【脑洞大赛】智能安全设备-导盲杖
本帖最后由 breaker_MAG 于 2019-8-21 16:52 编辑# 导盲杖作品介绍
导盲杖是盲人朋友出行的工具之一。这里参考一些文章，开始制作一款能够实现以下功能的导盲杖：超声波测距播报，语音报时，近距离提醒，GPS定位安全，紧急情况 GPS安全求助信息发送，比较黑暗的地方进行开灯提醒周围人的基础功能等。使用的是Arduino Nano单片机，选用HC-SR04超声波传感器，0.96寸OLED，RTC实时时钟模块，SIM900A模块，以及MP3模块，gps模块等。最终功能实现具体看视频。
https://www.bilibili.com/video/av64712339
其中有一个功能没有实现，很久之前测试过那个模块。不过不影响这些模块统一的功能。具体的制作介绍见下面的帖子。
本帖最后由 breaker_MAG 于 2019-8-21 16:53 编辑
# 第零部分构思
第一帖整体帖，说明工作的各个部分安排。接下来会一步步补充帖子。
本帖最后由 breaker_MAG 于 2019-7-31 08:45 编辑
# 第一部分：作品介绍-智能安全设备-导盲杖
这个作品算是对智能安全设备的一个探索，目的是为了给盲人出行带来便利，以及可以应对突发的状态提供一些手段。主要内容：使用使用Arduino Nano单片机，选用HC-SR04超声波传感器，0.96寸OLED，RTC实时时钟模块，SIM900A模块，以及MP3模块，gps模块等构建整体的导盲杖硬件部分。预计实现功能：超声波测距播报，语音报时，近距离提醒，GPS定位安全，紧急情况 GPS安全求助信息发送，比较黑暗的地方进行开灯提醒周围人的基础功能等。
# 第二部分：各个模块以及开发环境的准备介绍
## 1 选用硬件模块：
| 模块 | 参数 | 模块图片 |
| -------- | -------- | -------- |
| RTC实时时钟模块 | 实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、周、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整 | |
| SIM900A模块 | 支持短信收发，拨打/接听电话，GPRS通信，用于物联设备联网，远程监控，智能家居等。 | |
| HC-SR04超声波 | 用于测量距离。这里采用的是现在流行的超声波模块HC-SR04，它具有成本低，近距离测距精度适中的特点 | |
| 0.96寸OLED | * 高分辨率:128 * 64 * 视场角度:>160度* 超低功耗:0.08W，* 全屏点亮电压:3V ~ 5V直流* 工作温度:-30 c ~ 70 c* 尺寸:27mm * 27mm * 4.1mm(不含头销)* 有源显示面积:21.7mm x 10.9mm* I2C/IIC接口 * 控制器IC: SSD1306 | |
| MP3模块 | DFPlayer Mini 是一款小巧且价格低廉的MP3模块，可以直接接扬声器。模块配合供电电池、扬声器、按键可以单独使用，也可以通过串口控制，作为Arduino UNO或者是任何有串口的单片机的一个模块。 | |
| gps模块 |采用U-BLOX NEO-6M模组，体积小巧，性能优异。 增加放大电路，有利于无源陶瓷天线快速搜星。| |
## 2 耗材：
杜邦线、跳线、焊台、剥线钳、面包板、洞洞板。
## 3 开发板：
Arduino nano、或者UNO。
## 4 开发环境：
Arduino IDE 和Visual Studio.
