CN104835287A - 一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统，包括便携式呼叫系统、分别安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块；预警鞋电路模块能够检测障碍物距离及坑洼深度，判断老人是否摔倒；判断有障碍物或坑洼时，震动电机刺激脚掌达到预警的作用；当老人摔倒时，将摔倒信息发送给便携式呼叫系统；预警鞋电路模块还能够检测左脚或右脚鞋体周围环境的光照强度，所述便携式呼叫系统接收安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块发来的摔倒或未摔倒信息，自动按照设定的n个拟联系手机号码按顺序逐个向n个手机发送求救或安全信息，并与手机进行双向通信；并具有手动按键控制求救、安全状态和取消报警的处理功能，本发明还提供了运用该系统实现预警和呼叫报警的方法。

Description

一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统及其实现方法，尤其涉及一种老人户外活动防摔和意外事故紧急呼叫系统及其实现方法。
背景技术
在我国快速老龄化的进程中，空巢老人比例持续增加，独居老人的生活自理能力较弱，特别是在户外活动的老人会遇到诸如走失、摔倒等问题。目前，针对户外活动的老人的意外事故报警和判断摔倒的装置主要有随身可携带的呼救器和保护老人出行安全的智能鞋。随身可携带的呼救器没有起到提前排除事故安全隐患的作用，只能在老人发生事故之后才发出求救信号；保护老人出行安全的智能鞋主要通过压力传感器感应和判断是否跌倒，也有应用压力传感器以及三轴陀螺仪、压力传感器以及加速度传感器的方法来判断是否跌倒，能够通过GPS定位器进行定位，在老人发生事故时可以通过按键发出紧急求救信号并自动通过GSM发送给子女手机进行报警，但这些智能鞋将所有的装置都安装在鞋子上，对于腰椎有病痛的老人和弯腰有困难的老人难以进行手动按键操作；对于视力不好的老人，遇到路面有坑洼，有石头或其它障碍物，以及上下楼梯时，这些智能鞋不能够给予警示，限制了其使用的功效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统，该预警和呼叫系统能有效进行安全隐患的预警，又便于老人操作，以克服已有随身可携带的呼救器和保护老人出行安全的智能鞋现有技术所存在的不足，本发明同时提供了运用该保护老人出行安全的预警和呼叫系统来实现保护老人出行安全的防摔防撞预警和摔倒后呼叫报警的方法。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统，包括分离结构的便携式呼叫系统、两个分别安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块；
所述便携式呼叫系统通过无线通信与安装在左脚和右脚鞋体的预警鞋电路模块通信连接；
所述的预警鞋电路模块能够检测障碍物距离及坑洼深度，判断老人是否摔倒；判断有障碍物或坑洼时，震动电机刺激脚掌达到预警的作用；当老人摔倒时，将摔倒信息发送给便携式呼叫系统；预警鞋电路模块还能够检测左脚或右脚鞋体周围环境的光照强度，昏暗时，发光二极管组灯亮；
所述便携式呼叫系统是一种便携式装置，接收安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块发来的摔倒或未摔倒信息，自动按照设定的n个拟联系手机号码按顺序逐个向n个手机发送求救或安全信息，当需要求救时蜂鸣器报警；所述便携式呼叫系统还用于接收拟联系n个手机传输的应答信息，能够手动控制发送求救信息、手动控制发送安全信息或手动控制关闭蜂鸣器报警；可插拔矩阵键盘能够手动操作设定n值和n个拟联系手机的1~n个手机号码，所述n≤10。
其进一步的技术方案是：所述便携式呼叫系统包括微处理器Ⅰ、NRF24L01无线模块Ⅰ、GPS模块、GSM模块、液晶显示模块、蜂鸣器、按键Ⅰ、按键Ⅱ、按键Ⅲ、复位与晶振电路模块Ⅰ和可插拔矩阵键盘；
