微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋制造技术

本发明专利技术公开了一种微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋，包括鞋底和鞋帮，所述鞋底设置有发电装置，发电装置连接电能存储器，电能存储器连接微处理器，所述鞋帮最前端的中间设置有微型超声波收发器，鞋帮最前端的两侧设置有近近红外发射接收器，微型超声波收发器、近红外发射接收器与鞋底的信号处理器连接。微处理器连接内置喇叭、内置振动器、开关、控制器、信号处理器及近红外发射接收器和微型超声波收发器。本发明专利技术通过控制器来决定微机处理器处理由近红外发射接收发来的近距离障碍物信号还是由微型超声波收发器发来的远距离障碍物信号，并根据障碍物信号做出不同的反应，以此对盲人进行导航。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋，尤其涉及将鞋子前方的障碍物及障碍物距离转化为声音信号和振动信号来为盲人导航的智能鞋。
技术介绍
传统具有盲人导航功能的智能鞋一般配置一次性电池，或需要从外部充电的充电电池，来满足鞋内各种智能设备的用电。不论是更换电池，还是采用外部充电都比较繁琐，不利于盲人导航智能鞋的推广。现有盲人导航智能鞋一般使用红外线测障碍物，测量距离不能太近，更不能测到马上就要接触到鞋的障碍物，像小石头之类的障碍物，更不能测到远距离的障碍物，例如行驶过来的机动车等。现有导盲鞋报警形式单一，未综合考虑路况或环境的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋，该智能鞋能够收集前方近距离和远距离障碍物信息并通过语音和振动形式提醒盲人避免其撞上障碍物。本专利技术的技术方案是:微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋包括鞋底和鞋帮，鞋底设置有发电装置，该装置包括两种不同材质的导体，工作端Tl和自由端T2;发电装置连接电能存储器，电能存储器连接微处理器，鞋帮最前端的中间设置有微型超声波收发器，鞋帮最前端的两侧设置有近红外发射接收器，微型超声波收发器、近红外发射接收器与鞋底的信号处理器连接，微机处理器连接内置喇叭、内置振动器、开关、控制器、信号处理器及近红外发射接收器和微型超声波收发器。本专利技术中微处理器将通过热电偶发电得到的电能分配给各个用电模块。当开关打开时，微机处理器通过判断控制器的状态并根据信号处理器发来的信号向内置喇叭和内置振动器分配指令。所述微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋鞋帮最前端有微型超声波收发器及近红外发射接收器。微型超声波收发器主要用来测远距离障碍物;近红外发射接收器主要用来测近距离障碍物。所述微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋鞋底有内置喇叭，当测得前方有障碍物时，内置喇叭会发出不同音频的鸣叫。当测得前方相对近距离有障碍物时内置喇叭发出较高音频的鸣叫，当测得前方相对远距离有障碍物时内置喇叭发出较低音频的鸣叫。所述微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋鞋底有内置振动器，当测得前方有障碍物时，内置振动器会发生不同频率的振动。当测得前方相对近距离有障碍物时内置振动器发出较高频率的振动，当测得前方相对远距离有障碍物时内置振动器发出较低频率的振动。所述微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋鞋底有控制器，当控制器为高电平时，微机处理器只接收微型超声波收发器经信号处理器后发来的信号并控制内置喇叭和内置振动器做出反应；当控制器为低电平时，微机处理器只接收近红外发射接收器经信号处理器后发来的信号并控制内置喇叭和内置振动器做出相应反应。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: 1.本专利技术成本低，利于推广。2.本专利技术充分利用脚的热能通过热电偶发电供各用电模块使用，自给自足。3.本专利技术充分考虑各种突发情况，运用喇叭鸣笛和振动两种方式报警，当外界环境嘈杂喇叭鸣笛听不清楚时振动起主要作用；当路面凹凸不平，振动难以感知时，喇叭鸣笛起主要作用。4.本专利技术既可检测到超近距离的障碍物，又可检测到较远距离的障碍物(含移动的障碍物)。【附图说明】图1为本专利技术提供的PN结热电偶发电的原理图。图2为本专利技术提供的微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋的俯视图的各模块原理框图。