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全国大学生物联网设计竞赛设计文档 摘要第二届福建省研究生电子设计竞赛商业计划书专项赛商 业 计 划 书项目名称: 队伍名称:_ 联 系 人: 电 话: 电子邮件: 地 址: 学校名称日期目 录摘要-?一.项目意义-?二.团队介绍-?三.产品内容 -?四.行业及市场情况-?五.营销策略-?六.融资说明-?七.财务计划-?八.风险控制-?九.项目实施难度-?十.其他-?摘 要据中国残联数据显示，中国目前至少有1731万盲人。其实中国拥有世界第二多的盲道。那为什么在盲道上能看到各种小摊小贩、车辆停放，却更少或者说没有看到盲人呢？数量的领先，但质量堪忧是普遍现象。主要是盲道变为“忙道”，更多是运动式盲道建设，并没有为盲人而建设盲道，导致很多盲道缺乏科学性和实用性。为了解决盲人的出行问题同时不浪费现在的盲道资源，因此打算用硬件设备来完善弥补盲道的科学性问题。通过调查，了解到了市面上已有的智能盲人拐杖主要是超声波测距这一模式的。这一模式有一定的弊端，主要是检测不全面，判断不准确，信息传输不到位三个问题。针对以上的主要问题，我们从以往的超声波测距入手，将其改为副检测，主要以图像识别与对比进行检测。以此达到消除余震影响准确性与运用于过人行道，以此完善检测的漏洞，再结合蓝牙语音模块进行精准传输。保留已有的图像识别，运用于完善社交功能的构想。完善GPS让城市公交与之结合，让出行的重要工具公交真正意义上对盲人开放。针对无障碍道路使用这点，结果当地情况，福州的小善公益今年也在多由郭兵绘画的无障碍道路的数据化，这点可以结合进我们GPS的应用中。我们要做的是盲人真正的独立出行。关键词：盲人出行；盲人对公共设施的使用度；图像识别与对比；IoT - III - 全国大学生物联网设计竞赛设计文档 作品名称一、项目意义1、项目背景我国政府历来关心残疾人,重视发展残疾人事业,20多年来,采取政治、经济、法律、行政等一系列重大措施,保障残疾人的权利,改善残疾人的生活质量。伴随着中国经济的快速发展和社会的全面进步, 人道主义应该深入到中国人的心中,社会尊重残疾人,尊重他们的人格、价值、劳动,尊重他们所作出的贡献。广大残疾人生存和发展状况得到明显改善,社会对残疾人的观念发生了深刻的变化,残疾人平等参与社会生活的环境和条件也越来越优越。但残疾人的身体条件，决定了他们始终不能像正常人一样参与社会生活，因此必须有针对性为残疾人改善基础设施建设，以及科技技术服务，用以帮助残疾人日常生活。其中，盲人作为一个特殊的群体,最大的问题就是,不能准确及时地躲避阮碍物,导致出行不便。据国家权威部门统计,中国是世界盲人最多的国家,约有800万盲人,1860万弱视人群,占全世界盲人总数的18,同时,每年我国新增45万盲人,专家指出,如果目前的势继续保持不变,到2020年预期中国的盲人特增加4倍。此外，中国现在的老龄化问题愈加严重，高龄老人也存在着弱视，行动不便，意识不清等问题，辅助工具对这部分人群也有着重大意义。为解决盲人和弱视群体出行不便的问题，我们团队针对盲人出行问题提出这个项目，旨在设计一款功能齐全、符合盲人及客户需求的智能语音导航导盲杖。为此这款基于loT的智能引路拐杖，应运而生。2、项目简介及实用意义市场导盲杖现状(一)导盲杖人性化功能不足毫无疑问,实用性和便利性是盲人群体对导盲杖的基本要求。目前市场上的导盲杖外形设计上普遍一致,功能比较单一,无法解决育人在现实生活中所遇到的各种不便与困难。科学技术日益发达的今天,导盲杖的动能应该更为贴近生活,例如便利的语音避障导航、简单的人机交互。这些人性化的功能必将会利用到未来的导盲设计中,使得盲人的独立生活更为便利。(二)导盲杖技术落后目前市场上的导盲犬及导盲杖的使用无法解决生活中出现的各种不便及意外,已经无法满足他们的需求。