基于RFID的楼宇内盲人导航装置



第一发明人姓名:黄兆存
性别:男
民族:汉族
第一发明人所在学校:北京市第八十中学
第一发明人年级:高二
辅导教师姓名:何斌

作品摘要:
*结构组成:
本发明由演示模型和导航仪两大部分组成,其中导航仪共分为5个模块。模块一:语音识别模块。用于识别盲人的语音信息,实现语音控制功能。模块二:RFID读写器模块。可以扫描粘贴在建筑内的RFID(电子标签),RFID内储存有位置信息。模块三:单片机。用于处理接收发送指令。模块四:语音播放模块。将导航路线转化为语音信息,导航盲人在室内行走。模块五:通讯模块。当盲人遇到紧急情况,可与家人联系。
*主要特征:
现在市场上大部分的盲人用具都是手持式的,而且使用时需要盲人对行走的路线要熟悉。但是本发明是可穿戴式设备,而且可以让盲人在陌生的环境中行走,同时还保证了安全。RFID的信号与GPS信号相比,不会受到建筑结构的干扰,使信号更准确稳定。添加的通讯模块可以帮助盲人快速的与家人取得联系。
*主要用途:
能够帮助盲人在相对陌生的环境下行走,填补了盲人导航工具这方面的空白。添加的安全保障措施可以使盲人的出行变得更加安全。
*创新点:
1.相比于GPS导航,RFID导航更不容易受建筑结构的影响,因此信号更加稳定,定位的精确性也更高。 2.该装置体积小,使用方便,使用了相对前沿的科技。保证了发明的通用性与先进性。如:语音控制,可穿戴设备,RFID等。 3.该装置不仅可应用于盲人的导航,许多的大型展览,景点,图书馆中均可使用。 4.针对盲人行为特点设计,经调查,国内无此类应用。
作品说明: 
*问题提出:
住在我家隔壁的刘奶奶已经失明很多年了,由于家庭经济条件的限制,刘奶奶的儿女不但没有钱给刘奶奶雇佣保姆,还要每天朝九晚五的工作。刘奶奶每次去楼上找她的朋友聊天,都需要周围的邻居为她引路。通过我的进一步调查,我了解到中国截止2016年共有视力残疾1289万人,为了能够帮助像刘奶奶这类出行不便的人,我便想发明一个与汽车导航相类似的盲人导航。于是在校内老师的帮助下,我开始了本项发明的制作。
*解决方案:
我的设计方案主要集中于语音识别模块,语音播放模块,RFID读写模块,紧急通话模块和超声波蔽障模块,并利用arduino 2560型号单片机进行驱动。语音识别模块可以识别盲人的语音,并将语音信息转化为目的地坐标,发送到单片机。 RFID模块可以扫描粘贴在墙壁或地上的电子标签,电子标签中存储有当前的位置信息,因此单片机就可以通过RFID模块进行实时定位。当单片机规划好行进路线后,语音播放模块就可以通过语音对盲人进行导航。当盲人遇到紧急情况时,可以按下通讯模块的按钮,通过通讯模块(模块中存有指定的电话号码)与家人取得联系或者发送短信给家人。超声波模块可以检测盲人遇到的障碍物,当障碍物过近时,装置会震动。
*使用或试用效果:
本发明的演示模型就是根据我家楼内的建筑结构进行制作的,所以发明制作完成后直接交给了刘奶奶进行使用。有了我的发明,刘奶奶现在串门非常便利,再也不需要邻居们的帮助了。同时,也解决了刘奶奶看不见手机键盘,无法随时与女儿联系的问题。
*优点:
现在市场上大部分的盲人用具都是手持式的,而且使用时需要盲人对行走的路线要熟悉。但是本发明是可穿戴式设备,而且可以让盲人在陌生的环境中行走,同时还保证了安全。RFID的信号与GPS信号相比,不会受到建筑结构的干扰,使信号更准确稳定。添加的通讯模块可以帮助盲人快速的与家人取得联系。
*还需进一步研究的问题:
本发明还有着很大的提升空间。现在很多手机都有读取电子标签的功能,如果能够与有关公司进行合作。在原有的基础上,将本发明的功能移植到手机中,并添加新的功能,如:根据输入的建筑结构自动设计好RFID的粘贴位置和信息。我相信,本发明将给社会带来很大的益处。
查新说明:
*自我查新结论:新颖通过中国知网与中国佰腾网,作者查询了中国专利全文数据库、中国专利、外国专利、中国学术期刊网络出版总库、学术期刊特刊、国家科技成果的有关资料,以及相关的国外网站,分析结论如下:国内外对于盲人导航有了一些实验性的应用,如盲人手机,但只是对普通手机的外观机械特征的优化和改动,其它较为智能化的手段如计算机、通信等技术则需要高投入,很难应用于实际。RFID识别具有一定的社会效益和经济效益并且价格低廉方便,相比于常用的GPS定位导航,RFID导航不会受到特殊信号的干扰,且精确性更高。可以更广泛的使用。 2009年8月由美国中央密歇根大学的学生研制出来RFID手杖。其工程助理教授兼项目负责人表示这是首个研究RFID技术的户外应用。设计该系统的学生还组织了一试验志愿团队让其携带设备在校园中行走。志愿者对RFID手杖非常满意尤其在导航方面非常有效。在学生团队中参与工作的成员表示该RFID项目具有巨大的潜力他相信这将为未来发展开发一条新的道路。若研发成功将帮助视觉有障碍和听觉有缺陷的残疾人更安全地行走。但在国内类似“RFID盲人导航系统”开发仍需要进一步的努力。