本研究旨在設計一台輕巧、方便攜帶且無線的盲用藍牙無線點字鍵盤，以供視障者能藉此更加容易的使用智慧型手機。整體系統架構分為，鍵盤輸入端、單晶片控制模組、藍牙傳輸模組和電源模組，利用點字模式及組合鍵的方式由鍵盤輸入訊息至單晶片控制模組，經過處理後將訊息藉由藍牙模組傳送至所連結之智慧型手機。
本研究採用點字模式及組合鍵的方式輸入訊息和操作智慧型手機，因此可大量減少鍵盤按鍵數量，達成輕巧且方便攜帶之目的，藉此使視障者能夠利用本研究之藍牙無線點字鍵盤得以比使用觸控螢幕更加容易操作智慧型手機與享受新興科技帶來的方便，進而達到學習與溝通之效果。

This study aims to design a lightweight, portable, and wireless Bluetooth Braille keyboard for the visually impaired to use smartphones easier. The keyboard system includes the keyboard buttons, single-chip control module, Bluetooth module, and power module. The keyboard inputs a message to the single-chip control module using Braille patterns or key combinations. The message after treatment is sent to the smartphone by the Bluetooth module.
In this study, the Braille patterns and key combinations are used to input text and operate smartphone. As the result, the quantity of keyboard buttons can be greatly reduced to achieve purposes of lightweight and convenient portable device. Compared with the touch screen, this Bluetooth Braille keyboard makes the visually impaired use smartphones easier so that they can enjoy the convenience brought with emerging technologies, thus achieving the effect of learning and communication.

中文摘要	I
英文摘要	II
目  錄	III
圖目錄	V
表目錄	VIII
第一章 緒論	1
1.1 前言	1
1.2 研究動機與目的	2
1.3 文獻探討	4
1.3.1 視障者的定義	4
1.3.2 盲用點字法	5
1.3.3 盲用點字鍵盤	7
1.3.4 8051單晶片微處理器	12
1.3.5 藍牙概論	13
1.3.6 鍵盤之人因工程探討	16
1.4 論文之構成	20
第二章 硬體系統設計	22
2.1 控制系統架構	22
2.2 單晶片控制模組	23
2.3 藍牙傳輸模組	27
2.4 電源模組	29
2.5 韌體架構	30
第三章 藍牙無線點字鍵盤之設計	33
3.1 機構設計	33
3.2 藍牙點字鍵盤之人因工程考量	39
3.3 藍牙點字鍵盤之設計概念	40
3.3.1 第一種鍵盤修改後之設計概念	40
3.3.2 第二種鍵盤之設計概念	41
3.3.3 內部機板之設計概念	44
第四章 測試結果報告	47
4.1 測試裝置	47
4.2 測試流程	47
4.3 測試結果	49
4.4 實驗原型機製作	54
4.5 實驗原型機功能示範	59
第五章 結論與未來展望	64
5.1 結論	64
5.2 未來展望	65
參考文獻	68

 
圖目錄

圖1-1  研究流程步驟	3
圖1-2  六點點字方與八點點字方之示意圖	6
圖1-3  柏金斯點字機	7
圖1-4  Erika Picht E505	8
圖1-5  Braillino盲用點字顯示器	9
圖1-6  ALVA BC640盲用點字顯示器之語音組合包	9
圖1-7  BrailleKey盲用點字鍵盤	10
圖1-8  BrailleTouch之示意圖	11
圖1-9  和弦手套示意圖	11
圖1-10 藍牙協定堆疊圖	15
圖1-11 藍牙BLE協定堆疊圖	15
圖1-12 人機系統與人機介面	17
圖1-13 尋路系統之示意圖	19
圖2-1  控制系統架構圖	23
圖2-2  AT89S52單晶片微處理器之腳位圖	24
圖2-3  8位元移位暫存器74LS166之腳位圖	25
圖2-4  並列輸入、串列輸出之示意圖	25
圖2-5  8位元移位暫存器74LS166訊號控制圖	27
圖2-6  藍牙模組圖	28
圖2-7  藍牙模組之內部電路圖	28
圖2-8  電源模組圖	29
圖2-9  電源模組之內部電路圖	30
圖2-10 鍵盤韌體程式流程圖	31
圖3-1  第一種鍵盤之設計概念圖	34
圖3-2  第一種鍵盤之設計概念圖修改	37
圖3-3  第二種鍵盤之設計概念圖	38
圖3-4  鍵盤一設計圖(a)	41
圖3-5  鍵盤一設計圖(b)	41
圖3-6  鍵盤一之實體模擬圖	42
圖3-7  鍵盤二設計圖(a)	43
圖3-8  鍵盤二設計圖(b)	43
圖3-9  鍵盤二之實體模擬圖	44
圖3-10 鍵盤一機板背面配置圖	45
圖3-11 鍵盤二機板背面配置圖	46
圖4-1  第一階段測試之電路圖	48
圖4-2  第二階段測試之電路圖	49
圖4-3  第二階段測試之結果(a)	51
圖4-4  第二階段測試之結果(b)	52
圖4-5  實驗原型機之電路圖	55
圖4-6  實驗原型機之電路板	55
圖4-7  實驗原型機之機板	56
圖4-8  實驗原型機之外殼3D模型圖	57
圖4-9  實驗原型機之外殼圖(正面)	57
圖4-10 實驗原型機之外殼圖(背面)	58
圖4-11 實驗原型機圖	58
圖4-12 語音隨身助理介面示意圖	59
圖4-13 示範操作步驟圖	61
圖4-14 示範查詢結果圖	63
 