夺个盲人及视力障碍患者都希望能拥有一款能在外出时最大程度上解决各种不便的导盲杖。因此,当前导盲杖研发者应运用各种先进技术来攻克避障方面的障碍物定位精确度和路况类型问题、人机交互方面的响应时间和反馈准确度问题、定位系统中导航系统与实际街道结合问题。(三)导盲杖市场与盲人需求脱节我国的智能导盲杖市场,现在还处于初始阶段,通过查阅网络上相关资料我们发现世界上已经有日本,美国等国家正在研制智能导盲杖,仍还未投入市场。中国市场上已经有智能型导盲杖,通过对盲人的问卷调查,我们发现多数盲人更侧重于使用一般的导盲杖,原固是智能的导盲杖存在精准度、价格与性能等因素限制。在调查中,我们还发现,由于导盲工具的限制,多数盲人的活动范围特别狭窄,基本限定在自己熟悉的环境内,并且采访中的每个盲人都希望能够“出去走走”，扩大自己的活动范围,并明确表示了自己对智能导盲杖的需求。(四)导盲杖售后维护薄弱在调查问卷过程中,通过与盲人朋友的交流,我们发现绝大多数盲人朋友在购买智能导航导盲杖时普遍关心的都是售后服务问题。鉴于此,我们团队会本着真诚为顾客服务的原则,对所有类型智能语音导航导盲杖实施售后一年内免费上门维修的服务。我们用真心打造最出色的售后服务。让客户没有后顾之忧,可以安心、放心、舒心得使用。我们坚持做盲人朋友最需要的导盲杖,做让盲人朋友满意的售后服务。 我们团队研发的导盲杖为盲人弱视群体解决的问题1、基础功能人性化的结构设计，让用户轻松“上手”基于实用性和便利性上的考虑，本项目的智能引路拐杖采用兼顾轻便性和强度的铝合金金属材料；在整体结构上，综合市面上已有产品的优缺点，采用如下的结构设计： 智能引路拐杖结构上简约美观，握柄部分设计满足人体动力学结构，可以满足用户在长时间的把握上保持舒适感；握柄的下方安装有内部电池，同时放置了公交卡套，用于存放用户的公交卡；拐杖支撑杆部分采用伸缩式结构，可以自由调整长度，满足不同身高需求；支撑座部分放置有一个OpenMV摄像头，用以采集用户前方路况的图像资料。同时，智能引路拐杖上还设置有指示灯，提醒路人用户的位置，预防被撞到撞伤。采用GPS定位导航技术结合盲道、无障碍道路数据，帮助用户出行，并设置有一键回家、一键呼救功能盲人、弱势群体等因为视力上的缺陷，生活圈的半径狭窄，为了帮助他们能够在保证安全的前提下走出去，扩大自己的生活圈半径，我们团队研发的智能引路拐杖采用M260模块，结合GPRS无线通信和GPS定位，通过对模块远程设置可定时上报GPS坐标信息，将用户位置信息传送至第三方平台（手机，服务器，PC等）进行数据交互和控制的问题，结合人机交互技术，用户可以通过说出目的地，智能拐杖自动规划出最适宜路线，帮助用户更好地找到自己的出行方向，而且用户的亲人随时了解用户的位置动态。此外，为了帮助用户回家，以及应对意外情况的出现，智能拐杖上还设置有一键回家以及一键呼救功能。同时，因为我们团队的产品打算先在福州当地进行试用推广，结合当地情况，在使用针对无障碍道路使用这点，福州的小善公益今年也在进行郭兵绘画的无障碍道路的数据化，这点可以结合进我们GPS的应用中，让用户出行更加便利安全。图像识别配合超声波测距，识别用户前方路况，实现精准避障 针对道路上复杂的路面情况，智能引路拐杖采用OpenMV计算机视觉模块，和超声波测距模块，通过图像识别以及超声波测距精准识别用户周围的环境情况以及障碍物的具体情况，利用蓝牙语音将路况信息直接反馈给用户，使用户能对前方的路况有一个基本的了解，帮助盲人采取正确的避障方式躲避障碍物，实现精准避障。利用人机交互技术及人性化语音提醒警告，帮助用户选择要去的地方，根据提示警告完成安全出行由于我们的用户情况复杂，使用我们智能拐杖的用户情况各有不同，为了让用户能有更为舒适的体验，我们的智能拐杖抛弃传统盲人拐杖用来提醒所使用的警报音，采用蓝牙语音技术将语音信息直接传入用户的耳中，避免在一些需要保持安静的地方，会对周边的人造成极大的干扰，给用户带来一些不必要的困扰。