CN102920117B - 一种具有跌倒自动报警功能的智能拐杖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有跌倒自动报警功能的智能拐杖，包括拐杖本体和跌倒自动报警装置，所述的跌倒自动报警装置包括电源、三轴加速度传感器、微控制器MCU、按键开关、蜂鸣器、定位模块GPS、通讯网络模块GSM组成；所述的电源、三轴加速度传感器、微控制器MCU、按键开关、蜂鸣器、定位模块GPS、通讯网络模块GSM分别与微处理器相连接；所述的拐杖本体上设置有空腔用于放置跌倒自动报警装置。本发明通过自动判断使用者是否摔倒，在其摔倒时自动发送定位信息通知其家属，无需使用者进行任何操作，就可使其得到及时的救助。特别使用了公共通讯网络(GSM)和GPS定位终端，具备可靠的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种老人或盲人朋友使用的拐杖，特别是涉及一种能够利用GPS网络和GSM网络实现跌倒时自动报警功能的智能拐杖。
背景技术
随着中国即将步入老龄化社会，如何改善老年人的生活体验，为他们提供便利已越来越受到人们的关注。拐杖的使用在老年朋友以及盲人朋友中比较普遍，现有的拐杖功能比较单一，并且不太智能。目前与本发明功能比较接近的拐杖是申请号为：200720075291.6的中国专利申请，也只是在老人摔倒时老人按下手中的按钮然后发送受伤人员的定位短信至受伤人员家属。虽然该专利为老人的安全提供了一定的保障，但当老人发生紧急情况下未必能够操作按钮了，比如晕倒或者发生严重碰撞时拐杖丢失，所以让拐杖更加智能点就显得很重要。
另外，老年朋友的视力一般不太好，在能见度不高的情况下，比较容易碰到前方的障碍物而致其跌倒，盲人朋友更易发生此类情况。
如果能够开发一种在确定老年朋友以及盲人朋友跌倒情况下，自动发出警报，通知家人或相关人员及时救扶的智能拐杖，就可以解决这个问题了，如果该智能拐杖兼具有探测前方障碍物距离的功能，可以让老年朋友和盲人朋友提前避开障碍物，防止跌倒。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种具有跌倒自动报警功能的智能拐杖，该拐杖在确认老年人以及盲人朋友摔倒情况下自动发动报警并发送救援情况通知家人或相关人员救援。
本发明的次要目的是提供一种具有跌倒自动报警功能及兼具有超声波测距功能的智能拐杖，该拐杖通过超声波测距功能让老年人以及盲人朋友提前预知前方障碍物，及时绕开障碍物，避免跌倒。
为了达到本发明的目的所采取的技术方案是：
一种具有跌倒自动报警功能的智能拐杖，包括拐杖本体和跌倒自动报警装置，所述的跌倒自动报警装置包括电源、三轴加速度传感器、微控制器MCU、按键开关、蜂鸣器、定位模块GPS、通讯网络模块GSM组成；所述的电源、三轴加速度传感器、微控制器MCU、按键开关、蜂鸣器、定位模块GPS、通讯网络模块GSM分别与微处理器相连接；所述的拐杖本体上设置有空腔用于放置跌倒自动报警装置。
优选的；所述的智能拐杖还包括超声波测距装置，所述的超声波测距装置由超声波模块、语音合成模块、调频发射模块、无线耳机组成；所述的超声波模块、语音合成模块分别与微控制器MCU相连接，所述的调频发射模块与语音合成模块相连接，所述的无线耳机用于接收来自调频发射模块的语音合成的音频信号。
优先的；所述的拐杖本体包括把手和杆杖，所述的把手位于杆杖上部，所述的空腔位于把手与杆杖连接处，所述的蜂鸣器位于把手下端，在杆杖底部设有一个小凹槽，所述的超声波模块放置于小凹槽中。
本发明的有益效果是，三轴加速度传感器实时获取当前的静态重力值，微控制器MCU通过特定算法判断当前拐杖的倾斜角度，当拐杖倾角大于一定的值，先用蜂鸣器报警一分钟，若是误报警，可以用拐杖把手下端的按键取消。若一分钟内无人取消，则认为不是误报，微控制器MCU通过实时接收当前定位模块GPS的定位信息，微控制器MCU同时发送AT指令至通讯网络模块GSM，控制通讯网络模块GSM将定位模块GPS的经纬度信息发送到公共通讯网络(GSM)终端通知家人或相关人员前来救扶。本发明通过自动判断使用者是否摔倒，在其摔倒时自动发送定位信息通知其家属，无需使用者进行任何操作，就可使其得到及时的救助。特别使用了公共通讯网络(GSM)和GPS定位终端，具备可靠的性能。另外，为夜间能见度不好的情况和盲人朋友增加的超声波测距装置可以扩大本发明的受众。
附图说明
图1是本发明一种具有跌倒自动报警功能的智能拐杖的结构示意图；
图2是本发明一种具有跌倒自动报警功能的智能拐杖的电路框图。
附图标号说明
1、把手 2、空腔
3、小凹槽 4、充电插口
5、跌倒自动报警装置
51、电源 52、三轴加速度传感器
53、微控制器MCU 54、按键开关
55、蜂鸣器 56、定位模块GPS
57、通讯网络模块GSM 58、超声波测距装置
581、超声波模块 582、语音合成模块
583、调频发射模块 584、无线耳机
