导盲者手电筒的初步设计与前景

黄亮　张文

摘 要：文章通过超声波反射技术的应用，设计了一种导盲者手电筒。通过超声波反射时间不同，将障碍物距离人体（存在视觉缺陷的人群）无法直接感知的远近的物理量，转换成人体可以直接听到的声音，从而达到预警的作用。

关键词：超声波；导盲者手电筒；预警

1 概述

盲人是弱势群体，他们需要我们的帮助，我们也理应去帮助他们，盲人的一个比较大的障碍就是出行，目前市场上导盲产品都不能很好的满足盲人的要求，本产品基于以上的社会现实及社会上导盲产品的欠缺，设计了帮助盲人在出行中能够及时有效的知道障碍物在何处，及时地做出反应，绕过障碍物的导盲者手电筒，且携带方便。

2 产品设计原理

将声波发射器安装在类似手电筒模型的物件上，工作时可以发射一定波长的声波（发出的声波控制在人耳听不见的范围内，或者声音较小对人正常交流没有影响，对健康也没有危害）。当人在行走时遇到障碍物时（如墙面），此时声波发射器发出的声波就会被墙面反射，被声波接收器接收，处理器同接收器相连，处理器接收到反射的声波后自动记录下从发射声波到接收声波的时间t，根据t的大小，将t划分成3个范围：0-5.99ms（即距离在0-1m）之间称之为危险距离，5.99ms-23.53ms（即距离在1-4m）之间称之为预警距离，23.53ms以上（即距离在4m以上）称之为安全距离，不预警。然后將声信号转变成电信号，再通过蜂鸣器报警。若为安全距离则不报警，若为预警距离则以频率3次/秒预警，若为危险距离则连续预警。人距离障碍物越近时记录的时间（t）越小其报警频率越高，进而达到警示的作用，反之当障碍物距离人越远时记录的时间（t）越大其频率越小，从而达到提醒目的。就仿佛有志愿者在旁边随时提醒道：“前方有障碍物请注意拐弯”或“障碍物距离你较远请安心行驶”。（见图1）

3 导盲者手电筒的结构和工作流程

首先超声波发射头发出一个波长6mm，频率40khz的超声波。当此超声波信号被物体挡住了的时候就会产生反射波，超声波接收器是一个具有压电效应的换能器，然后接收器就能收到超声波并产生一个mV级别的小电压信号。最后通过蜂鸣器达到预警效果。另外，电路板上还带有LED显示器，通过3键键盘可以微调报警距离。

4 结束语

目前在市场上还未出现同类为盲人设计的产品。本产品成本低廉，制造工艺简易，且便于携带，使用简便，实时提醒盲人路面情况变化，可用于导盲、建筑测量，特别是对于盲人用户群有很强的实用性，有较大推广前景。

参考文献

[1]潘登，潘宗预.超声波测距精度的探讨[J].包装工业，2003，11.

[2]张用彪.家庭红外线报警系统的研究[J].电子技术与软件工程， 2013（10）.