超声波智能眼镜：助力视障人士安全出行

项目背景

这是一个五年级学生的 STEM 展项目。传统白手杖只能探测地面障碍，无法预警头部高度的物体。本项目利用超声波测距，在检测到前方障碍时通过蜂鸣器报警，帮助视障者避免碰撞。

硬件清单

Arduino Pro Mini 328 (5V/16MHz) × 1（任意 Arduino 均可）
HC-SR04 超声波测距模块 × 1
无源蜂鸣器 × 1
跳线若干、太阳镜框架 × 1

所需工具

烙铁、热熔胶枪

电路连接

HC-SR04 Trig → D8，Echo → D7
蜂鸣器正极 → D12，负极接 GND
模块与 Arduino 共用 5V/GND（可用 9V 电池经稳压供电）

超声波智能眼镜：助力视障人士安全出行

固件逻辑

#define trigPin 8
#define echoPin 7
#define buzzer 12

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(buzzer, OUTPUT);
}

void loop() {
  long duration, distance;
  digitalWrite(trigPin, LOW); delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = (duration/2) / 29.1; // cm

  Serial.print(distance); Serial.println(" cm");

  if (distance > 30 && distance < 62) {
    tone(buzzer, 100, 50); // 间歇短促报警
  } else if (distance > 0 && distance < 31) {
    tone(buzzer, 100);     // 持续长鸣
  }
  delay(500);
}

组装步骤

将超声波模块热熔胶固定在镜框前端，朝向前方
蜂鸣器固定在镜腿侧面，便于佩戴者听到
Arduino Pro Mini 与电池置于镜框另一侧或单独小盒
接线绝缘，整理线材，确保佩戴舒适

测试与改进建议

上电后用手在不同距离遮挡模块，验证报警阈值
可根据实际需求调整距离阈值（代码中 30/62 cm）
后续可增加振动马达、蓝牙语音播报等功能

项目成本低、原理简单，极适合入门级辅助器件 DIY 与教学演示。

用 Arduino UNO 自制逻辑分析仪——分步指南进阶版“电急棒”游戏：内置计分功能——Arduino Nano 实现

制造工艺

3D打印

自动化控制系统

工业技术