6、杆杖
具体实施方式
如图1、图2所示，一种具有跌倒自动报警功能的智能拐杖，包括拐杖本体和跌倒自动报警装置5，拐杖本体包括把手4和杆杖6，在把手4与杆杖6连接处设置有一空腔2，在杆杖6的底部或中偏下部设置有一小凹槽3。
如图2所示，跌倒自动报警装置5包括电源51、三轴加速度传感器52、微控制器MCU53、按键开关54、蜂鸣器55、定位模块GPS56、通讯网络模块GSM57、超声波测距装置58组成，所述的超声波测距装置58由超声波模块581、语音合成模块582、调频发射模块583、无线耳机584组成；所述的超声波模块581、语音合成模块582分别与微控制器MCU53相连接，所述的调频发射模块583与语音合成模块582相连接，所述的无线耳机584用于接收来自调频发射模块583的语音合成音频信号。
如图1、图2所示；智能拐杖的空腔2用于放置跌倒自动报警装置5的系统电路板以及5V可充电锂电池电源51，超声波测距装置58的超声波模块581放置于距智能拐杖底部10厘米处的小凹槽3中，智能拐杖把手1前端的充电插口4可以给智能拐杖的电源51充电，智能拐杖的把手1下端处的按键开关54用于智能拐杖误报警时取消报警用。
本发明的工作原理是：微控制器MCU53采用AT89C51型号单片机，三轴加速度传感器52采用ADXL345芯片模块，三轴加速度传感器52使用IIC总线协议与微控制器MCU53连接实时获取当前的静态重力值，微控制器MCU53通过特定算法判断当前智能拐杖的倾斜角度，当智能拐杖倾角大于一定的值，先用蜂鸣器55报警一分钟，若是误报警，可以用智能拐杖把手1下端的按键开关54取消。若一分钟内无人取消，则认为不是误报，微控制器MCU53实时接收当前定位模块GPS56的定位信息，微控制器MCU53同时发送AT指令至讯网络模块GSM57，控制讯网络模块GSM57先发送定位模块GPS56的经纬度信息至公共的公共通讯网络(GSM)终端，通过公共通讯网络(GSM)终端上预先设定的电话号码，然后拨打电话通知家属，家属根据经纬度信息定位受伤人员的位置，及时施救。
对于盲人朋友或者老年朋友在夜间能见度低的情况，可以用智拐杖把手1下端的按键开关54启动超声波测距装置58，微控制器MCU53发送方波至超声波测距装置58的超声波模块581，超声波模块581即可发送超声波，当超声波碰到前方障碍物之后即返回超声波至超声波模块581，超声波模块581接收到之后即产生一个高电平至微控制器MCU53的外部中断，微控制器MCU53根据算法即可计算前方障碍物的距离，获取距离信息后，微控制器MCU53控制语音合成模块582将距离信息合成音频信号，音频信号输入调频发射模块583发送，无线耳机584进行接收，就可以清楚的知道前方的距离，及时避开前方障碍物，防止因磁撞而摔倒。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种具有跌倒自动报警功能的智能拐杖，其特征在于：包括拐杖本体、跌倒自动报警装置和超声波测距装置，所述的拐杖本体包括把手和杆杖，所述的把手位于杆杖上部，所述的把手与杆杖连接处设置有空腔，所述的空腔用于放置跌倒自动报警装置，所述的跌倒自动报警装置由电源、三轴加速度传感器、微控制器MCU、按键开关、蜂鸣器、定位模块GPS、通讯网络模块GSM组成；所述的电源、三轴加速度传感器、微控制器MCU、按键开关、蜂鸣器、定位模块GPS、通讯网络模块GSM分别与微处理器相连接；所述的按键开关和蜂鸣器位于把手下端，所述的三轴加速度传感器采用ADXL345芯片模块，实时获取当前的静态重力值，微控制器MCU采用AT89C51型号单片机，通过特定算法判断当前拐杖的倾斜角度，当拐杖倾角大于一定的值，先用蜂鸣器报警，若是误报警，可以用拐杖把手下端的按键取消，若无人取消，则认为不是误报，微控制器MCU通过实时接收当前定位模块GPS的定位信息，微控制器MCU同时发送AT指令至通讯网络模块GSM，控制通讯网络模块GSM将定位模块GPS的经纬度信息发送到公共通讯网络终端通知家人或相关人员前来救扶；所述的超声波测距装置由超声波模块、语音合成模块、调频发射模块、无线耳机组成；所述的超声波模块、语音合成模块分别与微控制器MCU相连接，所述的调频发射模块与语音合成模块相连接，所述的无线耳机用于接收来自调频发射模块的经语音合成模块合成的音频信号，微控制器MCU发送方波至超声波测距装置的超声波模块，超声波模块即可发送超声波，当超声波碰到前方障碍物之后即返回超声波至超声波模块，超声波模块接收到之后即产生一个高电平至微控制器MCU的外部中断，微控制器MCU根据算法即可计算前方障碍物的距离，获取距离信息后，微控制器MCU控制语音合成模块将距离信息合成音频信号，音频信号输入调频发射模块发送，无线耳机进行接收，就可以清楚的知道前方障碍物的实际距离。
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