“我是你的眼”，NUO can do it !——激光测距智能盲杖

【主题】

激光测距智能盲杖，帮视力障碍人士智能出行 

【概述】

       一次偶然机会，我在网上看到一段关于盲人出行的视频，他们因为眼睛看不见，行动受限，出行更是困难。这些困难是我们作为正常人无法想象和体会的。通过互联网收集信息，我进一步了解到，截止2019年，中国有1700万盲人，全球盲人数量更是一个让人无法想象的数字。盲人是一个不可忽视的庞大群体，我们共同生活在这个蓝色星球，他们有权利和我们一样感受这个世界的美好，幸福地生活。 我决定，走进这个特殊群体，试试帮助他们。于是，我来到乐山市特殊学校盲人班深入了解。当我看到几个视力重度残疾的学生，他们连在教室里自由行走都无法办到，走进大自然对他们来说，更是一种奢望。我就想，如果我能设计制作一个智能手杖，充当他们的“眼睛”，让他们融入社会，感受四季变换，这应该是一件多么有意义的事情啊。于是我利用 UNO 及各种传感器和智能语音模块，制作完成了这个“我是你的眼——盲人智能手杖”。

       目前，市面上尚无为视觉障碍者出行提供便利的导盲装置，视觉障碍者出行基本依靠盲杖。视觉障碍者出行过程中，使用者仅仅只能依靠盲杖对前方的触碰来被动的识别周围环境，在行进过程中无法主动的提示使用者前方有否障碍物，更不能提示前方障碍物的距离。视觉障碍者发生摔跤等意外事件的时候，盲杖脱落以后，使用者由于视觉受限，无法准确的拾起盲杖。视觉障碍者在发生迷路走失的时候，无法向寻找者准确描述当前位置及周围环境参照物，救助者无法及时准确确定视觉障碍者当前位置。于是我们针对以上需求进行开发。

【功能简介】

      （1）激光测距：通过激光测距模块，实时准确探测前方是否有障碍物，及障碍物的距离。激光模块的测量角度，用户可以根据自己的需要自行调整 。

      （2）MP3语音播放：通过MP3播放器实时告诉用户前方障碍物的距离，0.5M—2M范围。

      （3）GPS定位：通过GPS定位模块和OLED屏，实时显示卫星时间及用户所在位置的经纬度和海拔高度。

      (4) 数据智能物联：将GPS数据实时上传物联网平台，让用户家人可以实时了解他的位置。

激光测距智能盲杖系统功能图

【结构设计】

      本作品由一个外壳、一根绑带、一个支架、 一根盲杖构成。

       外壳用于安装本作品所用到的电子元器件；用户使用绑带将本作品固定在手臂或盲杖上使用；支架固定于外壳上方，承载激光测距模块，方便用户调节激光测距模块的工作角度。

电子元器件分为以下：激光测距、语音播报系统、GPS定位系统、物联网系统、摔倒呼救系统。

【注册物联网】

      登录EasyIoT物联网平台（http://iot.dfrobot.com.cn/）完成用户注册及设备添加，这里不再赘述过程。GPS用于记录GPS模块上传的卫星时间和位置数据。

物联网设置

【相关设置】

（1）编程环境部署 

程序编写使用的是Mind+V1.7.0。其中本次程序编写涉及到的硬件有Arduino UNO 、GPS、物联网模块、VL53L0激光测距传感器、DF Player Mini 模块，因此在编写程序前先将这些拓展指令模块添加上，如下图所示。

模块添加

第一步：添加Arduino UNO控制器，鼠标点击拓展按钮，切换“主控板”页面，如下图，添加Arduino UNO。

添加Arduino UNO

第二步：添加VL53L0激光测距传感器， 鼠标点击拓展按钮，切换“传感器”页面，如下图，添加VL53L0激光测距传感器。

添加VL53L0激光测距传感器

第三步：添加DF Player MP3执行器， 鼠标点击拓展按钮，切换“执行器”页面，如下图所示，添加DF Player MP3模块。

添加DF Player MP3模块

第四步：添加OBLOGQ物联网模块、GPS模块，鼠标点击拓展按钮，切换“通讯模块”页面，如下图，添加OBLOGQ物联网模块和GPS模块。

添加OBLOGQ物联网模块和GPS模块

第五步：添加OLED模块，鼠标点击拓展按钮，切换“显示器”页面，如下图，添加OLED-12864显示屏模块。

添加OLED-12864显示屏模块

【电路连线】

【代码编写】

激光测距并播放对应MP3语音信息，GPS工作并实时发送数据给OLED屏显示，同时GPS数据实时发送到物联网实现智能物联功能

设备落地，碰撞开关触发播放语音呼救

【设备组装】

1、组装主控板和配件

第一步：准备Arduino UNO主控板和扩展板，并拼装

第二步：安装DFR0576 Gravity-I2C Multiplexer Module I2C扩展模块

第三步：安装Gravity :VL53L0 Distance Ranging Sensor激光测距模块

第四步：安装DF Player Mini MP3播放器模块

第五步：安装MP3功放模块

第六步：安装碰撞开关

第七步：安装V.KEL GPS模块

第八步：Gravity: UART OBLOQ - IoT物联网模块

第九步：安装OLED屏及小喇叭

2、设备组装

第一步：在设备外壳开洞并安装小喇叭

第二步：设备外壳上安装激光测距模块支架

第三步：在设备外壳上开洞并安装OLED屏

第四步：设备外壳底部开口，安装腕带

第五步：把所有配件及主控板、电池盒安装到盒内

作品使用效果展示

作品完成效果

GPS实时数据

Easy IOT物联网数据：

       本作品制作完成后，在用户的试用过程中，对用户的日常出行起到了一定的帮助。作品能够实时探测用户前言是否有障碍及障碍的距离并及时用语音告诉用户，改善用户视力障碍造成的出行不便问题。GPS和物联网在本作品中的使用，可以让用户的家人及时知道用户实时所处的地理位置。后续，我还将让更多的用户试用，让用户反馈意见和建议，让我能进一步提高作品的功能和性能。同时，我也希望通过我的努力，号召更多的社会人士来关心和关注我们身边的盲人朋友。