劉會(huì)琪

摘要：我國(guó)盲人及視覺障礙人口眾多，城市交通路況復(fù)雜，對(duì)盲人出行帶來了巨大的困難?，F(xiàn)以整個(gè)城市背景為前提，研究開發(fā)了一種新的盲人出行系統(tǒng)。系統(tǒng)采用RFID射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航，智能盲杖可以將分布于城市盲道下的電子標(biāo)簽中所錄入的地理位置信息轉(zhuǎn)化為語音信息，通過耳機(jī)反饋給盲人，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能。盲杖利用超聲波測(cè)距技術(shù)來感知盲杖前方、及前方高處的障礙物信息，并將信息以聲音或者震動(dòng)的形式，反饋給用戶。同時(shí)還具備定位、語音報(bào)時(shí)、陰暗處自動(dòng)亮燈示警等功能。

關(guān)鍵詞：城市無障礙；障礙物檢測(cè)；RFID；盲杖

1 引言

根據(jù)世界衛(wèi)生組織給的數(shù)據(jù)，2010年中國(guó)盲人數(shù)量824.8萬，低視力人群6727.4萬，視力殘疾者的數(shù)量是兩者的總和——7551.2萬。我國(guó)盲人數(shù)量眾多，城市路況也比較復(fù)雜。盲人的出行方式通常有盲杖出行，親友陪同出行，導(dǎo)盲犬導(dǎo)向出行和公交出行等幾種方式，其中以使用盲杖出行最為普遍，盲人出行的問題是一個(gè)不可忽視的社會(huì)問題。

以最普遍的盲人使用盲杖單獨(dú)出行為例，盲人出行時(shí)使用的普通盲杖多為鋁合金質(zhì)地，盲人使用它的杖尖在地面上不斷敲擊，左右擺動(dòng)探索，可盲人發(fā)現(xiàn)地面0.5米范圍以內(nèi)的障礙物，杖體貼有反光膜，夜間可警示車輛避讓。普通盲杖輕盈、便攜、耐用、價(jià)格低廉，是視障患者出行的幫手。但是普通盲杖具有的缺點(diǎn)是：對(duì)于稍遠(yuǎn)距離的障礙物及高空障礙物無法判斷位置，不能及時(shí)做出反應(yīng)。

本文通過介紹射頻識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)在當(dāng)今社會(huì)中的應(yīng)用，以及對(duì)當(dāng)前我國(guó)的盲人道路指示系統(tǒng)的分析，結(jié)合當(dāng)前社會(huì)盲人出行用具的分析，以及射頻識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提出基于射頻識(shí)別技術(shù)的盲人避障導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 傳統(tǒng)盲人出行系統(tǒng)分析

城市中的視覺障礙人群的無障礙出行環(huán)境建設(shè)，在道路交通方面，主要涉及到城市廣場(chǎng)、非機(jī)動(dòng)車道、過街天橋及過街地道、過街音響信號(hào)及公交站臺(tái)等。在建筑物場(chǎng)所方面，主要涉及到辦公及科研建筑、文化和商業(yè)建筑、觀演及交通建筑、醫(yī)療及學(xué)校建筑、公寓及飯店建筑、居住和園林建筑等。有關(guān)無障礙的主要設(shè)施和部位有：坡道、出入口、走廊、樓梯、電梯、扶手、輪椅席、廁所、浴室、安全抓桿、客房、廚房、服務(wù)臺(tái)、停車場(chǎng)車位、城市盲道、緣石坡道、旅游景點(diǎn)標(biāo)志牌等。因此，無障礙環(huán)境的建設(shè)與改造，是一項(xiàng)涉及面廣的系統(tǒng)工程。

視力殘疾者在戶外單獨(dú)行進(jìn)與活動(dòng)時(shí)，最重要的問題是對(duì)環(huán)境的感知和方向上的判定。視障患者通常依靠觸覺、聽覺、嗅覺和較強(qiáng)的色彩對(duì)比來幫助其行動(dòng)。當(dāng)前我國(guó)的盲人無障礙出行設(shè)施主要有城市盲道、過街音響提示信號(hào)、盲文公交站牌等，但是當(dāng)前我國(guó)的道路標(biāo)示體系并沒有能夠給盲人出行提供太大的幫助。我國(guó)視覺障礙人群的無障礙道路體系還有很大的改造需求與提升空間。目前市場(chǎng)上的助盲器材的成型產(chǎn)品僅處于障礙物報(bào)警的初始水平，在實(shí)際使用時(shí)，對(duì)盲人出行的幫助極其有限，隨著電子科技的發(fā)展及城市道路環(huán)境的不斷復(fù)雜化，傳統(tǒng)的導(dǎo)盲杖及城市導(dǎo)盲系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足盲人的需要了，盲人出行困難重重。