所述微处理器Ⅰ作为控制核心，分别与NRF24L01无线模块Ⅰ、GPS模块、GSM模块、液晶显示模块、蜂鸣器、按键Ⅰ、按键Ⅱ、按键Ⅲ、复位与晶振电路模块Ⅰ、可插拔矩阵键盘连接；
所述NRF24L01无线模块Ⅰ通过无线通信与安装在左脚和右脚鞋体的预警鞋电路模块通信连接；
所述GPS模块通过全球定位系统获得经纬度数据信息；
所述GSM模块通过全球移动通信系统与拟联系的n个手机通信连接；
所述按键Ⅰ是老人处于安全状态的处理按键；按键Ⅱ是求救信息的处理按键，并发送GPS定位信息；按键Ⅲ是取消报警信息的处理按键；
所述复位与晶振电路模块Ⅰ为便携式呼叫系统提供复位信号，为微处理器Ⅰ提供时钟脉冲；
所述可插拔矩阵键盘通过手动方式与微处理器Ⅰ连接设置拟联系的n个手机号码。
其更进一步的技术方案是：所述预警鞋电路模块包括微处理器Ⅱ、驱动电路Ⅰ、震动电机Ⅰ、发光二极管组灯Ⅰ、加速度传感器电路模块Ⅰ、光强传感器电路模块Ⅰ、超声波测距电路模块Ⅰ、超声波测距电路模块Ⅱ、复位与晶振电路模块Ⅱ、NRF24L01无线模块Ⅱ和按键Ⅳ；
所述微处理器Ⅱ作为预警鞋电路模块的控制核心，分别与驱动电路Ⅰ、加速度传感器电路模块Ⅰ、光强传感器电路模块Ⅰ、超声波测距电路模块Ⅰ、超声波测距电路模块Ⅱ、复位与晶振电路模块Ⅱ、NRF24L01无线模块Ⅱ和按键Ⅳ连接；
所述驱动电路Ⅰ还与震动电机Ⅰ、发光二极管组灯Ⅰ连接；
所述发光二极管组灯Ⅰ由5个发光二极管灯组成且沿安装预警鞋电路模块的左脚或右脚鞋体的边缘安装分布；
所述加速度传感器电路模块Ⅰ应用加速度传感器检测老人是否摔倒；
所述光强传感器电路模块Ⅰ应用光强传感器检测安装预警鞋电路模块的左脚或右脚鞋体的周边环境光的强度；
所述超声波测距电路模块Ⅰ应用超声波传感器检测安装预警鞋电路模块的左脚或右脚鞋体的前方是否有障碍物，检测障碍物的距离；
所述超声波测距电路模块Ⅱ应用超声波传感器检测安装预警鞋电路模块的左脚或右脚鞋体的下方是否有坑洼，检测坑洼的深度；
所述复位与晶振电路模块Ⅱ为预警鞋电路模块提供复位信号，为微处理器Ⅱ提供时钟脉冲；
所述NRF24L01无线模块Ⅱ通过无线通信还与便携式呼叫系统通信连接。
相关的另一技术方案是：一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法，它是运用本发明上述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统来实现保护老人出行安全的防摔防撞预警和摔倒后呼叫报警的方法；
两个分别安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块用于智能检测老人行走时其前方是否有障碍物和左脚或右脚鞋体的下方是否有坑洼；判断老人是否摔倒；
每个预警鞋电路模块通过一个超声波测距电路模块Ⅱ的超声波传感器检测预警鞋离地面的高度，能够自动检测设置老人在平路正常行走时预警鞋离地面最高的高度，将此设置为坑洼深度阀值，当检测到预警鞋离地面的高度大于坑洼深度阀值时，预警鞋电路模块的震动电机刺激脚掌有效的达到预警的目的；每个预警鞋电路模块还通过另一个超声波测距电路模块Ⅰ检测老人行走前方是否有障碍物，如果有障碍物，预警鞋电路模块的震动电机刺激脚有效的警示老人前方有障碍物；
预警鞋电路模块采用加速度传感器电路模块Ⅰ检测老人是否摔倒；当老人摔倒时，将摔倒信息发送给便携式呼叫系统；便携式呼叫系统接收到安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块发来的老人摔倒或未摔倒信息，自动按照设定的n个拟联系手机号码按顺序逐个向n个手机发送求救或安全信息，当需要求救时蜂鸣器报警；所述便携式呼叫系统还用于接收n个手机传输的应答信息。
所述保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法的进一步技术方案是：采用安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块用于智能检测老人行走时其前方是否有障碍物和左脚或右脚鞋体的下方是否有坑洼；判断老人是否摔倒的方法中，所述微处理器Ⅱ的主函数处理操作的具体步骤为：
s101：设置测坑洼深度阀值次数初值m=0，坑洼深度的阀值初值Line=10cm；
