基于STM32多功能智能手杖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

熊善標(biāo)　丁存鑫　蔡民東

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的人過上了幸福的小康生活，然而，我國人口老齡化趨勢愈發(fā)嚴(yán)重，局部地區(qū)甚至呈現(xiàn)人口負(fù)增長的趨勢。為保證老年人出行安全，出現(xiàn)意外能及時(shí)求助，通過分析遠(yuǎn)程定位系統(tǒng)，根據(jù)衛(wèi)星定位的快速和準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)了以STM32為核心處理器與傳感器有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制及數(shù)據(jù)處理功能使老人的安全得到保障。

關(guān)鍵詞：STM32；老人；安全；出行

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.092

1背景

2000年，中國第五次人口普查結(jié)果顯示，中國60歲以上人群比例已達(dá)11.21%。2001年，65歲以上人群比例也將達(dá)到7%。也就是說，在本世紀(jì)初中國一進(jìn)入老齡化社會。

隨著人們的生活水平的提高，健康觀念的深入，老年人在滿足自身需求后，有不斷提出更高層次的休閑娛樂的要求，由于肢體運(yùn)動機(jī)能的老化、認(rèn)知能力下降等各方面因素，限制了老年人的活動空間和活動范圍。老年人輔助工具成為老年人生活的必備產(chǎn)品。拐棍能作為助步器幫助老人行走，拐棍還能作為有視力障礙的老人的眼睛為他們的日常生活保駕護(hù)航。因此，在當(dāng)今社會，拐棍對老人的重要性不可小覷。

2智能拐杖的基本組成

智能拐杖控制系統(tǒng)由STM32單片機(jī)、傳感器、GPS定位模塊、GSM模塊等組成，其中以STM32為核心實(shí)現(xiàn)控制，從而確保老人安全。當(dāng)脈搏傳感器被觸發(fā)時(shí)，將信號傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)發(fā)出報(bào)警信號，并通過GSM模塊給手機(jī)用戶發(fā)出警示信息。除此之外，老人獨(dú)自出行，若離開設(shè)定的區(qū)域也會給手機(jī)用戶發(fā)送信息，遇到各種問題也可以通過求助按鍵給監(jiān)護(hù)人發(fā)送信息，以足夠保證老年人人身財(cái)產(chǎn)安全。

3主要功能介紹

手杖主要是基于STM32芯片，結(jié)合硬件電路，以輕便簡潔為核心，設(shè)計(jì)一款滿足老年人出行，安全，娛樂，鍛煉等需求的產(chǎn)品。

GPS定位功能。有些老年人由于記性差，或遇到什么危險(xiǎn)，遲遲不歸，而家人卻不知蹤向，這時(shí)可以通過GPS定位系統(tǒng)立馬找到，讓老年人安全更加有保障。

SOS自動報(bào)警功能。當(dāng)老年人遇到危險(xiǎn)，卻不能及時(shí)求助時(shí)，可讓手杖發(fā)出求救警告，閃光手動，也可自動，時(shí)時(shí)刻刻為老年人安全保駕護(hù)航。

FTM收音功能?？筛鶕?jù)老年人的喜好，自動調(diào)臺，適合老人休閑收聽。

語音溫度計(jì)。語音當(dāng)時(shí)溫度，提醒老年人適當(dāng)增減衣物。

急救包。可在手杖偏上方的地方放置一個急救包，家人或自己放些急救物品。

超聲波探測功能。在拐角處或一些看不見得地方，可能會突然出來一個車子，或跑過來一個人而老年人反應(yīng)遲緩不能及時(shí)躲避而造成危險(xiǎn)，利用超聲波測距功能可有效避免這個危險(xiǎn)。

震動功能?？筛鶕?jù)震動強(qiáng)度，判斷物體距離自己的遠(yuǎn)近。遇到危險(xiǎn)可以有效避開。

錄像與錄音功能。一個微型攝像頭安裝在手杖上方，當(dāng)遇見糾紛時(shí)需要證據(jù)，這時(shí)手杖便可以提供給你很大的便捷。

存儲功能。手杖還具有SD卡記憶存儲功能。隨時(shí)記下老年人想存下的東西，方便快捷。

心率測試儀。在手杖的手柄處設(shè)計(jì)一個心率測試儀，并合理的貼近老年人的手腕，方便老人們隨時(shí)了解自己的心率和健康情況。

手杖減震裝置。在手杖內(nèi)部可加入彈簧作為減震裝置，防止手杖碰到硬的東西而反彈，傷及老人。

LED燈。在光線不好時(shí)可開啟LED燈，明亮的光線可讓老年人在夜晚也能放心得走路。

手杖“不倒翁”機(jī)械結(jié)構(gòu)。手杖在設(shè)置機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)盡量做到頭輕腳重，防治老人為支撐手杖而造成腰部損傷。

伸縮功能。因?yàn)樯砀咴?，手杖可根?jù)需要自動增減高度。

4實(shí)施方案

本項(xiàng)目采用STM32做主控芯片，來調(diào)控智能手杖的各種功能，基本方案如下圖。

5結(jié)論

此產(chǎn)品可以解決老年人、殘疾人和智障人士因種種原因在迷路、走失時(shí)，給使用者和監(jiān)護(hù)人等提供有效幫助，幫助監(jiān)護(hù)人迅速找到使用者，避免進(jìn)一步的意外發(fā)生。隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，關(guān)心和改善老年人、殘疾人和智障人士的生活質(zhì)量是大勢所趨，該項(xiàng)目有廣闊的應(yīng)用前景，具有很好的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義。相信在不就的將來，老年智能手杖將稱為老年用品市場的一道靚麗的風(fēng)景線，成為老年人用戶不可或缺的貼心伴侶。