盲人拐杖安全辅助装置

◎湖南省邵阳市滑石小学 宋泽皓 湖南省邵阳市资江小学 杨文凯迪

盲人的生活存在许多不便，特别是外出时还可能遭遇危险，让家人担心。我们希望设计一种智能化的盲人拐杖安全辅助装置，让盲人的出行更方便、更安全，让家人更放心。

一、设计思路

1.避障设计

盲人在行走时无法判断前方是否有障碍物，盲人拐杖安全辅助装置（以下简称“装置”）采用超声波传感器和水位传感器，当前方有障碍物或拐杖下方有水时，装置就会通过语音模块发出提示。

户外环境嘈杂，盲人可能听不到语音提示，所以，我们给装置添加了蓝牙模块，盲人佩戴耳机就可以听到提示音。

2.安全设计

盲人在外遇到意外情况时，很难快速有效地寻求帮助。装置采用一键式按钮，按下按钮后，装置就会自动拨打求助电话，发送位置短信，让盲人及时得到救助。

二、制作过程

1.装置的制作与固定

使用Arduino 主控板、超声波传感器、水位传感器、中英文语音合成模块、按钮、蓝牙模块、GSM/GPRS 模块等零件制作安全辅助装置。使用杜邦线、扎带、热缩管、胶枪等基础材料和工具连接零件，并将它们固定在拐杖上。

图1 杨文凯迪在固定装置

2.程序的编写与调试

主程序实现Arduino 主控板、GSM/GPRS 模块和蓝牙模块初始化，获得超声波传感器和水位传感器的数据。在一个循环及判断程序中，根据传感器的数据来判断是否发出语音报警提示、发送求助信息。

图2 宋泽皓在编写程序

3.功能的检测

接通电源后，装置会通过语音播放“欢迎使用盲人拐杖安全辅助装置，盲人拐杖安全辅助装置陪您走天下”，并自动发送一条短信给家人，告知家人盲人准备出行。

使用过程中，当拐杖前方1.5米的范围内出现障碍物时，装置会提示“前方有障碍物，请注意”。当拐杖检测到下方有水，且水位高于2 厘米时，装置会提示“前方有积水，水深××厘米，请注意”。按下一键式按钮后，装置就会给家人发送位置短信，并拨通电话。

图3 盲人拐杖安全辅助装置实物

三、创新点

1.当前方有障碍物，或是地面有水时，该装置就像朋友一样发出温馨提示，给盲人出行提供便利。同时，耳机模式可以解决嘈杂环境中盲人听不清楚的问题。

2.当盲人需要求助时，该装置可以快速定位，并将位置信息发送给被求救者，解决了盲人不清楚自己所在位置而影响救助的问题。

四、改进方向

给装置增加一个摄像头，每隔5 秒拍摄一张照片，并上传至网络平台，让家人更清楚地了解盲人所处的环境。