[发明专利]一种遇障超声波报警智能鞋

说明书

技术领域：

本发明属于智能穿戴技术领域，涉及一种遇障超声波报警智能 鞋，特别是一种通过WIFI或/和蓝牙与手机进行信息互联的遇障超声 波报警智能鞋。

背景技术：

随着生活节奏的加快及人们生活水平的提高，人们对于健康的重 要性有了更深的理解，广场舞、暴走团、太极剑、太极拳成为一种流 行趋势，对鞋子的要求也越来越高，各种各样的智能鞋也随之出现， 例如，CN2015108113958公开了一种智能鞋，通过显示单元实现提醒 功能，使用户可直观地了解运动状况并敦促用户进行更大的运动量， 提升了用户体验；CN201610007181X公开了一种智能鞋及其控制方法， 同时实现按摩和运动计步功能；CN2015209564368公开了一种可发光 定位智能鞋，用于防止用户走失；此外，还有一些具有矫正步态、监 测健康、动能充电或动能发电等功能的智能鞋，但是对于遇到障碍物 报警的智能鞋鲜有报道和公开销售或使用，而且市面上还没有出现通 过WIFI或/和蓝牙与手机进行信息互联的遇障超声波报警智能鞋。因 此，设计一种对人们尤其是老年人身体健康有重要作用的遇障报警智 能鞋成为一种迫切需求。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提出一种 遇障超声波报警智能鞋，其内集成超声波传感器、WIFI连接模块、蓝 牙连接模块，在报警距离内有障碍物时发出警报信息。

为了实现上述目的，本发明所述遇障超声波报警智能鞋在每只鞋 上设置单片机、第一频率信号驱动放大电路、第二频率信号驱动放大 电路、第一超声波接收信号放大器、第二超声波接收信号放大器、WIFI 连接模块、蓝牙连接模块、温度传感器、第一超声波发射器、第二超 声波发射器、第一超声波接收器和第二超声波接收器，第一超声波发 射器和第一超声波接收器连接组成第一超声波传感器，第一超声波传 感器设置在鞋头部，第二超声波发射器与第二超声波接收器连接组成 第二超声波传感器，第二超声波传感器设置在鞋后跟，第一超声波传 感器和第二超声波传感器的探测角度均为水平方向；单片机分别与第 一频率信号驱动放大电路、第二频率信号驱动放大电路、第一超声波 接收信号放大器、第二超声波接收信号放大器、WIFI连接模块、蓝 牙连接模块和温度传感器电连接组成遇障报警装置，遇障报警装置进 行防水处理后置于鞋底或/和鞋帮，第一频率信号驱动放大电路、第 二频率信号驱动放大电路分别与第一超声波发射器、第二超声波发射 器连接，第一超声波接收信号放大器、第二超声波接收信号放大器分 别与第一超声波接收器、第二超声波接收器连接，温度传感器实现环 境温度补偿，单片机通过WIFI连接模块或/和蓝牙连接模块与手机进 行信息互联。

本发明所述遇障超声波报警智能鞋设置有近距离、中距离、远距 离三种报警模式，默认设置分别为0.8m、1.5m、3m，通过手机屏幕 选择报警模式并且能自行设置调整报警模式的默认报警范围。

本发明所述遇障超声波报警智能鞋遇到障碍物时，单片机通过外 部引脚输出脉冲宽度为250μs、40kHz的10个脉冲串通过频率信号 驱动放大电路以推挽方式加到置于鞋头部或鞋后跟的超声波发射器 而发射出超声波,在超声波发射的同时，单片机内的计时器开始计时, 超声波在空气中传播碰到障碍物时立即返回,超声波接收器收到反射 波后单片机内的计时器停止计时，得到超声波从发射到接收的时间差 △t，超声波在空气中的传播速度v＝331.45+0.607T,其中T为温度 传感器测得的环境温度，根据超声波从发射到接收的时间差△t和超 声波的传播速度v计算出发射点距障碍物的距离S＝v×△t/2，当S 小于所选报警模式报警距离时，在手机屏幕以图像或/和声音方式发 出警报信息，以提高安全性。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：一是设计的遇障超声波 报警智能鞋具有遇障报警功能，当与障碍物之间的距离达到报警距离 模式设置的报警范围内时，通过手机以图像或/和声音方式发出警报 信息；二是进行了环境温度补偿，提高了超声波测距精度，提高了行 路者的安全性；三是有效利用了手机中原有的手机屏幕、喇叭、手机 振动传感器等元器件，降低了成本；四是鞋头部、鞋后跟采用超声波 回波测距原理，运用精确的时差测量技术，检测传感器与目标物之间 的距离，采用小角度、小盲区超声波传感器，具有测量准确、无接触、 防水、防腐蚀、低成本等优点。

附图说明：