多功能盲人电子拐杖.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105769517A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610157774.4(22)申请日2016.03.18(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街(72)发明人张钰张文星张宏图(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人杜军(51)Int.Cl.A61H3/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称多功能盲人电子拐杖(57)摘要本发明公开了多功能盲人电子拐杖。现有盲人拐杖功能单一，不能很好地服务于盲人生活的方方面面。本发明包括警示灯、遥控器、语音模块、一体成型的拐杖把手和拐杖柱身，以及安装在拐杖柱身内部的GPS定位模块、主控制器、摔倒检测模块、GSM模块、电源模块和震动机，还包括主体位于拐杖柱身内部探头伸出拐杖柱身外部的FM发射接收一体模块、一氧化碳传感器模块、红外接收头、超声波模块和光敏传感器。本发明可以在使用者发生摔倒或一氧化碳中毒等突发事故时及时通知其家属，更好的保障盲人朋友的生命安全。CN105769517ACN105769517A权利要求书1/2页1.多功能盲人电子拐杖，包括警示灯、遥控器、语音模块、一体成型的拐杖把手和拐杖柱身，其特征在于：还包括安装在拐杖柱身内部的GPS定位模块、主控制器、摔倒检测模块、GSM模块、电源模块和震动机，以及主体位于拐杖柱身内部探头伸出拐杖柱身外部的FM发射接收一体模块、一氧化碳传感器模块、红外接收头、超声波模块和光敏传感器；主控制器采用型号为STM32ZET6的芯片；红外接收头的型号为HX1838；所述的光敏传感器将检测到的光亮度信号与通过改变光敏传感器的变阻器阻值所设定的临界值进行对比，输出高电平或低电平到主控制器；当主控制器检测到信号为持续低电平时，控制警示灯点亮；所述FM发射接收一体模块的频道转换和音量大小由主控制器发送的AT指令控制；拐杖柱身的上、中、下三个位置放置三个超声波模块；超声波模块与主控制器相连，主控制器利用内置的一个定时器设定超声波模块每3s发射一次超声波，同时利用内置的另一个定时器对反射回来的超声波的接收时间间隔进行计时，根据时间间隔结合超声波在空气中的传播速度240m/s计算出三个超声波测得的前方障碍物的距离，对算得的三个距离进行冒泡排序，以最小距离作为前方障碍物的距离；当最小距离为50cm时，主控制器控制震动机以100HZ的频率震动，最小距离越小，振动频率越大；GPS定位模块对拐杖柱身的经纬度进行定位；当主控制器控制GSM模块向指定手机发送包含经纬信息的短息或控制语音模块进行语音定位播报时，都会向GPS定位模块读取经纬信息；当使用者通过遥控器设置语音播报拐杖当前前进方向时，主控制器向GPS定位模块5读取经纬信息并通过语音模块进行播报；主控制器中保存的时间信息与主控制器从GPS定位模块读取的卫星同步时间进行比对，当主控制器存储的时间信息与卫星同步时间不同时，校正存储时间为卫星时间以保证拐杖时间系统的正确；主控制器内部存储有时间信息、闹钟设定信息、电话和短信接收方号码；摔倒检测模块包括三轴陀螺仪和三轴加速度，主控制器读取三轴陀螺仪和三轴加速度测得的角速度及加速度信息，并进行卡尔曼滤波处理和欧拉拟合得到拐杖柱身的俯仰角和偏航角，进一步计算出两个角度的加速度，当两个角度的加速度达到2m/s2时，判定为拐杖柱身倒地，此时主控制器通过报警器发出报警声；若在30s内使用者没有触发拐杖上的解除警报按键，主控制器将读取、记录GPS定位模块的GPS定位信息，然后通过AT指令控制GSM模块发送短信给提前通过遥控器输入到主控制器中的短信接收方；GSM模块用于实现拐杖的通信功能，通过主控制器发送AT指令给GSM模块，可以控制GSM模块向指定手机拨通电话或发送短信；安放在拐杖柱身表面的可拆卸充电电池为拐杖内部的电源模块供电，电源模块利用降压稳压电路将电池的12V电压转换成可以供主控制器和各个模块使用的5V电压；一氧化碳传感器模块将检测到的CO浓度转换成电压信号，主控制器利用ADC通道采样模拟电压值并将其转换成数字量，当该数字量超过预设的CO安全浓度对应的数字量时，判定为环境CO浓度过高，启动报警器发出警报声，并且发送加有GPS定位信息的求助短信到设定的短信接收方；遥控器上有红外发射头，主控制器通过红外接收头接收到不同的编码信息，根据编码信息的不同确定遥控器的按键。2.根据权利要求1所述的多功能盲人电子拐杖，其特征在于：所述的警示灯位于拐杖柱身上部。3.根据权利要求1所述的多功能盲人电子拐杖，其特征在于：所述一氧化碳传感器模块的型号为MQ-7。4.根据权利要求1所述的多功能盲人电子拐杖，其