Главная » 2018 » Май » 15 » Разработка «EchoWatcher»
21:41
Разработка «EchoWatcher»

Разработка «EchoWatcher»

Халтурина Надежда Вячеславовна

Преподаватель кафедры информационных технологий

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» Нижнетагильский технологический институт (филиал),

г. Нижний Тагил

E-mail: halturina.nv@gmail.com

Куликов Денис Александрович

Ученик 11 А класса

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 80,

г.Нижний Тагил

E-mail: denkulikov2000@gmail.com

Development of «EchoWatcher»

Khalturina Nadezhda

Teacher of the Chair of Information Technologies

"Ural Federal University named after first President of Russia B. N. Yeltsin" Nizhny Tagil technological Institute (branch), Nizhny Tagil

Kulikov Denis Alexandrovich

Pupil 11 A class

Municipal Budgetary Educational Institution Secondary School №. 80,

Nizhny Tagil

Аннотация

Незрячие люди в нашей стране не только не могут видеть, но и не могут покинуть стены собственных домов, хотя в Российской Федерации на финансирование необходимых условий на улицах тратятся миллиарды рублей. Тифлотехнические средства реабилитации инвалидов по зрению предназначены для облегчения жизни людей с нарушенным зрением. Современная электронная техника для не зрячих позволяет им опосредованно получать информацию о явлениях окружающей среды, предметах и их свойствах. С помощью разнообразных технических средств незрячие могут ориентироваться в пространстве, считать плоскопечатною литературу, распознавать цвета и определять источник. Поэтому в работе будет представлен прибор, предупреждающий столкновения с препятствиями, людей с ограниченным или частично ограниченным зрением - «EchoWatcher».

Главной особенностью можно назвать простоту данного прибора и дешевизну комплектующих, которые нужны в не большом количестве. Схема «EchoWatcher» проста, поэтому времени на его сборку уходит не много по сравнению с более дорогими аналогами. Стоит заметить, что присутствует несколько вариантов модификации данного прибора в дальнейшем. «EchoWatcher» собиралась из микроконтроллеров Arduino NANO, эхолокатора и MP3-плеера. Программная часть писалась на Arduino IDE на языке программирования C++.

 

Abstract

Blind people in our country not only can not see, but can not leave the walls of their homes, although in the Russian Federation billions of rubles are spent on financing the necessary conditions on the streets. Tiflotechnical means of rehabilitation of the visually impaired are designed to facilitate the life of people with impaired vision. Modern electronic technology for the not-sighted allows them to indirectly receive information about the phenomena of the environment, objects and their properties. With the help of a variety of technical means, blind people can orient themselves in space, consider the flat-print literature, recognize colors and determine the source. Therefore, the device will be presented in the work, warning of collision with obstacles, people with limited or partially limited vision - "EchoWatcher".

The main feature can be called the simplicity of this device and the cheapness of components that are needed in not a large number. The "EchoWatcher" scheme is simple, so it takes not much time to assemble it in comparison with more expensive analogs. It is worth noting that there are several options for modifying this device in the future. "EchoWatcher" was assembled from microcontrollers Arduino NANO, echolocator and MP3-player. The program part was written on the Arduino IDE in the programming language C ++.

 

Ключевые слова: Arduino; незрячие люди; EchoWatcher; разработка; Arduino IDE.

Keywords: Arduino; blind people; EchoWatcher; development; Arduino IDE.

 

Незрячие люди в нашей стране не только не могут видеть, но и не могут покинуть стены собственных домов, хотя в Российской Федерации на финансирование необходимых условий на улицах тратятся миллиарды рублей. Поэтому в реферативной работе вашему вниманию будет представлен прибор, предупреждающий столкновения с препятствиями, людей с ограниченным или частично ограниченным зрением - «EchoWatcher».

По данным ВОЗ во всем мире насчитывают в районе 37 миллионов слепых людей и 14 миллионов людей и 124 миллиона людей с нарушением зрения, по некоторым данным количество учтённых слепых и слабовидящих людей в России составляет 218 тысяч человек из них абсолютно слепых людей 103 тысячи. Однако точные статистические данные найти невозможно и по не официальной статистике в России от 1,84 до 4,96 миллионов человек инвалидов по зрению, из них от 610 до 780 тысяч человек полностью слепые. По данным ООН К 2020 году число слепых в мире может возрасти до 75 миллионов человек.

Тифлотехнические средства реабилитации инвалидов по зрению предназначены для облегчения жизни людей с нарушенным зрением. Современная электронная техника для не зрячих позволяет им опосредованно получать информацию о явлениях окружающей среды, предметах и их свойствах. С помощью разнообразных технических средств незрячие могут ориентироваться в пространстве, считать плоскопечатною литературу, распознавать цвета и определять источник.

