一种基于互联网的盲人导航助手装置 |
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| 申请号 | CN201710594451.6 | 申请日 | 2017-07-20 | 公开(公告)号 | CN107374921A | 公开(公告)日 | 2017-11-24 |
| 申请人 | 安顺学院; | 发明人 | 王菊; 龙鹏; 付成江; 赵洪坤; 杨秀凡; 张殿喜; 詹邹梅; 张丹; 江鹏飞; 冯江; 黎秀秀; 龙成万; 陈艳祥; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种基于互联网的盲人导航助手装置，包括腕表本体，在腕表本体中内置有激光测距 传感器 模 块 、 单片机 、蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS 定位 模块、语音模块、报警模块、 图像采集 模块，所述单片机分别与激光测距传感器模块、蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块、语音模块、报警模块和图像采集模块电连接，所述蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块和图像采集模块分别与单片机相互传输 信号 。采用本发明所述的导航助手装置，通过在腕表中内置有GPS定位模块、激光测距传感器模块和图像采集模块，可进行路况的实时检测，采用语音模块和报警模块可随时语音提醒和报警，同时配合导盲拐杖使用，使盲人生活出行更加方便安全，盲人家人更放心。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于互联网的盲人导航助手装置，包括腕表本体，其特征在于：在所述腕表本体中内置有激光测距传感器模块、单片机、蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块、语音模块、报警模块、图像采集模块，所述单片机分别与激光测距传感器模块、蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块、语音模块、报警模块和图像采集模块电连接，所述蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块和图像采集模块分别与单片机相互传输信号，其中，所述激光测距传感器与单片机连接进行数据信息的处理分析，通过A/D转换将信号传递给语音模块识别后，传送到报警模块及时提供给盲人障碍信息； |
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| 说明书全文 | 一种基于互联网的盲人导航助手装置技术领域[0001] 本发明属于盲人用品自动控制系统技术领域，具体来说涉及一种基于互联网的盲人导航助手装置。 背景技术[0002] 盲人是一个特殊的生活群体，由于视力有限，观看不便，给盲人的生活带来的较多的困扰。由于盲人外出很不方便，经常需要家人陪伴，但在没有家人陪伴的情况下就会借助于盲人手杖来探测路况，以此来避免障碍物的伤害。因此，现实生活中，盲人外出需要借助拐杖辅助行走，依靠拐杖识别路上的障碍物，一般的拐杖只有杖杆和扶手，只能简单的辅助盲人探寻前方是否有障碍物，盲人的生活行走仍然非常不方便，往往需要家人陪同做要做的事，去要去的地方，因此现有的拐杖仅仅具有常用的拐杖所具有的功能，并不智能。还有的盲人借助导盲犬等导盲工具进行导盲，但导盲犬需经过严格的训练，经过训练的导盲犬仍然存在种众多不确定性因素，并且其价格也是非常昂贵，其大概价格在10万元左右，一般人无法负担。随着社会的进步，智能技术的日益发展，如何利用智能技术为盲人的生活提供便利具有非常重要意义。 发明内容[0003] 本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种使用方便，安全省时，并且便于携带，增加盲人外出活动时的安全感，具体地说是一种基于互联网的盲人导航助手装置。 [0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于互联网的盲人导航助手装置，包括腕表本体，在所述腕表本体中内置有激光测距传感器模块、单片机、蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块、语音模块、报警模块、图像采集模块，所述单片机分别与激光测距传感器模块、蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块、语音模块、报警模块和图像采集模块电连接，所述蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块和图像采集模块分别与单片机相互传输信号，其中，所述激光测距传感器与单片机连接进行数据信息的处理分析，通过A/D转换将信号传递给语音模块识别后，传送到报警模块及时提供给盲人障碍信息； 所述单片机用于接收和处理数据信息，并对各模块进行控制； GPRS通信模块用于与用户终端设备连接，用于接收GPRS通信模块发送的信息，实现运动检测，音乐播放，天气预报和电台广播，达到实时监控； 所述GPS定位模块是利用GPS定位和导航来获取位置信息； 所述语音模块用于接收单片机传递的语音信号，提供语音服务； 所述报警模块用于接收单片机传递的报警信号，提供报警服务； 所述图像采集模块用于将采集的信息后传递给单片机处理分析，通过单片机处理后将采集的信息情况通过语音模块或者报警模块传递给盲人。 [0005] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中所述语音模块和蓝牙芯片模块包括有蓝牙耳机和语音识别单元，通过语音识别单元将语音信号传输至单片机，并由蓝牙耳机接收单片机传输的语音信号。 [0006] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中所述GPRS通信模块和报警模块分别用于与用户终端的手机APP通信，通过FCP协议访问服务器实现数据传输，实现运动检测或音乐播放、天气预报以及电台广播，当出现紧急事件时可通过手机APP数据传输给家庭亲属，及时掌握盲人的位置信息，确保家庭亲属能及时对特殊情况做出判断或处理。 [0007] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中所述GPS定位模块是利用GPS定位和导航，测量需要到达目的地信息和盲人用户当前的位置信息，通过单片机计算行走路径，并将路径规划结果通过语音模块实时反馈给盲人。 [0008] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中所述单片机为AT87C51单片机。 [0009] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中在所述腕表本体上还设有按键模块，所述按键模块包括有开关机键、调频键和音量键，通过开关机键可打开或关闭腕表，实现对激光测距传感器模块、单片机、蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块、语音模块、报警模块和图像采集模块的启动或关闭；通过调频键来调节GPRS通信模块，实现运动检测或音乐播放、天气预报以及电台广播之间的频率调节，满足用户对不同信号的需求；通过音量键来调节语音模块和报警模块中音量大小，实现用户对不同音量大小的需求。 [0010] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中在所述腕表本体中还设有USB插口，所述USB插口与单片机电连接。 [0011] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中还包括有导盲拐杖，在所述导盲拐杖中设有传感单元，所述传感单元通过USB插口与腕表本体连接。 [0012] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中所述传感单位包括有超声波模块、电源模块、光电报警电路、光敏电阻和语音模块，所述电源模块分别与超声波模块、光电报警电路、光敏电阻和语音模块连接，用于给其提供电源，其中在所述超声波模块中设有传感器，由传感器将检测的路况信息通过超声波模块传递给语音模块，用于给盲人提供语音服务；光敏电阻与光电报警电路相连接，通过光电报警电路传递给报警模块，用于给盲人提供报警服务。 [0013] 采用本发明所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，由于在腕表本体中内置有激光测距传感器模块，主要是利用激光测距传感器，其原理是先由激光二极管对准目标发射激光脉冲，而经过目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。当检测方向遇到障碍物时，信号反射回来被接收管接收，经过单片机系统处理之后，将信号传递给用户终端设备接收。 [0014] 采用AT87C51单片机：基于单片机的最小系统在智能化仪器仪表中，控制核心均为微处理器，而单片机以高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠而得到广泛应用，是设计智能化仪器仪表的首选微控制器。单片机结合简单的接口电路即可构成单片机最小系统，它可以完成各种报警、奏乐等声音功能。 [0015] 采用GPS定位模块：由于卫星定位导航技术已趋近于成熟，现在民用的GPS已经可以精确定位终端试用的地区，误差范围小于一米，给人们出行带来很大的方便。通过GPS导航系统测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就会知道接收机的具体位置。由空间部分，控制部分，用户部分组成，精度高，误差小。GPS全球定位系统具有全天候，高精度，自动化、高效益等显著特点。 [0017] 蓝牙芯片模块：主要是利用蓝牙芯片具有低能耗特点，针对盲人能够二十四小时佩戴，时刻不脱离自己的身体，这就要求设计的智能助手腕表在续航能力上有优秀的表现。由于蓝牙芯片具有低能耗、低成本和低维护量特点，在使用过程中可给盲人带来极大方便。 [0018] 语音模块：依托语音识别技术，结合GPS定位技术，可帮助盲人“洞见”真实世界，感受语音技术的美妙。 [0019] 采用本发明所述的一种基于互联网的盲人导航助手装置，与现有技术相比，其有益效果在于：给盲人佩戴腕表，通过在腕表中内置有GPS定位模块进行卫星定位，同时设置有激光测距传感器模块和图像采集模块，可进行路况的实时检测，采用语音模块和报警模块可进行随时语音提醒和报警，可解决盲人无法独立出行的问题，同时配合导盲拐杖使用，可让他们能够独立行走，自己去体验这个世界，体验互联网技术带给他们不一样的生活，让盲人的生活更加丰富多彩。具有结构简单，功能强大，操作简单，让盲人出行不再依赖于盲道或借助他人帮助，很大程度地解决了盲人出行困难问题，使盲人独立出行成为可能，使盲人生活出行更加方便安全，盲人家人更放心。附图说明 具体实施方式[0021] 为了更充分的解释本发明的实施，以下结合具体实施例来进一步说明本发明。所举实例只用于解释本发明，而不是限定本发明的范围。 [0022] 如图1和图2所示，本发明所述的一种基于互联网的盲人导航助手装置，包括腕表本体，在所述腕表本体中内置有激光测距传感器模块、单片机、蓝牙芯片、GPRS通信模块、GPS定位模块、语音模块、报警模块、图像采集模块，所述单片机分别与激光测距传感器模块、蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块、语音模块、报警模块和图像采集模块电连接，所述蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块和图像采集模块分别与单片机相互传输信号，其中，所述激光测距传感器与单片机连接进行数据信息的处理分析，通过A/D转换将信号传递给语音模块识别后，传送到报警模块及时提供给盲人障碍信息；所述单片机用于接收和处理数据信息，并对各模块进行控制； GPRS通信模块用于与用户终端设备连接，用于接收GPRS通信模块发送的信息，实现运动检测，音乐播放，天气预报和电台广播，达到实时监控； 所述GPS定位模块是利用GPS定位和导航来获取位置信息； 所述语音模块用于接收单片机传递的语音信号，提供语音服务； 所述报警模块用于接收单片机传递的报警信号，提供报警服务； 所述图像采集模块用于将采集的信息后传递给单片机处理分析，通过单片机处理后将采集的信息情况通过语音模块或者报警模块传递给盲人。 [0023] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中所述语音模块和蓝牙芯片模块包括有蓝牙耳机和语音识别单元，通过语音识别单元将语音信号传输至单片机，并由蓝牙耳机接收单片机传输的语音信号。 [0024] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中所述GPRS通信模块和报警模块分别用于与用户终端的手机APP通信，通过FCP协议访问服务器实现数据传输，实现运动检测或音乐播放、天气预报以及电台广播，当出现紧急事件时可通过手机APP数据传输给家庭亲属，及时掌握盲人的位置信息，确保家庭亲属能及时对特殊情况做出判断或处理。 [0025] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中所述GPS定位模块是利用GPS定位和导航，测量需要到达目的地信息和盲人用户当前的位置信息，通过单片机计算行走路径，并将路径规划结果通过语音模块实时反馈给盲人。 [0026] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中所述单片机为AT87C51单片机。 [0027] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中在所述腕表本体上还设有按键模块，所述按键模块包括有开关机键、调频键和音量键，通过开关机键可打开或关闭腕表，实现对激光测距传感器模块、单片机、蓝牙芯片模块、GPRS通信模块、GPS定位模块、语音模块、报警模块和图像采集模块的启动或关闭；通过调频键来调节GPRS通信模块，实现运动检测或音乐播放、天气预报以及电台广播之间的频率调节，满足用户对不同信号的需求；通过音量键来调节语音模块和报警模块中音量大小，实现用户对不同音量大小的需求。 [0028] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中在所述腕表本体中还设有USB插口模块，所述USB插口模块与单片机电连接。采用在腕表本体中还设有USB插口模块，不仅可以通过USB插口外接电源，利用USB插口给腕表本体进行供电，还可以利用USB插口作为信息传输通道，作为数据接口，外接其它数据信息线，以此增强的腕表多功能。 [0029] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中还包括有导盲拐杖，在所述导盲拐杖中设有传感单元，所述传感单元通过USB插口与腕表本体连接。 [0030] 进一步地，所述一种基于互联网的盲人导航助手装置，其中所述传感单位包括有超声波模块、电源模块、光电报警电路、光敏电阻和语音模块，所述电源模块分别与超声波模块、光电报警电路、光敏电阻和语音模块连接，用于给其提供电源，其中在所述超声波模块中设有传感器，由传感器将检测的路况信息通过超声波模块传递给语音模块，用于给盲人提供语音服务；光敏电阻与光电报警电路相连接，通过光电报警电路传递给报警模块，用于给盲人提供报警服务。 [0031] 如图3所示，为了解决盲人无法独立出行的问题，本发明所述的盲人导航助手装置，还包括有导盲拐杖。这样就可以直接将腕表佩戴在手上单独使用，也可以通过USB插口与导盲拐杖配合起来使用，以提高其探测精准度，增加其导盲的安全度。 [0032] 在所述导盲拐杖中设有传感单元，所述传感单元通过USB插口模块中的USB插口与腕表本体连接。其中在所述腕表本体中还设有USB插口，所述USB插口模块与单片机电连接。 [0033] 其中所述传感单位包括有超声波模块、电源模块、光电报警电路、光敏电阻和语音模块，所述电源模块分别与超声波模块、光电报警电路、光敏电阻和语音模块连接，用于给其提供电源，其中在所述超声波模块中设有传感器，由传感器将检测的路况信息通过超声波模块传递给语音模块，用于给盲人提供语音服务；光敏电阻与光电报警电路相连接，通过光电报警电路传递给报警模块，用于给盲人提供报警服务。 [0034] 在实际应用过程中，采用本发明所述的一种基于互联网的盲人导航助手装置，其具体工作原理为：当盲人外出时，将腕表佩戴在手上，首先通过按键模块中的开关机键来启动腕表，通过单片机来接收语音指令，由GPS定位模块对用户当前位置精确定位，以及选择卫星定位方式来设置目的地信息，并将相应路径传至语音模块，最后由蓝牙耳机接收单片机传输的语音信号。在行走过程中，可由图像采集模块将当前信息采集并传输给单片机，例如步行到交叉路口时，路口的红绿灯信息会通过图像采集模块传送给单片机，并通过单片机当相应信息反馈给盲人。如绿灯时，由蓝牙耳机接收语音信息通知盲人路口可以通过，如遇红灯时，由蓝牙耳机接收语音信息通知盲人红灯请等待。另外，当出现意外情况发生时，由于GPRS通信模块和报警模块分别用于与用户终端的手机APP通信，通过FCP协议访问服务器实现数据传输，可通过手机APP数据传输给家庭亲属，家庭亲属便可及时掌握盲人的位置信息，确保家庭亲属能及时对特殊情况做出判断或处理。 [0035] 另外，由于在腕表本体中还设有USB插口模块，所述USB插口模块与单片机电连接。在使用过程中，还可以通过USB插口与导盲拐杖配合使用，提高其探测精准度，增加其导盲的安全度。可通过在导盲拐杖中所设有传感单元，利用超声波模块中设有的传感器，可由传感器将检测的路况信息通过超声波模块传递给语音模块，用于给盲人提供语音服务，若检测到道路坑洼或上下台阶路面，可提前对盲人提供语音提示。另外，由于光敏电阻与光电报警电路相连接，当检测到路面上有障碍物或者是出现其它特别情况时，可通过光电报警电路传递给报警模块，用于给盲人提供报警服务。 |
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