基于單片機(jī)智能拐杖設(shè)計(jì)

韓普　常欣雨　李騰　劉穎迪

摘要：針對目前市場上老年人使用的拐杖結(jié)構(gòu)簡單、功能單一，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、即使求救等功能，我們設(shè)計(jì)了一款以單片機(jī)89C51為主要控制，具有獨(dú)立APP、“北斗”全球定位系統(tǒng)、SOS一鍵救援“報(bào)警”、太陽能充電、便攜帶醫(yī)藥箱、LED照明、FM調(diào)頻等功能的智能拐杖，在老人單獨(dú)出行時(shí)，為老人的安全多一重保障。

關(guān)鍵詞：獨(dú)具創(chuàng)新；專屬的APP；GPS模塊；角度傳感器；89C51單片機(jī)

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）36-0177-02

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2050年將中國老年人口將達(dá)到4.8億，幾乎占全球老年人口的四分之一，到時(shí)我國將是世界上老年人口最多的國家。2016～2050年間，中國老年人口的消費(fèi)潛力將從人民幣4萬億元左右增長到106萬億元左，我國全球老齡產(chǎn)業(yè)市場潛力最大的國家。隨著社會的進(jìn)步，生活節(jié)奏越來越快以及政府持續(xù)加大對老年產(chǎn)業(yè)扶持，從而加大對老年產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與此同時(shí)，老年人收入的不斷提高，也為老年產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開辟了廣闊的空間。隨著時(shí)間的變化，全球老齡化的到來，將會有更多需要照顧的老人，社會各層對老人的關(guān)愛也逐年上升，可想而知老年人市場前景還是非常廣闊的。

1 產(chǎn)品及服務(wù)介紹

智能拐杖是種獨(dú)具創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。主要功能為獨(dú)立APP：在購買本拐杖之后，老人的家人可以下載我們專屬的APP，在APP上可以實(shí)時(shí)監(jiān)控老人的位置以及老人的健康狀況；內(nèi)置北斗全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)：方便家人在手機(jī)上下載的APP中定位出老人最新位置；SOS一鍵救援“報(bào)警”功能：當(dāng)認(rèn)定老年人“摔倒”時(shí)拐杖會自動發(fā)出很大的報(bào)警聲，以便引起路人或者鄰居等的注意，使老人得到及時(shí)的幫助，與此同時(shí)單片機(jī)會發(fā)出相應(yīng)的指令自動聯(lián)系其家人和醫(yī)院；太陽能充電：拐杖外包裝上嵌入太陽能板，老人在室外時(shí)便可隨時(shí)充電；便攜帶醫(yī)藥箱：在拐杖的手把下方會有一個(gè)鑲嵌小盒，用來放置一兩顆緊急藥丸，既不影響美觀又能起到及時(shí)救援的作用；FM調(diào)頻可以緩解老人無聊的時(shí)刻；LED照明等功能的智能拐杖。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理

主要利用單片機(jī)技術(shù)及其輔助功能，設(shè)計(jì)的一款具有“北斗”全球定位系統(tǒng)、SOS一鍵救援“報(bào)警”、太陽能充電、便攜帶醫(yī)藥箱、LED照明、FM調(diào)頻等功能的智能拐杖智能拐杖。產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理如圖1所示：

3.1 硬件設(shè)計(jì)

該智能拐杖硬件主要由GPS模塊、蜂鳴器、角度傳感器、89C51單片機(jī)控制電路組成。硬件設(shè)計(jì)如圖2所示：

4 代碼實(shí)現(xiàn)

4.1 開關(guān)控制LED

4.2 報(bào)警發(fā)聲器

4.3 按鍵控制定時(shí)器選播多段音樂

5 拐杖外觀及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1） “北斗”GPS定位、SOS一鍵救援“報(bào)警”功能

用法：將拐杖的GPS定位按鈕按開，即可進(jìn)行定位，監(jiān)護(hù)人可以通過APP便可查詢到老人的具體位置。當(dāng)拐杖傾斜一定的角度，且單片機(jī)不能識別老人在扶手上時(shí)，認(rèn)定老年人“摔倒”時(shí)拐杖會自動發(fā)出很大的報(bào)警聲，以便引起路人或者鄰居等的注意，使老人得到及時(shí)的幫助，與此同時(shí)單片機(jī)會發(fā)出相應(yīng)的指令自動聯(lián)系其家人和醫(yī)院。

2） 太陽能充電

用法：當(dāng)老人在戶外有陽光是便會自動充電并儲存，無需做任何的操作。還有普通的充電插口，以備一段時(shí)間沒有陽光的情況。

3） 便攜帶醫(yī)藥

用法：在拐杖的手把下方會有一個(gè)鑲嵌小盒，用來放置一兩顆緊急藥丸，既不影響美觀又能起到及時(shí)救援的作用。

4） FM調(diào)頻功能

用法：按下手柄側(cè)面FM調(diào)頻按鍵，便開始播放相應(yīng)的功能，并可以來回切換不同頻道。同時(shí)設(shè)有音量控制鍵可以調(diào)節(jié)音量大小。

6 結(jié)束語

本設(shè)計(jì)針對老年人獨(dú)自出行所遇問題，設(shè)計(jì)了這一款專門為老年人量身打造的一款獨(dú)具創(chuàng)新、功能齊全的一款產(chǎn)品現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)的功能有：

①“北斗”全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)：方便家人在手機(jī)上下載的APP中定位出老人最新位置；

② SOS一鍵救援“報(bào)警”功能：當(dāng)認(rèn)定老年人“摔倒”時(shí)拐杖會自動發(fā)出很大的報(bào)警聲，以便引起路人或者鄰居等的注意，使老人得到及時(shí)的幫助，與此同時(shí)單片機(jī)會發(fā)出相應(yīng)的指令自動聯(lián)系其家人和醫(yī)院；太陽能充電：拐杖外包裝上嵌入太陽能板，老人在室外時(shí)便可隨時(shí)充電；

③便攜帶醫(yī)藥箱：在拐杖的手把下方會有一個(gè)鑲嵌小盒，用來放置一兩顆緊急藥；

④FM調(diào)頻：可以緩解老人無聊的時(shí)刻；LED照明等功能的智能拐杖；

⑤LED照明燈、FM調(diào)頻：LED照明可在黑暗情況為老人帶來便捷，F(xiàn)N可以緩解老人的無聊時(shí)光，為老人帶來一絲樂趣。

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