На мировом рынке существуют либо прототипы устройств, позволяющие слепому или плохо видящему человеку обозначать препятствия или неровности на поверхности. Либо эти решения обладают очень высокой ценой из-за чего рядовой гражданин не может позволить купить себе подобное устройство, например: Buzzclip, Smartcane.

Arduino - это одноплатный контроллер, который можно использовать в множестве различных устройствах и приложениях, он самый простой и дешевый из микроконтроллеров для студентов и любителей для разработки проектов на основе микроконтроллеров, используется для создания простых систем автоматики и робототехники.

«EchoWatcher» собиралась из микроконтроллеров Arduino NANO, эхолокатора и MP3-плеера. Программная часть писалась на Arduino IDE на языке программирования C++.

Требования для создания «EchoWatcher»

Задача: Сконструировать устройство, для обнаружения препятствий, с комплектующими, доступного финансового уровня, доступное для покупки для обычного человека.

Цели:

  1. Повысить качество жизни людей со слабым или отсутствующим зрением путем предотвращения падений из-за столкновений с различными препятствиями.
  2. Сделать прибор доступным для покупки и интуитивно простым в использовании.

Характеристика устройства:

  1. Дальность обнаружения препятствия – 1,5 метра.
  2. Автономность прибора.
  3. Универсальность для подключения различных наушников.
  4. Использование различных языков и выбор между мужским и женским голосом.

Требования к устройству:

  1. Цена не должна превышать 2500 руб.
  2. Простота и легкость в использовании.
  3. Возможность модернизации

Состав и содержание работы по созданию устройства:

  1. Заказать у проверенных поставщиков детали и модули.
  2. Написание программы.
  3. Изготовление прототипа.
  4. Поиск на наличие ошибок в работе устройства и их устранение.
  5. Финальная сборка прибора.

Проектирование

Сонар для слепых и слабовидящих людей. Датчик сонара определяет расстояние до препятствий точно по такому же принципу, как это делают летучие мыши или дельфины.

Он генерирует и излучает звуковой пучок импульсов на частоте 40мгц, а принимает отраженное эхо и потом по задержке звукового сигнала микроконтроллер рассчитывает расстояние до препятствия по формуле (1)

 

Формула 1

В данной формуле - это расстояние до объекта, - длительность импульса, 340 м/с - скорость звука в воздухе, а деление на 2 осуществляется из-за того, что звук преодолел расстояния до источника отражения и обратно.

Данный прибор состоит из следующих компонентов (Рисунок №1):

  1. Плата Arduino Nano.
  2. Сонар HC-SR04.
  3. Модуль Mp3 DFPlauer mini.
  4. Динамик.
  5. Li ion аккумулятор.
  6. Выключатель.

Рисунок 1- Компоненты «EchoWatcher»

Для «EchoWatcher» будет разработано ряд возможных следующих модификаций:

 

  1. Замена Ультразвукового дальномера на Инфракрасный лазерный дальномер для повышения дальности обзора, после Инфракрасного лазера можно перейди на камеры определяющие лица, чтобы легче воспринимать окружающий мир и общество.
  2. Добавить Bluetooth-адаптер, для работы с Android-приложением или с Apple-приложением. Приложение будет собирать данные об окружающих людях и создавать точную местную карту окружающей местности на которой часто находиться Пользователь.
  3. Встроенные наушники, которые увеличивают или уменьшают, в зависимости от пользователя, звуки окружающей среды и также выводящие звуковые сообщения от «EchoWatcher» об препятствиях.
  4. Добавить вибро-полосы, сигнализирующие, при отключенном звуко-выводе или являющимися средством дополнительного оповещения, об окружающей среде при повороте все еще будет показывать направление препятствия от Пользователя.
  5. Создание более удобной формы, из ударопрочного пластика или другого материала.

Список литературы:

  1. Изучаем Arduino. Инструменты и методы технического волшебства. [Книга] / авт. Джереми Блум. - [б.м.] : БХВ-Петербург, 2018.
  2. Конструируем роботов на Arduino [Книга] / авт. Бейктал Д.Л.. - [б.м.] : Лаборатория знаний, 2016.
  3. Средне статистические данные о людях с нарушениями зрения ,а также полностью слепых людей [Журнал] / авт. ВОЗ. - 2014 г..
  4. Средне статистические данные о людях с нарушениями зрения ,а также полностью слепых людей [Журнал] / авт. ООН. - 2014 г..
  5. Статистические Данные [Журнал]. - 2014 г.. - стр. ВОЗ и ООН.
  6. Физика. 11 класс. Учебник. Углубленный уровень. ФГОС [Книга] / авт. Кабардин Глазунов, Орлов. - [б.м.] : Просвещение, 2017.
Категория: Публикации | Просмотров: 32 | Добавил: Надежда_Халтурина | Теги: blind people, Разработка «EchoWatcher», EchoWatcher, development, Arduino IDE, Arduino | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar