孙靖凡 曹建峰 赵阳 梁茹薇

摘要：现实生活中视力受损的人在户外行走会遇到各种问题，这款头带旨在帮助视力受损的人，识别危险，能够在设备的帮助下能够自主的活动。近几年，我国残疾人口数量不断增加，据不完全统计，我国残疾人口数量截止到 2010 年已经突破了九千万，而盲人残疾人的比例占总人数的比例居多，因为失去眼睛他们再也不能够像正常人一样生活。日常的外出等等或者在家里行走都遇到了不少的困难，正常的生活操作通过用手触摸，或者借助于一些拐杖等都不是很好而且有很大的危险性，这使得他们做一些其他的事更加困难，不能够很好体验生活，大大降低了他们的幸福感。在这样的背景下现设计一种残疾人触感头带装置实现辅助残疾人安全出行，判别危险物，使用方便，安全简单的功能。

关键词：残疾人;智能;安全;头带

中图分类号：TP399        文献标识码：A        文章编号：1009-3044（2019）03-0251-02

Abstract：In real life， people who have impaired vision can encounter problems in the outdoors. This headband aims to help people with impaired vision to identify danger and to be able to operate autonomously with the help of the equipment. In recent years， the number of disabled people in our country has been increasing. According to incomplete statistics， the number of disabled people in China has broken through ninety million in 2010， and the proportion of the disabled persons with blind people accounts for the proportion of the total， because they can no longer live like normal people. Everyday going out and so on， or walking at home， has a lot of difficulties. It is not very good and dangerous to touch the normal life by hand， or with some crutches. It makes them do some other things more difficult， can not make a good test of life， and greatly reduce their happiness. Feeling. Under this background， a kind of disabled touch head belt device is designed to assist the disabled to travel safely， to distinguish the dangerous objects， to use convenient， safe and simple functions.

Key words：Disabled;Intelligence;security;Headband

1 设计背景

根据世界卫生组织的统计数据表明，全世界有5亿残疾人，占人口总数的10%左右，其中80%分布在发展中国家。我国目前有残疾人6000万，并以每年70—80万的人口速度增长，如果照这样的趋势发展下去，我国将面临巨大的残疾人保障问题。他们的生活也因为不同的身体方面缺陷，面临着种种的危险，安全难以得到保障。而中国的残疾人事业在近十年间得到了快速发展，无论是在残疾人领域的法制建设与政策推进方面，还是在残疾人权益的具体落实方面，均取得了很大的成就。保障残疾人安全方面的设计与产品，所占的市场份额越来越大，不仅为广大的残疾人朋友带去福音，同时也产生了巨大的社会效益。

2 硬件设计

（1）本设计的主要硬件设备

主控壳里面放置了Arduino主控板、SIM卡模块和电池模块通过开关控制，所述开关槽连接着电源模块，所述电源模块连接充电口通过USB口充电，主控板通过排线连接传感器，所述主控板盖雕刻着盲文，所诉传感器外壳有传感器外边，传感器底座，传感器上罩组成。

（2）Arduino主控板

（3）SIM900

SIM模块是一块尺寸紧凑的GMS/GPRS模块的，采用SMT封装，基于STE单的芯片案，采用ARM926EJ-S构架，性能强大，可以内置客户应用程序。可广泛应用于无线POS、电力监控、智能抄表等方面。

（4）设计图例

为使本设计目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本设计。

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含1、开关槽;2、充电口;3、连接口;4、主控板槽;5、主控板盖;6、传感器外边;7、传感器底座;8、传感器上罩。所述主控壳里面放置了Arduino主控板、SIM卡模块和电池模块通过开关控制，所述开关槽1连接着电源模块，所述电源模块连接充电口2通过USB口充电，主控板通过排线连接传感器，所述主控板盖5雕刻着盲文，所诉传感器外壳有传感器外边6，传感器底座7，传感器上罩8组成，具体实物图如图1所示。

（5）工作原理

使用时，将一种触感头带装置戴到头上，打开主控板上的开关开电运行，三个声纳测距模块每个模块以90度角度测量，当使用者向前行走的时候每个模块根据各自的测到的距离提醒使用者向前向左向右等动作，比如有障碍物时候向前向右等传感器有不同的震动频率，同时声音传感器发出提示声音，里面的SIM800模块会在卡机运行的每隔固定的阶段定时向上位机发送行走的地点，上位机会根据上传数据将路径显示出。

一种触感头带装置，其特征在于：开关槽;充电口;连接口;主控板槽;主控板盖;传感器外边;传感器底座;传感器上罩。主控壳里面放置了Arduino主控板、SIM卡模块和电池模块通过开关控制，所述开关槽连接着电源模块，所述电源模块连接充电口通过USB口充电，主控板通过排线连接传感器，所述主控板盖雕刻着盲文，所诉传感器外壳有传感器外边，传感器底座，传感器上罩组成。

3 软件设计

（1）功能实现逻辑

首先将SIM900、声呐测距模块以及声音传感器模块初始化，然后通过不同模块的功能进行电压比较，执行判断，向使用者进行声光报警，并进行下一步的测距和方位计算，对使用者进行智能的语音播报，提醒其潜在的危险。为防止本设计过于频繁报警，影响使用者的正常生活，会产生周期性的中断，并将SIM模块发送地址。

（2）声呐测距与方位计算

1.基本原理：利用接收回波和发射脉冲信号间的时间差来测距的方法。

2.相关物理公式：

4 结果分析

所述触感头带装置通过三个模块分散通过排线连接。所述单个模块里面集成了测距和震动模块，和声音传导模块，添加了定位系统。现有技术相比，本设计的有益效果为：便于实现辅助残疾人安全出行，判别危险物，使用方便，安全简单的操作。随着物联网时代的到来，越来越多的智能设备进入到我们的生活之中，替我们解决了生活中的种种困难，从小众的奢侈品，随着技术的提升，成本的降低，渐渐融入了人们的生活之中。在未来，这些技术为无论是为残疾人还是普通人都将带去巨大的便利，具有巨大的行业发展前景。

参考文献：

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[3] 杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].3版.北京：高等教育出版社，2005.

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[5] 孙余凯.传感器应用电路300例[M].北京： 电子工业出版社，2008.

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