拐杖脱离警报，让用户能够在拐杖意外掉落的情况下迅速确认拐杖的位置 为了应对用户摔倒或者其他意外导致的拐杖离开手中的情况，我们团队在智能拐杖上设置有角度传感器和温度传感器，用来判断拐杖的位置状态以及用户是否把手握在拐杖上。当用户的收离开拐杖一段时间或者处于倒地状态时，拐杖的蜂鸣器会报警提示用户拐杖的位置，让用户能快速地拿回拐杖。 2、个性化服务 一键公交 为了支持盲人可以使用公交车作为出行方式，我们在GPS导航加入了一键公交。按下按钮语音输入地点，将通过云计算选择最快捷的路径导航至公交站。到站提醒与现今掌上公交APP一样，但以语音播报形式提醒。 图像识别物体功能，帮忙让盲人用户感知特定种类的物品二、团队介绍三、产品内容1、系统硬件智能拐杖技术涉及了单片机串口通讯、无线通讯、定位导航技术的，图像识别技术、声波测距等多项技术。我们以STM32单片机为核心的智能盲人拐杖系统，该控制系统用、STM32单片机、超声波模块、温度传感器、摄像头、语音模块、GPS模块等部分组成。 1.1控制模块本智能拐杖控制是基于STM32单片机控制超声波，红外模块，摄像头模块，配合NRF905无线通讯芯片将所得数进行输出。91.2语音模块 ASR M08-B是一款语音识别模块。首先对模块添加一些关键字，对着该模块说出关键字，串口会返回三位的数，如果是返回特定的三位数字，还会引起ASR M08-B的相关引脚电平的变化。打开“ASR M08-B设置软件 V3.2.exe”。选择“串口号”、“打开串口”、点选“十六进制显示”。将USB转串口模块连接到语音识别模块上。接线方法如下：语音模块TXD - USB模块RXD语音模块RXD - USB模块TXD语音模块GND - USB模块GND语音模块3V3 - USB模块3V3（此端为3.3V电源供电端。）将模块的开关拨到“A”端，最好再按一次上面的大按钮（按一次即可，为了确保模块工作在正确的模式）。对着模块说“开灯”、“关灯”模块会返回“0B”、“0A”，表示正常(注意：0B对应返回值010，0B对应返回值010，返回是16进制显示的，设置的时候是10进制设置的)。 图（2）语音模块第二届福建省研究生电子设计竞赛 商业计划书1.3摄像头模块OpenMV是一个开源，低成本，功能强大的机器视觉模块。以STM32F427CPU为核心，集成了OV7725摄像头芯片，在小巧的硬件模块上，用C语言高效地实现了核心机器视觉算法，提供Python编程接口。使用者们（包括发明家、爱好者以及智能设备开发商）可以用Python语言使用OpenMV提供的机器视觉功能，为自己的产品和发明增加有特色的竞争力。OpenMV上的机器视觉算法包括寻找色块、人脸检测、眼球跟踪、边缘检测、标志跟踪等。可以用来实现非法入侵检测、产品的残次品筛选、跟踪固定的标记物等。使用者仅需要写一些简单的Python代码，即可轻松的完成各种机器视觉相关的任务。小巧的设计，使得OpenMV可以用到很多创意的产品上。比如，可以给自己的机器人提供周边环境感知能力；给智能车增加视觉巡线功能；给智能玩具增加识别人脸功能，提高产品趣味性等；甚至，可以给工厂产品线增加残次品筛选功能等。OpenMV采用的STM32F427拥有丰富的硬件资源，引出UART，I2C，SPI，PWM，ADC，DAC以及GPIO等接口方便扩展外围功能。USB接口用于连接电脑上的集成开发环境OpenMVIDE，协助完成编程、调试和更新固件等工作。TF卡槽支持大容量的TF卡，可以用于存放程序和保存照片等。 图（3）OpenMV摄像头2、整体流程图主要采用了摄像头进行图像扫描与对比，进行判断障碍。可判断出具体情况：可跨越、应绕行、直走、低洼、楼梯等情况。再通过语音实时反馈给用户，依此做出前行动作。再加入一键公交功能，将公交车这