【具体实施方式】参照图1、图2所示，本专利技术提供的微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋包括鞋底和鞋帮，鞋底有热电偶发电装置，把脚的热能转化为电能供用电模块使用;来自微型超声波收发器4和近红外发射接收器3的信号经处理之后被转化为声音信号和振动信号来提醒盲人前方障碍物的情况。鞋底有PN结热电偶发电装置11，发电装置11连接电能存储器8，电能存储器连接微处理器7，鞋帮最前端的中间设置有微型超声波收发器4，鞋帮最前端的两侧设置有近红外发射接收器3，微型超声波收发器4、近红外发射接收器3与鞋底的信号处理器5连接，微机处理器5连接内置喇叭10、内置振动器9、开关6、控制器12、信号处理器5及微型超声波收发器4和近红外发射接收器3。参照图1所示，图1为本专利技术提供的PN结热电偶发电的原理图。Tl代表在冷端的温度(例如外界的温度)，T2代表在热端的温度(例如脚底的温度)，如在夏天就相反。因为在这二种不同的温度下PN结才会有电动势产生，这就是PN结热电偶发电的原理。图1中的图标I表示N型半导体材料，图标2表示P型半导体材料和他们间的连接方法。热电偶发电装置包括两种不同材质的导体，工作端Tl和自由端Τ2，所述两种不同材料为N型半导体和P型半导体，所述工作端连接在一起，所述工作端和自由端在温度恒定的条件下，即PN结热电偶工作于某个恒定的温度差，热电势的值也基本恒定，产生的电能存储在电能存储板8，微机处理器再把电能分配给开关8、内置振动器9、内置喇叭10、信号处理器5、微型超声波收发器4和近红外发射接收器3等所需用电装置。参照图2所示，图中图标13为鞋底的边缘，开启开关6系统开始工作。当控制器12处于高电平时，如果微机处理器7接收到由微型超声波收发器4收到并经信号处理器5处理的超声信号，则系统认为远处有障碍物，微处理器7根据接收到的信号对内置振动器9和内置喇叭10分配任务，如果障碍物距离相对较远，则振动器9振动频率高，内置喇叭10音频高;如果障碍物距离相对较近，则振动器9振动频率低，内置喇叭10音频低。如果微处理器7没有收到信号，则远处没有障碍物。当控制器12处于低电平时，如果微机处理器7接收到由近红外发射接收器3收到并经信号处理器5处理的近红外信号，则系统认为近处有障碍物，微机处理器7根据接收到的信号对内置振动器9和内置喇叭10分配任务，如果障碍物距离相对较远，则振动器9振动频率高，内置喇叭10音频高;如果障碍物距离相对较近，则振动器9振动频率低，内置喇叭10音频低。如果微处理器7没有收到信号，则近处没有障碍物。【主权项】1.一种微远超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋，包括鞋底和鞋帮，其特征在于:鞋底有发电装置，发电装置连接电能存储器，电能存储器连接微处理器，鞋帮最前端的中间设置有微型超声波收发器，鞋帮最前端的两侧设置有近红外发射接收器，微型超声波收发器、近红外发射接收器与鞋底的信号处理器连接，微机处理器连接内置喇叭、内置振动器、开关、控制器、信号处理器及微型超声波收发器和近红外发射接收器。2.根据权利要求1所述的微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋，其特征是:所述发电装置为将脚内的热能转化为电能的PN结热电偶发电装置。【专利摘要】本专利技术公开了一种微超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋，包括鞋底和鞋帮，所述鞋底设置有发电装置，发电装置连接电能存储器，电能存储器连接微处理器，所述鞋帮最前端的中间设置有微型超声波收发器，鞋帮最前端的两侧设置有近近红外发射接收器，微型超声波收发器、近红外发射接收器与鞋底的信号处理器连接。微处理器连接内置喇叭、内置振动器、开关、控制器、信号处理器及近红外发射接收器和微型超声波收发器。本专利技术通过控制器来决定微机处理器处理由近红外发射接收发来的近距离障碍物信号还是由微型超声波收发器发来的远距离障碍物信号，并根据障碍物信号做出不同的反应，以此对盲人进行导航。【IPC分类】A43B3/00, A61H3/06【公开号】CN105662795【申本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微远超声和近红外导航盲人穿戴智能鞋，包括鞋底和鞋帮，其特征在于：鞋底有发电装置，发电装置连接电能存储器，电能存储器连接微处理器，鞋帮最前端的中间设置有微型超声波收发器，鞋帮最前端的两侧设置有近红外发射接收器，微型超声波收发器、近红外发射接收器与鞋底的信号处理器连接，微机处理器连接内置喇叭、内置振动器、开关、控制器、信号处理器及微型超声波收发器和近红外发射接收器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方安安，高文华，索婧雯，陈吴，龙学焜，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36