s102：配置NRF24L01无线模块Ⅱ为发射模式；
s103：初始化定时器0，定时器1，定时器0定时32ms；定时器0、外部中断0和外部中断1中断允许，两个外部中断为边沿触发方式；
s104：设置触发超声波测距电路模块标志：SDM_Flag=0；
s105：触发超声波测距电路模块Ⅱ测坑洼深度；
s106：启动定时器0定时；
s107：读取加速度传感器电路模块Ⅰ的加速度传感器的数据；
s108：对读取的加速度传感器的数据进行数据处理，获得Z方向的角度；
s109：判断Z方向角度是否大于45度，如果Z方向角度大于45度，则进入步骤s110，否则进入步骤s113；
s110：判断摔倒已处理标志Send_Flag是否等于0，如果Send_Flag=0，则进入步骤s111，否则进入步骤s116；
s111：控制NRF24L01无线模块Ⅱ发送摔倒标志给便携式呼叫系统；
s112：设置摔倒已处理标志Send_Flag=1，进入步骤s116；
s113：判断摔倒已处理标志Send_Flag是否等于1，如果Send_Flag=1，则进入步骤s114，否则进入步骤s116；
s114：控制NRF24L01无线模块Ⅱ发送未摔倒标志给便携式呼叫系统；
s115：设置摔倒已处理标志Send_Flag=0；
s116：读取光强传感器电路模块Ⅰ的亮度数据；
s117：判断亮度数据是否低于阀值100，如果亮度数据低于阀值100，则进入步骤s119，否则进入步骤s118；
s118：关闭发光二极管组灯Ⅰ，进入步骤s120；
s119：开启发光二极管组灯Ⅰ；
s120：判断是否按下按键Ⅳ，如果是，则进入步骤s121，否则返回步骤s107；
s121：设置测坑洼深度阀值次数m=100，返回步骤s107。
进一步，在s103步骤，允许定时器0定时32ms溢出中断：所述微处理器Ⅱ响应定时器0定时溢出中断申请，分时触发超声波测距电路模块Ⅰ测障碍物距离和超声波测距电路模块Ⅱ测坑洼深度的定时器0中断服务函数处理操作的具体步骤为：
s201：设置微处理器Ⅱ的定时器0的32ms定时参数；
s202：判断触发超声波测距电路模块标志SDM_Flag是否为0，如果SDM_Flag=0，则进入步骤s203，否则进入步骤s205；
s203：设置触发超声波测距电路模块标志SDM_Flag=1；
s204：触发左脚预警鞋电路模块的超声波测距电路模块Ⅱ测坑洼深度，进入步骤s207；
s205：设置触发超声波测距电路模块标志SDM_Flag=0；
s206：触发左脚预警鞋电路模块的超声波测距电路模块I测障碍物距离；
s207：启动定时器1定时，定时器0中断服务函数返回。
进一步，在上述s103步骤，外部中断0中断允许：所述微处理器Ⅱ响应外部中断0的中断申请，测障碍物距离的外部中断0中断服务函数处理操作的具体步骤为：
s301：关定时器0 、定时器1；
s302：读取微处理器Ⅱ的定时器1的实时定时时间，计算障碍物距离，障碍物距离=高电平时间*声速/2，声速数值为340m/s；
s303：判断障碍物距离是否小于50cm，如果障碍物距离<50cm，则进入步骤s304，否则进入步骤s307；
s304：控制驱动电路开启震动电机，刺激老人脚掌，到达预警的作用；
s305：软件延时300ms；
s306：控制驱动电路关震动电机；
s307：启动定时器0，定时器0中断服务函数返回。
进一步，在 上述s103步骤，允许外部中断1中断允许：所述微处理器Ⅱ响应外部中断1的中断申请，定坑洼深度阀值和测坑洼深度的外部中断1中断服务函数处理操作的具体步骤为：
s401：关定时器0 、定时器1；
s402：读取微处理器Ⅱ的定时器1的实时定时时间，计算坑洼的深度，坑洼深度=高电平时间*声速/2，声速数值为340m/s；
s403：判断坑洼深度是否大于10cm，如果坑洼深度大于10cm，则进入步骤s404，否则进入步骤s412；
s404：判断测坑洼深度阀值次数n是否大于或等于100，如果测坑洼深度阀值次数m>=100，则进入步骤s405，否则进入步骤s409；
s405：判断当前测的坑洼深度是否大于坑洼深度的阀值Line，如果当前测的坑洼深度大于坑洼的阀值Line，则进入步骤s406，否则进入步骤s412.
