導盲者手電筒的初步設計與前景

黃亮　張文

摘 要：文章通過超聲波反射技術的應用，設計了一種導盲者手電筒。通過超聲波反射時間不同，將障礙物距離人體（存在視覺缺陷的人群）無法直接感知的遠近的物理量，轉換成人體可以直接聽到的聲音，從而達到預警的作用。

關鍵詞：超聲波；導盲者手電筒；預警

1 概述

盲人是弱勢群體，他們需要我們的幫助，我們也理應去幫助他們，盲人的一個比較大的障礙就是出行，目前市場上導盲產品都不能很好的滿足盲人的要求，本產品基于以上的社會現實及社會上導盲產品的欠缺，設計了幫助盲人在出行中能夠及時有效的知道障礙物在何處，及時地做出反應，繞過障礙物的導盲者手電筒，且攜帶方便。

2 產品設計原理

將聲波發射器安裝在類似手電筒模型的物件上，工作時可以發射一定波長的聲波（發出的聲波控制在人耳聽不見的范圍內，或者聲音較小對人正常交流沒有影響，對健康也沒有危害）。當人在行走時遇到障礙物時（如墻面），此時聲波發射器發出的聲波就會被墻面反射，被聲波接收器接收，處理器同接收器相連，處理器接收到反射的聲波后自動記錄下從發射聲波到接收聲波的時間t，根據t的大小，將t劃分成3個范圍：0-5.99ms（即距離在0-1m）之間稱之為危險距離，5.99ms-23.53ms（即距離在1-4m）之間稱之為預警距離，23.53ms以上（即距離在4m以上）稱之為安全距離，不預警。然后將聲信號轉變成電信號，再通過蜂鳴器報警。若為安全距離則不報警，若為預警距離則以頻率3次/秒預警，若為危險距離則連續預警。人距離障礙物越近時記錄的時間（t）越小其報警頻率越高，進而達到警示的作用，反之當障礙物距離人越遠時記錄的時間（t）越大其頻率越小，從而達到提醒目的。就仿佛有志愿者在旁邊隨時提醒道：“前方有障礙物請注意拐彎”或“障礙物距離你較遠請安心行駛”。（見圖1）

3 導盲者手電筒的結構和工作流程

首先超聲波發射頭發出一個波長6mm，頻率40khz的超聲波。當此超聲波信號被物體擋住了的時候就會產生反射波，超聲波接收器是一個具有壓電效應的換能器，然后接收器就能收到超聲波并產生一個mV級別的小電壓信號。最后通過蜂鳴器達到預警效果。另外，電路板上還帶有LED顯示器，通過3鍵鍵盤可以微調報警距離。

4 結束語

目前在市場上還未出現同類為盲人設計的產品。本產品成本低廉，制造工藝簡易，且便于攜帶，使用簡便，實時提醒盲人路面情況變化，可用于導盲、建筑測量，特別是對于盲人用戶群有很強的實用性，有較大推廣前景。

參考文獻

[1]潘登，潘宗預.超聲波測距精度的探討[J].包裝工業，2003，11.

[2]張用彪.家庭紅外線報警系統的研究[J].電子技術與軟件工程， 2013（10）.