3 系統(tǒng)概述

此盲人出行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要基于射頻識(shí)別技術(shù)、超聲波測(cè)距技術(shù)及gps技術(shù)，旨在構(gòu)建一個(gè)有效的輔助盲人出行的系統(tǒng)。系統(tǒng)由智能盲杖和安裝了錄入城市地理位置信息芯片的城市盲道組成。盲人出行系統(tǒng)的主要功能有導(dǎo)航、外部數(shù)據(jù)采集、語音提示、震動(dòng)提示、智能提示燈、全球定位、一鍵警報(bào)、發(fā)送求救短信等。

智能盲杖的設(shè)計(jì)，以Arduino UNO單片機(jī)為核心，集成的模塊包括：RFID模塊，用于讀取盲道下方鋪設(shè)的電子標(biāo)簽，射頻識(shí)別技術(shù)具有讀取速度快、不受覆蓋物影響、磨損影響小等特點(diǎn)，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到保證，增大盲人出行的安全性；超聲波測(cè)距模塊，系統(tǒng)采用超聲波傳感器的超聲波發(fā)射——接收時(shí)間差來測(cè)量人與障礙物之間的距離，在安全距離內(nèi)對(duì)盲人進(jìn)行語音或者震動(dòng)提醒，警示使用者避讓障礙物，該系統(tǒng)通過采用兩個(gè)互成角度的超聲波模塊來監(jiān)測(cè)盲杖前方及前方高處的障礙物，使盲人更加了解周圍的環(huán)境，起到避免安全隱患的作用；GPS定位模塊，用于對(duì)盲人的位置進(jìn)行定位，當(dāng)盲人不慎走失時(shí)，親人能通過定位芯片查詢到盲人的地理位置，方便家人尋找，為盲人的安全提供了保障；GSM模塊，用于實(shí)現(xiàn)一鍵警報(bào)功能，當(dāng)盲人遇到危險(xiǎn)或其他需要求助的情況時(shí)，按下警報(bào)鍵，智能盲杖會(huì)自動(dòng)向預(yù)設(shè)號(hào)碼發(fā)送求救短信；智能盲杖還具有光敏控制的LED模塊，光敏電阻通過外界照度不同產(chǎn)生不同大小的電信號(hào)，控制LED燈的亮度。當(dāng)盲人處于陰暗的環(huán)境時(shí)，盲杖上的LED燈自動(dòng)亮起，以警示路人，當(dāng)處于光亮環(huán)境時(shí)，LED燈熄滅，節(jié)省能源。

城市盲道的設(shè)計(jì)，即在交叉路口、紅綠燈路口、標(biāo)志性建筑等交通的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處，安置儲(chǔ)存有當(dāng)前位置地理位置信息的電子標(biāo)簽。在盲人行走的過程中，盲杖上的RFID模塊不斷的讀取到盲道內(nèi)的地理位置標(biāo)簽，盲人根據(jù)提供相應(yīng)的語音提示，來決定行進(jìn)方向，以起到導(dǎo)航的目的。

從理論上來說，RFID模塊距離盲道內(nèi)的電子標(biāo)簽位置越近越能讀取，但在沒有視覺的幫助下，盲人用盲杖對(duì)準(zhǔn)的位置往往會(huì)有偏差，這對(duì)地理位置信息的讀取會(huì)造成影響。因此建議在盲道上設(shè)置指示前方設(shè)有電子標(biāo)簽的引導(dǎo)磚，來提示盲人注意到前方是電子標(biāo)簽處。

4結(jié)語

我國(guó)助盲出行問題的解決，一方面要學(xué)習(xí)國(guó)外與無障礙設(shè)施建設(shè)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，可以借鑒國(guó)外現(xiàn)有的成熟的設(shè)計(jì)來改善盲人出行困難問題。另一方面，我國(guó)應(yīng)當(dāng)提高對(duì)弱勢(shì)群體的保障力度，發(fā)揮我們自己的創(chuàng)新意識(shí)，提出相應(yīng)的解決對(duì)策來改善我國(guó)盲人出行的現(xiàn)狀。

本文粗略介紹了基于射頻識(shí)別技術(shù)、超聲波測(cè)距技術(shù)及gps技術(shù)的盲人輔助出行系統(tǒng)。近幾年，隨著RFID技術(shù)的推廣應(yīng)用.中國(guó)RFID的市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。中國(guó)的RFID應(yīng)用主要集中在中低頻領(lǐng)域（工作頻率小于30MHz），在身份識(shí)別、安全門禁、電子購(gòu)票、交通等領(lǐng)域得到了一定規(guī)模的應(yīng)用?，F(xiàn)今，物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，利用 RFID將道路信息進(jìn)行規(guī)范化管理更能提高道路的使用價(jià)值，系統(tǒng)建設(shè)成本也因射頻識(shí)別技術(shù)的廣泛應(yīng)用而降低，有良好的發(fā)展前景。

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