序列轉(zhuǎn)換成音韻序列，再由系統(tǒng)根據(jù)音韻序列生成語音波形，通過主控芯片控制語音芯片發(fā)音。

GPS模塊，本申請(qǐng)采用的是Ublox系列的GPS定位模塊，該模塊自帶高性能無源陶瓷天線，通過串口與外部系統(tǒng)連接。主控制器利用RXD、TXD的串行數(shù)據(jù)傳輸功能與GPS進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。同時(shí)，也需要利用到裝置中的藍(lán)牙模塊，實(shí)現(xiàn)定位信息的上傳分享；

液晶顯示器，LCD1602是一款工業(yè)字符型液晶，可以同時(shí)顯示16x2個(gè)字符，即16列2行，它是采用HD44780液晶芯片控制，HD44780具有較強(qiáng)的指令集，它可以控制字符的閃爍，移動(dòng)等功能。LCD1602的字符發(fā)生存儲(chǔ)器已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)點(diǎn)陣字符圖形，其中包括英文字母，阿拉伯?dāng)?shù)字，常用符號(hào)等字符，且每一個(gè)字符圖形對(duì)應(yīng)一個(gè)地址。本裝置所采用的LCD1602，一共有16個(gè)引腳，帶有背光接口。

3G上網(wǎng)模塊，能夠?yàn)橛脩籼峁└咚俚臒o線數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)接入等業(yè)務(wù)，可以完成無線接收、發(fā)射、基帶信號(hào)處理和音頻信號(hào)處理功能。

主控制器為單片機(jī)，用于處理超聲波模塊、溫度感應(yīng)模塊、GPS模塊傳送的信號(hào)并向語音播報(bào)模塊、液晶顯示器發(fā)送指令；該單片機(jī)采用市面上集成好的STC89C52。

所述超聲波模塊、溫度感應(yīng)模塊、電源模塊、語音播報(bào)模塊、GPS模塊、液晶顯示器、3G上網(wǎng)模塊均與主控制器信號(hào)連接。

實(shí)施例2

隨著全球能源日趨緊張，太陽能成為新型能源得到了大力的開發(fā)，其中我們?cè)谏钪惺褂米疃嗟木褪翘柲茈姵亓恕Ｌ柲茈姵厥峭ㄟ^光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。當(dāng)太陽光照射到半導(dǎo)體上時(shí)，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半導(dǎo)體吸收或透過。被吸收的光，當(dāng)然有一些變成熱，另一些光子則同組成半導(dǎo)體的原子價(jià)電子碰撞，于是產(chǎn)生電子—空穴對(duì)。這樣，光能就以產(chǎn)生電子—空穴對(duì)的形式轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

使用太陽能電池板是為了盡量避免因充電電池能源耗，導(dǎo)致設(shè)備無法使用的情況發(fā)生，同時(shí)也使為了環(huán)保節(jié)能。故上述裝置還包括太陽能電池板，將光能轉(zhuǎn)化成電能，為本裝置供電；該裝置的一側(cè)設(shè)有切換按鈕，在供電不足的情況下，使用太陽能電池板存儲(chǔ)的電量。

實(shí)施例3

為了將超聲波模塊測(cè)得的障礙物信息、GPS模塊測(cè)得的位置信息向外部設(shè)備傳輸，本裝置還包括XM-15B藍(lán)牙模塊，該模塊實(shí)現(xiàn)了藍(lán)牙SPP標(biāo)準(zhǔn)，符合藍(lán)牙2.1+EDR規(guī)范，包含兩種工作模式：命令模式和數(shù)據(jù)模式，在數(shù)據(jù)模式下模塊又可分為主、從和回環(huán)三種工作角色。本裝置中藍(lán)牙模塊主要是作為從機(jī)的角色進(jìn)行工作，主要是用于與手機(jī)端或其他終端的模塊進(jìn)行連接，在模塊未被任何設(shè)備連接時(shí)，藍(lán)色指示燈閃爍，處于空閑等待模式。與其它藍(lán)牙設(shè)備連接之后，藍(lán)色指示燈常亮，自動(dòng)進(jìn)入數(shù)據(jù)模式。在本申請(qǐng)中該藍(lán)牙傳輸模塊主要的作用是通過無線傳輸?shù)姆绞剑瑢?shí)現(xiàn)將傳感器測(cè)得的信息向外部設(shè)備傳輸；

通訊距離：空曠條件下30M，最遠(yuǎn)可達(dá)60米，正常使用環(huán)境15M左右。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供一種帶有導(dǎo)盲功能的臂包，所述臂包外表面上設(shè)有殼體，該殼體內(nèi)設(shè)有安裝腔，所述安裝腔內(nèi)設(shè)有實(shí)施例1或2或3所述的導(dǎo)盲定位裝置，所述殼體外部設(shè)有電源開關(guān)及音量調(diào)節(jié)旋鈕，音量調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)語音。

該導(dǎo)盲定位裝置也可以通過魔術(shù)貼直接粘貼在臂包的外表面。

本申請(qǐng)中導(dǎo)盲定位裝置具有供電模式切換功能，可以通過裝置一側(cè)的切換按鈕，在供電不足的情況下，使用太陽能電池板存儲(chǔ)的電量。通過超聲波模塊對(duì)使用者前方障礙物距離進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)測(cè)量距離大于設(shè)定的閾值時(shí)，主控制器會(huì)將此信息發(fā)送至液晶屏中，并給予警告播報(bào)。再實(shí)現(xiàn)外放播報(bào)的同時(shí)，若通過藍(lán)牙模塊連接了藍(lán)牙耳機(jī)設(shè)備，通過無線傳輸方式，可以實(shí)現(xiàn)耳機(jī)的語音播報(bào)，信息播報(bào)更清楚、更隱蔽。可實(shí)現(xiàn)使用者與家人的實(shí)時(shí)信息交換，家人可以通過手機(jī)客戶端根據(jù)使用設(shè)備的序列號(hào)，查詢使用者的最新位置信息，本裝置通過3G上網(wǎng)模塊為用戶提供無線數(shù)據(jù)。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。