表目錄

表1-1  身心障礙鑑定類別、鑑定向度、程度分級及其基準表(僅節錄視覺功能部分)	5
表1-2  89S51、89S52差異對照表	12
表1-3  藍牙模組晶片等級表	14
表1-4  傳統藍牙和低功耗藍牙比較表	16
表2-1  8位元移位暫存器74LS166訊號控制表	26
表3-1  第一種鍵盤之按鍵表	35
表3-2  第一種鍵盤設計之功能設計表	36
表3-3  第二種鍵盤設計之功能設計表	39
表4-1  測試範例點字記號表	50
表4-2  輸入測試步驟說明表	53
表4-3  按鍵功能表	54
表4-4  示範操作步驟說明表	62

1.	衛生福利部，“身心障礙鑑定類別、鑑定向度、程度分級及其基準”，行政院公報衛生勞動篇，19卷，146期，2013。
2.	國立中央圖書館臺灣分館推廣輔導組，國語點字自學手冊，國立中央圖書館臺灣分館，2000。
3.	杞昭安，視障輔具導覽手冊，台北市，國立台灣師範大學，2009。
4.	Blista-Brailletec, Manual Operating Instructions, Marburg Germany, 2005.
5.	HandyTech, Braillino User Manual, Version 4.2, Horb Germany, 2007.
6.	Optelec, ALVA BC640 & ALVA BC680 Quick Start Guide, Netherlands, 2009.
7.	Portset, Braillekey Instructions, Version 4, Fareham England Caleb Southern, 2013.
8.	C. Souther, J. Clawson, B. Frey, G. D. Abowd, and M. Romero, “An Evaluation of BrailleTouch: Mobile Touchscreen Text Entry for the Visually Impaired,” MobileHCI '12 Proceedings of the 14th international conference on Human-computer interaction with mobile devices and services, pp. 317-326, 2012.
9.	M. C. Cho, K. H. Park, S. H. Hong, J. W. Jeon, S. I. Lee, H. Choi, and H. G. Choi, “A pair of Braille-based chord gloves,” Wearable Computers Proceedings of the 6th International Symposium, pp. 154-155, 2002.
10.	X. Zhang, C. Ortega-Sanchez, and I. Murray, “A hardware based Braille note taker,” SPL'07 proceedings of the 3rd Southern Conference, pp. 131-136, 2007.
11.	蔡朝洋、蔡承佑，“單晶片微電腦8051/8951原理與應用(C語言)”，華圖書股份有限公司，2009。
12.	謝文川、黃光徹、趙士元，“藍芽技術理論與實作”，碁峰資訊股有限公司，2005。
13.	Jennifer Bray, Charles F Sturman著，林俊宏、楊順興等編譯，“藍─無線連結技術”，全華科技圖書股份有限公司，2001。
14.	李開偉，“實用人因工程學”，全華科技圖書股份有限公司，2000。
15.	許勝雄、彭游、吳水丕，“人因工程”，滄海書局，1996。
16.	李正隆，“電腦鍵盤之人因工程需求”，勞工安全衛生簡訊第三十一期，1998。
17.	N. G. Swanson, T. L. Galinsky, L. L. Cole, C. S. Pan, and S. L. Sauter, “The impact of keyboard design on comfort and productivity in a text-entry task,” Applied Ergonomics, Vol. 28, No. 1, pp. 9-16, 1997.
18.	M. C. Rodriguez-Sanchez, M. A. Moreno-Alvarez, E. Martin, S. Borromeo, and J. A. Hernandez-Tamames, “Accessible smartphones for blind users: A case study for a wayfinding system,” Expert Systems with Applications, Vol. 41, No. 16, pp. 7210-7222, 2014.
19.	Atmel Corporation, “8-bit Microcontroller with 8K Bytes In-System Programmable Flash-AT89S52,” Datasheet.
20.	Motorola, Inc, “8-BIT SHIFT REGISTERS LOW POWER SCHOTTKY-SN54/74LS166,” Datasheet.
21.	Shenzhen Fuman Electronics Ltd, “FM6316FE,” Datasheet.
22.	潘冠廷，“掌上型藍芽無線點字顯示器控制系統設計與製作”，碩士論文，淡江大學機械與機電工程學系碩士班，2008。
23.	許庭豪，“盲多重障礙者頭控有聲溝通器之設計與製作”， 碩士論文，淡江大學機械與機電工程學系碩士班，2008。
24.	梁譽瀞，“視覺障礙者行動中電子偵測手杖之人因設計研究”，碩士論文，大同大學工業設計研究所，2007。
25.	王曉嵐，“視障者搭乘公車輔具之研發”，碩士論文，國立陽明大復健科技輔具研究所，2007。
26.	王映嵐，“人因工程和絃鍵鼠之研究與設計”，碩士論文，大同大學工業設計研究所，2006。
27.	丁嘉寬，“視覺障礙者觸覺地圖之人因工程評估”，碩士論文，朝陽科技大學工業工程管理系，2003。
28.	陳慧鴻，“以品質機能展開進行盲人點字機之改良研究”碩士論文，大葉大學工業工程學系碩士班，2001。
29.	蘇威碩，“應用USB與藍芽介面技術於崁入式中文盲用電腦軟體之研發”，碩士論文，淡江大學機械與機電工程學系碩士班，2004。
30.	楊皓清，“盲多重障礙者主動式與互動式溝通器軟硬體系統之整合設計與製作”，淡江大學機械與機電工程學系碩士班，2009。