基于单片机智能拐杖设计

2018-01-08韩普常欣雨李腾刘颖迪

电脑知识与技术 2017年36期

韩普　常欣雨　李腾　刘颖迪

摘要：针对目前市场上老年人使用的拐杖结构简单、功能单一，无法实现实时监控、即使求救等功能，我们设计了一款以单片机89C51为主要控制，具有独立APP、“北斗”全球定位系统、SOS一键救援“报警”、太阳能充电、便携带医药箱、LED照明、FM调频等功能的智能拐杖，在老人单独出行时，为老人的安全多一重保障。

关键词：独具创新；专属的APP；GPS模块；角度传感器；89C51单片机

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）36-0177-02

据统计，2050年将中国老年人口将达到4.8亿，几乎占全球老年人口的四分之一，到时我国将是世界上老年人口最多的国家。2016～2050年间，中国老年人口的消费潜力将从人民币4万亿元左右增长到106万亿元左，我国全球老龄产业市场潜力最大的国家。随着社会的进步，生活节奏越来越快以及政府持续加大对老年产业扶持，从而加大对老年产业的发展。与此同时，老年人收入的不断提高，也为老年产业的发展开辟了广阔的空间。随着时间的变化，全球老龄化的到来，将会有更多需要照顾的老人，社会各层对老人的关爱也逐年上升，可想而知老年人市场前景还是非常广阔的。

1 产品及服务介绍

智能拐杖是种独具创新的新型产品。主要功能为独立APP：在购买本拐杖之后，老人的家人可以下载我们专属的APP，在APP上可以实时监控老人的位置以及老人的健康状况；内置北斗全球定位导航系统：方便家人在手机上下载的APP中定位出老人最新位置；SOS一键救援“报警”功能：当认定老年人“摔倒”时拐杖会自动发出很大的报警声，以便引起路人或者邻居等的注意，使老人得到及时的帮助，与此同时单片机会发出相应的指令自动联系其家人和医院；太阳能充电：拐杖外包装上嵌入太阳能板，老人在室外时便可随时充电；便携带医药箱：在拐杖的手把下方会有一个镶嵌小盒，用来放置一两颗紧急药丸，既不影响美观又能起到及时救援的作用；FM调频可以缓解老人无聊的时刻；LED照明等功能的智能拐杖。

2 产品设计原理

主要利用单片机技术及其辅助功能，设计的一款具有“北斗”全球定位系统、SOS一键救援“报警”、太阳能充电、便携带医药箱、LED照明、FM调频等功能的智能拐杖智能拐杖。产品设计原理如图1所示：

3.1 硬件设计

该智能拐杖硬件主要由GPS模块、蜂鸣器、角度传感器、89C51单片机控制电路组成。硬件设计如图2所示：

4 代码实现

4.1 开关控制LED

4.2 报警发声器

4.3 按键控制定时器选播多段音乐

5 拐杖外观及结构的设计

1） “北斗”GPS定位、SOS一键救援“报警”功能

用法：将拐杖的GPS定位按钮按开，即可进行定位，监护人可以通过APP便可查询到老人的具体位置。当拐杖倾斜一定的角度，且单片机不能识别老人在扶手上时，认定老年人“摔倒”时拐杖会自动发出很大的報警声，以便引起路人或者邻居等的注意，使老人得到及时的帮助，与此同时单片机会发出相应的指令自动联系其家人和医院。

2）太阳能充电

用法：当老人在户外有阳光是便会自动充电并储存，无需做任何的操作。还有普通的充电插口，以备一段时间没有阳光的情况。

3）便携带医药

用法：在拐杖的手把下方会有一个镶嵌小盒，用来放置一两颗紧急药丸，既不影响美观又能起到及时救援的作用。

4） FM调频功能

用法：按下手柄侧面FM调频按键，便开始播放相应的功能，并可以来回切换不同频道。同时设有音量控制键可以调节音量大小。

6 结束语

本设计针对老年人独自出行所遇问题，设计了这一款专门为老年人量身打造的一款独具创新、功能齐全的一款产品现在实现的功能有：

①“北斗”全球定位导航系统：方便家人在手机上下载的APP中定位出老人最新位置；

② SOS一键救援“报警”功能：当认定老年人“摔倒”时拐杖会自动发出很大的报警声，以便引起路人或者邻居等的注意，使老人得到及时的帮助，与此同时单片机会发出相应的指令自动联系其家人和医院；太阳能充电：拐杖外包装上嵌入太阳能板，老人在室外时便可随时充电；

③便携带医药箱：在拐杖的手把下方会有一个镶嵌小盒，用来放置一两颗紧急药；

④FM调频：可以缓解老人无聊的时刻；LED照明等功能的智能拐杖；