s406：控制驱动电路开启震动电机，刺激老人脚掌，到达预警的作用；
s407：软件延时300ms；
s408：控制驱动电路关震动电机，进入步骤s412；
s409：判断坑洼深度是否大于坑洼深度阀值Line，如果坑洼深度大于坑洼深度Line，则进入步骤s410，否则进入步骤s411；
s410：把本次测得坑洼深度值赋值给坑洼深度阀值Line；
s411：测坑洼深度阀值次数n加1；
s412：启动定时器0，外部中断1中断服务函数返回。
所述一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法的更进一步技术方案是：所述便携式呼叫系统中微处理器Ⅰ的主函数处理操作的具体步骤为：
s501：SPI总线初始化、按键初始化，外部中断0和外部中断1中断允许，两个外部中断为边沿触发方式。通用异步收发传输器1、通用异步收发传输器2和定时器0初始化，异步收发传输器1、通用异步收发传输器2和定时器0中断允许，设置定时标志Timer0Flag=0；
s502：判断GPS解析标志和串口接收标志是否满足GPSParse=1、UartRev=0，如果满足GPSParse=1、UartRev=0则进入步骤s503，否则进入步骤s505；
s503：数据处理获得经纬度定位数据；
s504：把经纬度定位数据在液晶显示模块的液晶显示器中予以显示，返回步骤s502；
s505：判断是否接入可插拔矩阵键盘，如果接入可插拔矩阵键盘，则进入步骤s506，否则进入步骤s508；
s506：判断是否有可插拔矩阵键盘的按键按下，如果有按键按下，则进入步骤s507，否则进入步骤s508；
s507：执行可插拔矩阵键盘的按键输入处理程序，设置手机号码，返回步骤s502；
s508：判断是否按下安全按键Ⅰ，如果按下安全按键Ⅰ，则进入步骤s509，否则进入步骤s510；
s509：控制GSM模块发送安全信息短信给n个手机，返回步骤s502；
s510：判断是否按下呼叫按键Ⅱ，如果按下呼叫按键Ⅱ，则进入步骤s511，否则进入步骤s512；
s511：控制GSM模块发送老人定位数据和呼叫短信给n个手机，返回步骤s502；
s512：判断是否按下关报警按键Ⅲ，如果按下关报警按键Ⅲ，则进入步骤s513，否则进入步骤s514；
s513：停止定时器0定时，设置定时器0停止定时标志Timer0Flag=0，停止蜂鸣器报警；
s514：判断是否收到安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块Ⅲ发来的摔倒标志，如果收到，且为摔倒标志，则进入步骤s515，如果没有收到或收到且为未摔倒标志进入步骤s521；
s515：液晶显示模块的液晶显示器中显示摔倒标志；
s516：启动定时器0定时5s和蜂鸣器报警；
s517：判断是否按下安全按键Ⅰ，如果按下安全按键Ⅰ，则进入步骤s518，否则进入步骤s519；
s518：停止定时器0定时，设置Timer0Flag=0，停止蜂鸣器报警，进入步骤s521；
s519：判断是否Timer0Flag=1，如果Timer0Flag=1，则进入步骤s520，否则返回步骤s517；
s520：控制GSM模块发送老人定位数据和呼叫短信给n个手机；
s521：判断是否接收到n个手机发来的应答信息；如果接收到n个手机发来的应答信息，则进入步骤s522，否则返回步骤s502；
s522：液晶显示模块的液晶显示器中显示 n个手机发来的应答信息，返回步骤s502；
所述微处理器Ⅰ对意外事故呼叫处理操作的具体步骤中：Timer0Flag=1，表示定时器0定时满5s；Timer0Flag=0表示定时器0定时未满5s。
再更进一步：在上述s501步骤，UART1串行口中断允许：所述微处理器Ⅰ的UART1串行口中断服务函数处理操作的具体步骤为：
s601：UART1串行口禁止中断；
s602：判断从GPS模块是否连续接收到的数据为‘$’及GPSParse == 0，如果是，则进入步骤s603，否则回到步骤s602；
s603：设置UART1串行口接收标志UartRev == 1；
s604：从接收缓冲寄存器将读取数据存储在一个数组中；
s605：判断从GPS模块是否接收到‘\n’，如果接收到‘\n’，则进入步骤s606，否则返回步骤s604；
s606：设置UartRev=0；
s607：设置GPS代码解析标志GPSParse=1；
s608：UART1串行口中断允许，UART1串行口中断服务函数返回。
再更进一步：在上述s501步骤，定时器0中断允许：所述微处理器Ⅰ的蜂鸣器报警定时器0中断服务函数操作的具体步骤为：
