宋澤皓 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(shè)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(shè)計思路
1.避障設(shè)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(fā)出提示。
戶外環(huán)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(shè)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(fā)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(chǔ)材料和工具連接零件,并將它們固定在拐杖上。
2.程序的編寫與調(diào)試
主程序?qū)崿F(xiàn)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(shù)據(jù)。在一個循環(huán)及判斷程序中,根據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)來判斷是否發(fā)出語音報警提示、發(fā)送求助信息。
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(fā)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(nèi)出現(xiàn)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(fā)送位置短信,并撥通電話。
三、創(chuàng)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(fā)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(huán)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(fā)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(wǎng)絡(luò)平臺,讓家人更清楚地了解盲人所處的環(huán)境。