本帖最后由 breaker_MAG 于 2019-8-21 16:44 编辑
# 第三部分：制作过程
## 1.整体的设计思路
设计的户外安全多模块智能导盲杖主要包括的功能有：显示前方障碍的距离；光线强度低的时候，开启照明灯；OLED模块进行时间日期星期的显示，并且可以准点报时；在紧急情况，发送求救信息。整个导盲杖设备的输入、输出结构如下。
## 2.导盲杖PCB原型制作
# 使用Altium designer 16来进行PCB的绘制，详细步骤如下：
## @1构建原理图封装库
由于购买的是多种的模块，所以在绘制原理图库的时候，使用了一些抽象的框来代表各个模块。原理图库的构建算是第一个比较重要的环节，这个在AD中绘制PCB是开始的第一步。
## @2构建PCB封装库
PCB封装库的建立是相比有一些麻烦的。各个模块因为需要具体的尺寸，所以需要测量工具--游标卡尺来测量。
绘制了有包括GPS,蓝牙模块，GPRS模块等的PCB封装。
## @3绘制原理图
原理图绘制。
## @4绘制PCB
https://www.bilibili.com/video/av61520815/?p=2
https://www.bilibili.com/video/av61520815/?p=2
https://www.bilibili.com/video/av61521018
今天发板子了。等待嘉利创的板子到货。
# 第四部分 功能实现
最终实现的功能：
1.超声波探测前方距离，距离小于25cm报警，可以使用按键来检测前方的距离。
2.进行蓝牙端的检测，使用的是蓝牙串口助手，
3.低光照开灯照明，警示行人。
4.进行GPS定位，目前是显示在OLED上面，定位精度是满可以的。
5.实时显示时间，使用的是实时时钟芯片，可调节时间。
6.整点报时。
视频发布在B站，后面会放上链接。
目前做的是导盲杖的硬件部分和软件部分，具体的实物部分涉及到3D打印，整体的设计还需要另外的考虑。
这个东西，其实更多的是来给大家提供一个文档参考，如果有更好的创意可以在这个基础上面发挥。欢迎大家联系我，无论是提供建议，还是想要了解这个项目的一些东西。如果有疑惑的地方，欢迎大家给我留言。
# 第五部分 资料教程
MP3我所用到的音频文件：
arduino工程文件：
库文件：
PCB文件：
https://www.bilibili.com/video/av64712339
本帖最后由 pATAq 于 2019-7-18 00:55 编辑
挺有意义的东西，支持楼主。
这让我想起小时候看的一篇作文，讲一个盲人晚上出门会提着一盏灯。
同时我也有些问题哈，咱中国目前盲人的生活现状是怎样的，先天致盲后天致盲比例，作为盲人最需要哪些功能，别变成了
我们觉得盲人需要哪些功能，导盲犬普及情况，盲道，等等，想着这些突然还挺难过的。我觉得比较好的情况是，“我了解到一些盲人，他们比较需要如下功能，同时我设计了以下功能，他们很开心，表示原来还可以这样生活”。
如果真的有这种效果，也是一件大功德。
pATAq 发表于 2019-7-18 00:51
挺有意义的东西，支持楼主。
这让我想起小时候看的一篇作文，讲一个盲人晚上出门会提着一盏灯。
同时我也有 ...
是的，我觉得你说的很有道理。版主大大真的用心了，思考了我没有想过的东西。我只是在想怎么把这个东西做出来，并没有真正的去考虑这个的使用者的感受。嗯，一个产品是应该要真实的解决问题之后才能说是个有意义的吧。
其实，我感觉我现在所处的阶段只是一个技术的尝试，产品雏形的构建。并没有实际尝试让盲人使用，可能说，现在我做的，也仅仅是一个功能的实现。其他的产品特性，使用者感受，产品外观，成本问题可能都没有考虑。
感谢版主给我的指导，我会继续努力做完。希望您能继续关注 breaker_MAG 发表于 2019-7-23 18:11
是的，我觉得你说的很有道理。版主大大真的用心了，思考了我没有想过的东西。我只是在想怎么把这个东西做 ...
指导不敢当，就是觉得你的想法很有意义，相互探讨一下 pATAq 发表于 2019-7-24 12:38
指导不敢当，就是觉得你的想法很有意义，相互探讨一下
谢谢你，还是希望您可以继续关注
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