s701：关定时器0；
s702：设置定时器0的50ms的定时参数；
s703：计数次数变量Count加1；
s704：判断计数次数变量Count是否大于100，如果Count大于100，则进入步骤s705，否则进入步骤s707；
s705：复位Count=0，设置定时器0标志Timer0Flag=1；
s706：停止定时器0定时，定时器0中断服务函数返回；
s707：再次启动定时器0定时，蜂鸣器报警定时器0中断服务函数返回。
由于采用以上结构，本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统及其实现方法具有以下有益效果：
1. 智能检测老人行走时是否有坑洼和前方是否有障碍物；
本发明中，两个预警鞋电路模块具有智能检测老人行走时是否有坑洼和前方是否有障碍物的功能，每个预警鞋电路模块通过一个超声波传感器测距电路模块检测预警鞋离地面的高度，能够自动检测设置老人在平路正常行走时预警鞋离地面最高的高度，将此设置为坑洼深度阀值，当检测到预警鞋离地面的高度大于坑洼深度阀值时，预警鞋电路模块的震动电机刺激脚掌有效的达到预警的目的；每只预警鞋电路模块还通过另一个超声波传感器测距电路模块检测老人行走前方的障碍物，如果有障碍物，预警鞋电路模块的震动电机刺激脚有效的警示老人前方有障碍物；尤其对于视力不好的老人，遇到路面有坑洼，有石头或其它障碍物，以及上下楼梯时能够给予警示，达到保护老人行走安全的目的。
2. 能够设置手机号码与多个手机进行通信：
本发明中，在便携式呼叫系统中设计了可插拔的矩阵键盘，连接矩阵键盘可以设置1-10个手机号码，老人发送求救信息使得有这个号码手机的亲人、朋友或邻居能够及时进行处理；如果老人离开居住地，能够修改或添加手机号码，提高老人行走的安全性。
3. 集多功能于一体，操作便利；
本发明中，便携式呼叫系统独立成为一个装置便于携带和操作，避免将所有的装置都安装在预警鞋上，对于弯腰有困难的老人提供了便利；本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统具有能够判断坑洼深度、障碍物距离，能够实现自动刺激脚底板达到预警的目的，以及判断老人是否摔倒等功能，摔倒时能够自动发送求救信息和GPS定位信息；在便携式呼叫系统中还提供了三个手动控制按键：按键Ⅰ是老人处于安全状态的处理按键；按键Ⅱ是求救信息的处理按键，并发送GPS定位信息；按键Ⅲ是取消报警信息的处理按键；能够设置1-10个手机号码并与之双向通信，并显示通信信息；在周围亮度较低时，自动打开两个预警鞋电路模块的发光二极管组灯；本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统集多功能于一体，操作便利，性价比高。
下面结合附图和实施例对本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统及其实现方法的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统的结构框图以及使用状态参考图；
图2：本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统的便携式呼叫系统的电路框图；
图3：本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统的预警鞋电路模块的电路框图；
图4：本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法中，预警鞋电路模块的微处理器Ⅱ的主函数处理操作流程图；
图5：本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法中，微处理器Ⅱ的分时触发超声波测距电路模块Ⅰ测障碍物距离和超声波测距电路模块Ⅱ测坑洼深度的定时器0中断服务函数处理操作流程图；
图6：本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法中，微处理器Ⅱ的测障碍物距离的外部中断0中断服务函数处理操作流程图；
图7：本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法中，微处理器Ⅱ的定坑洼深度阀值和测坑洼深度的外部中断1中断服务函数处理操作流程图；
图8：本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法中，微处理器Ⅰ的主函数处理操作流程图；
