盲人拐杖安全輔助裝置

◎湖南省邵陽市滑石小學 宋澤皓 湖南省邵陽市資江小學 楊文凱迪

盲人的生活存在許多不便，特別是外出時還可能遭遇危險，讓家人擔心。我們希望設計一種智能化的盲人拐杖安全輔助裝置，讓盲人的出行更方便、更安全，讓家人更放心。

一、設計思路

1.避障設計

盲人在行走時無法判斷前方是否有障礙物，盲人拐杖安全輔助裝置（以下簡稱“裝置”）采用超聲波傳感器和水位傳感器，當前方有障礙物或拐杖下方有水時，裝置就會通過語音模塊發出提示。

戶外環境嘈雜，盲人可能聽不到語音提示，所以，我們給裝置添加了藍牙模塊，盲人佩戴耳機就可以聽到提示音。

2.安全設計

盲人在外遇到意外情況時，很難快速有效地尋求幫助。裝置采用一鍵式按鈕，按下按鈕后，裝置就會自動撥打求助電話，發送位置短信，讓盲人及時得到救助。

二、制作過程

1.裝置的制作與固定

使用Arduino 主控板、超聲波傳感器、水位傳感器、中英文語音合成模塊、按鈕、藍牙模塊、GSM/GPRS 模塊等零件制作安全輔助裝置。使用杜邦線、扎帶、熱縮管、膠槍等基礎材料和工具連接零件，并將它們固定在拐杖上。

圖1 楊文凱迪在固定裝置

2.程序的編寫與調試

主程序實現Arduino 主控板、GSM/GPRS 模塊和藍牙模塊初始化，獲得超聲波傳感器和水位傳感器的數據。在一個循環及判斷程序中，根據傳感器的數據來判斷是否發出語音報警提示、發送求助信息。

圖2 宋澤皓在編寫程序

3.功能的檢測

接通電源后，裝置會通過語音播放“歡迎使用盲人拐杖安全輔助裝置，盲人拐杖安全輔助裝置陪您走天下”，并自動發送一條短信給家人，告知家人盲人準備出行。

使用過程中，當拐杖前方1.5米的范圍內出現障礙物時，裝置會提示“前方有障礙物，請注意”。當拐杖檢測到下方有水，且水位高于2 厘米時，裝置會提示“前方有積水，水深××厘米，請注意”。按下一鍵式按鈕后，裝置就會給家人發送位置短信，并撥通電話。

圖3 盲人拐杖安全輔助裝置實物

三、創新點

1.當前方有障礙物，或是地面有水時，該裝置就像朋友一樣發出溫馨提示，給盲人出行提供便利。同時，耳機模式可以解決嘈雜環境中盲人聽不清楚的問題。

2.當盲人需要求助時，該裝置可以快速定位，并將位置信息發送給被求救者，解決了盲人不清楚自己所在位置而影響救助的問題。

四、改進方向

給裝置增加一個攝像頭，每隔5 秒拍攝一張照片，并上傳至網絡平臺，讓家人更清楚地了解盲人所處的環境。