導(dǎo)盲者手電筒的初步設(shè)計(jì)與前景

黃亮　張文

摘 要：文章通過超聲波反射技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一種導(dǎo)盲者手電筒。通過超聲波反射時(shí)間不同，將障礙物距離人體（存在視覺缺陷的人群）無法直接感知的遠(yuǎn)近的物理量，轉(zhuǎn)換成人體可以直接聽到的聲音，從而達(dá)到預(yù)警的作用。

關(guān)鍵詞：超聲波；導(dǎo)盲者手電筒；預(yù)警

1 概述

盲人是弱勢(shì)群體，他們需要我們的幫助，我們也理應(yīng)去幫助他們，盲人的一個(gè)比較大的障礙就是出行，目前市場(chǎng)上導(dǎo)盲產(chǎn)品都不能很好的滿足盲人的要求，本產(chǎn)品基于以上的社會(huì)現(xiàn)實(shí)及社會(huì)上導(dǎo)盲產(chǎn)品的欠缺，設(shè)計(jì)了幫助盲人在出行中能夠及時(shí)有效的知道障礙物在何處，及時(shí)地做出反應(yīng)，繞過障礙物的導(dǎo)盲者手電筒，且攜帶方便。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理

將聲波發(fā)射器安裝在類似手電筒模型的物件上，工作時(shí)可以發(fā)射一定波長的聲波（發(fā)出的聲波控制在人耳聽不見的范圍內(nèi)，或者聲音較小對(duì)人正常交流沒有影響，對(duì)健康也沒有危害）。當(dāng)人在行走時(shí)遇到障礙物時(shí)（如墻面），此時(shí)聲波發(fā)射器發(fā)出的聲波就會(huì)被墻面反射，被聲波接收器接收，處理器同接收器相連，處理器接收到反射的聲波后自動(dòng)記錄下從發(fā)射聲波到接收聲波的時(shí)間t，根據(jù)t的大小，將t劃分成3個(gè)范圍：0-5.99ms（即距離在0-1m）之間稱之為危險(xiǎn)距離，5.99ms-23.53ms（即距離在1-4m）之間稱之為預(yù)警距離，23.53ms以上（即距離在4m以上）稱之為安全距離，不預(yù)警。然后將聲信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再通過蜂鳴器報(bào)警。若為安全距離則不報(bào)警，若為預(yù)警距離則以頻率3次/秒預(yù)警，若為危險(xiǎn)距離則連續(xù)預(yù)警。人距離障礙物越近時(shí)記錄的時(shí)間（t）越小其報(bào)警頻率越高，進(jìn)而達(dá)到警示的作用，反之當(dāng)障礙物距離人越遠(yuǎn)時(shí)記錄的時(shí)間（t）越大其頻率越小，從而達(dá)到提醒目的。就仿佛有志愿者在旁邊隨時(shí)提醒道：“前方有障礙物請(qǐng)注意拐彎”或“障礙物距離你較遠(yuǎn)請(qǐng)安心行駛”。（見圖1）

3 導(dǎo)盲者手電筒的結(jié)構(gòu)和工作流程

首先超聲波發(fā)射頭發(fā)出一個(gè)波長6mm，頻率40khz的超聲波。當(dāng)此超聲波信號(hào)被物體擋住了的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生反射波，超聲波接收器是一個(gè)具有壓電效應(yīng)的換能器，然后接收器就能收到超聲波并產(chǎn)生一個(gè)mV級(jí)別的小電壓信號(hào)。最后通過蜂鳴器達(dá)到預(yù)警效果。另外，電路板上還帶有LED顯示器，通過3鍵鍵盤可以微調(diào)報(bào)警距離。

4 結(jié)束語

目前在市場(chǎng)上還未出現(xiàn)同類為盲人設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。本產(chǎn)品成本低廉，制造工藝簡(jiǎn)易，且便于攜帶，使用簡(jiǎn)便，實(shí)時(shí)提醒盲人路面情況變化，可用于導(dǎo)盲、建筑測(cè)量，特別是對(duì)于盲人用戶群有很強(qiáng)的實(shí)用性，有較大推廣前景。

參考文獻(xiàn)

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