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物联网智能手杖设计

发布时间:2018-12-24 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    物联网智能手杖设计作者:未知   本文通过GPS对使用者进行定位,通过GSM发送求救信号及传输位置信息。同时具有超声波模块进行路障检测,陀螺仪感知运动姿态。意外情况发生时,能准时正确地给予救助。
  【关键词】人口老龄化 出行平安 定位 路况检测 准时救助
  1 研讨背景
  中国人口老龄化问题日益严重,独生子女生活压力大,空余时间少,使得对老人的照顾呈现出越来越严重的问题,使他们生活得不到保障。快捷高效地掌握老人的活动状况,能适当地缓解此类问题。我们以老人平时出行必备的手杖为基础,增加定位、求救等功能来达到此类目的。而且费用低廉,使用方便。
  2 主要功能
  智能手杖主要以定位和发送求救信号为主,路况检测、语音提示为辅。手杖最基本的功能是给使用者提供支撑作用,智能手杖将定位、求救、路况检测、语音报警功能联合为一体。对于视力不好的老人,在行走的过程中,遇到障碍时手杖会通过语音报警,提示老人前方有障碍物。当老人意外摔倒时,手杖能发出报警,向周围的群众求救。同时,将自己的位置信息发送到家人手中,便于家人正确准时地给予救助。遇到特别紧急的情况,能够通过按键直接发送紧急求救信号。
  3 设计特点
  3.1 携带方便
  智能手杖以普通手杖为基础增加各种传感器,无论是在体积还是重量上都和普通手杖相似,使用者只需要像平时使用普通手杖一样携带就能够了,不需要再额外地增加什么负担。
  3.2 使用方便
  手杖传感器全部由MCU自动抑制,不需要使用者做任何设置。只需要打开开关就能够使用,求救时只需按动求救按钮,就能够直接将自己的求救信号发送到自己的家人手中。
  3.3 费用低廉
  手杖使用过程中只需要充电和小量的短信费用。
  4 硬件设计
  4.1 系统框架(如图1)
  4.2 模块简介
  系统选取stm32f103vet6作为主控芯片,选取ATK-NEO-6M GPS模块、SIM900A GSM模块、HC-SR04超声波模块、MPU6050陀螺仪模块。
  5 软件设计
  5.1 软件概括
  本软件选取keil uVision4编写,各个模块程序相对独立,然后通过定时器进行相应抑制。系统初始化之后,起初采集数据,当超声波模块检测到障碍物记录小于一定的值或者陀螺仪模块检测到角度小于一定值时,给予蜂鸣器信号,蜂鸣器报警;当按下求救按钮时,给予语音模块和GSM模块信号,语音模块报警求救,GSM模块将GPS收据发送到指定手机终端,如图2所示。
  5.2 GPS模块
  我们选取串口方式读取GPS数据,读取的数据包括经度、纬度、速度、等信息。如果发送到接收端的数据过于复杂,会影响使用的便捷性。因此我们把数据通过筛选,使用户接收到的数据为经纬度信息,达到我们需要的定位目的。
  5.3 GSM模块
  GSM模块选取串口方式通讯,用AT指定进行相应操作,实现相应功能。
  5.4 超声波模块
  此模块程序主要用于障碍物的判断,通过超声波发射探头和接收探头接收到的时间差,计算障碍物距离,当距离小于1m时,蜂鸣器发出报警音。
  6 归纳
  6.1 优化方向
  融入语音通话,解决带手机麻烦的问题。将可穿戴式设备的功能融入其中,增加生命体征检测功能。当手杖脱离使用者时,根据不同情况给予不同的相应。实时检测使用者的生命体征状况,达到提前预警目的。
  6.2 市场前景
  此设计不但仅是一个单纯的多功能手杖,他将是物联网延伸的一个新的领域。能够用它来帮助使用者,在危险的时候给予救助。我们能够以手杖为载体,综合管理所有的使用者。通过此方式,能够随时明白每位使用者的位置情况,能在需要的时候第一时间给予救助。随着物联网发展,此设备将是智能家居的一局部。这不但是物联网领域的延伸,更是物联网领域的一个发展新方向,对物联网的发展有相当积极的促进作用。
  参考文献
  [1]石慧文,张勇.基于MSP430单片机的智能导盲手杖设计[J].科技视界,2014(8):155-156.
  [2]许丽,曹胜男,唐立伟.基于AT89C51的智能手杖设计与实现[J].太原师范学院学报(自然科学版),2009.12, 8(4):66-69.
  [3]潘永友.基于物联网技能的养老院管理系统的设计与实现[D].杭州电子科技大学,2013.
  作者单位
  1.四川理工学院计算机学院 四川省自贡市 643000
  2.四川理工学院自动化与电子信息学院 四川省自贡市 643000
  3.西华师范大学高等职业技能学院 四川省南充市 637000
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