盲人拐杖安全辅助装置

2023-09-21 05:03湖南省邵阳市滑石小学宋泽皓湖南省邵阳市资江小学杨文凯迪
发明与创新 2023年27期
关键词:拐杖盲人障碍物

◎湖南省邵阳市滑石小学 宋泽皓 湖南省邵阳市资江小学 杨文凯迪

盲人的生活存在许多不便,特别是外出时还可能遭遇危险,让家人担心。我们希望设计一种智能化的盲人拐杖安全辅助装置,让盲人的出行更方便、更安全,让家人更放心。

一、设计思路

1.避障设计

盲人在行走时无法判断前方是否有障碍物,盲人拐杖安全辅助装置(以下简称“装置”)采用超声波传感器和水位传感器,当前方有障碍物或拐杖下方有水时,装置就会通过语音模块发出提示。

户外环境嘈杂,盲人可能听不到语音提示,所以,我们给装置添加了蓝牙模块,盲人佩戴耳机就可以听到提示音。

2.安全设计

盲人在外遇到意外情况时,很难快速有效地寻求帮助。装置采用一键式按钮,按下按钮后,装置就会自动拨打求助电话,发送位置短信,让盲人及时得到救助。

二、制作过程

1.装置的制作与固定

使用Arduino 主控板、超声波传感器、水位传感器、中英文语音合成模块、按钮、蓝牙模块、GSM/GPRS 模块等零件制作安全辅助装置。使用杜邦线、扎带、热缩管、胶枪等基础材料和工具连接零件,并将它们固定在拐杖上。

图1 杨文凯迪在固定装置

2.程序的编写与调试

主程序实现Arduino 主控板、GSM/GPRS 模块和蓝牙模块初始化,获得超声波传感器和水位传感器的数据。在一个循环及判断程序中,根据传感器的数据来判断是否发出语音报警提示、发送求助信息。

图2 宋泽皓在编写程序

3.功能的检测

接通电源后,装置会通过语音播放“欢迎使用盲人拐杖安全辅助装置,盲人拐杖安全辅助装置陪您走天下”,并自动发送一条短信给家人,告知家人盲人准备出行。

使用过程中,当拐杖前方1.5米的范围内出现障碍物时,装置会提示“前方有障碍物,请注意”。当拐杖检测到下方有水,且水位高于2 厘米时,装置会提示“前方有积水,水深××厘米,请注意”。按下一键式按钮后,装置就会给家人发送位置短信,并拨通电话。

图3 盲人拐杖安全辅助装置实物

三、创新点

1.当前方有障碍物,或是地面有水时,该装置就像朋友一样发出温馨提示,给盲人出行提供便利。同时,耳机模式可以解决嘈杂环境中盲人听不清楚的问题。

2.当盲人需要求助时,该装置可以快速定位,并将位置信息发送给被求救者,解决了盲人不清楚自己所在位置而影响救助的问题。

四、改进方向

给装置增加一个摄像头,每隔5 秒拍摄一张照片,并上传至网络平台,让家人更清楚地了解盲人所处的环境。

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