图9：本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法中，微处理器Ⅰ的UART1串行口中断服务函数处理操作流程图；
图10：本发明之一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法中，微处理器Ⅰ的蜂鸣器报警定时器0中断服务函数处理操作流程图。
图中：
Ⅰ—n个手机，Ⅱ—便携式呼叫系统，Ⅲ—预警鞋电路模块，
1—微处理器Ⅰ，2—NRF24L01无线模块Ⅰ，3—GPS模块，4—GSM模块，5—液晶显示模块，6—蜂鸣器，7—按键Ⅰ，8—按键Ⅱ，9—按键Ⅲ，10—复位与晶振电路模块Ⅰ，11—可插拔矩阵键盘，12—微处理器Ⅱ，13—驱动电路Ⅰ，14—震动电机Ⅰ，15—发光二极管组灯Ⅰ，16—加速度传感器电路模块Ⅰ，17—光强传感器电路模块Ⅰ，18—超声波测距电路模块Ⅰ，19—超声波测距电路模块Ⅱ，20—复位与晶振电路模块Ⅱ，21—NRF24L01无线模块Ⅱ，22—按键Ⅳ。
文中缩略语说明：
GPS－Global Positioning System，全球定位系统；
GSM－Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统；
SPI－Serial Peripheral Interface，串行外设接口；
CS－Chip Select，片选信号；
MISO－SPI Bus Master Input/Slave Output，SPI 总线主机输入/ 从机输出；
MOSI－SPI Bus Master Output/Slave Input，SPI 总线主机输出/ 从机输入；
SCK－Synchronous Clock，同步时钟信号线；
UART1－Universal Asynchronous Receiver/Transmitter1，通用异步收发传输器1串行口；
UART2－Universal Asynchronous Receiver/Transmitter2，通用异步收发传输器2串行口；
TWI－Two-Wire serial Interface，双线串行接口总线；
SDA－Synchronous Data Adapter，数据信号线；
IO－Input/Output，输入/输出端口；
TRIG－Rrigger control terminal，超声波触发控制端；
ECHO－Echo receiving terminal，超声波回声接收端；
INT0－Interrupt 0 Inputs，外部中断0；
INT1－Interrupt 1 Inputs，外部中断1；
NRF24L01－NORDIC Radio Frequency，Nordic公司出品的工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM 频段的单片无线收发器芯片；
m－测坑洼的计数标志；
Line－坑洼深度阀值的变量；
SDM_Flag－-超声波触发的标志；
Send_Flag－发送摔倒的标志；
Count－定时器0的计数次数变量；
Timer0Flag－定时器0计数到100次的标志；
GPSParse－GPS解析的标志；
UartRev－通用异步收发传输器1串行口接收数据的标志；
Init_SPI()－便携式呼叫系统SPI接口初始化函数；
Init_key()－便携式呼叫系统按键初始化函数；
Uart1_Init()－便携式呼叫系统通用异步收发传输器1串行口初始化函数；
Uart2_Init()－便携式呼叫系统通用异步收发传输器2串行口初始化函数；
Timer0_Init()－便携式呼叫系统定时器0初始化函数。
具体实施方式
实施例一：
一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统，如图1所示，该保护老人出行安全的预警和呼叫系统包括分离结构的便携式呼叫系统Ⅱ、两个分别安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块Ⅲ；
所述便携式呼叫系统Ⅱ通过无线通信与安装在左脚和右脚鞋体的预警鞋电路模块Ⅲ通信连接；
所述的预警鞋电路模块Ⅲ能够检测障碍物距离及坑洼深度，判断老人是否摔倒；判断有障碍物或坑洼时，震动电机刺激脚掌达到预警的作用；当老人摔倒时，将摔倒信息发送给便携式呼叫系统Ⅱ；预警鞋电路模块Ⅲ还能够检测左脚或右脚鞋体周围环境的光照强度，昏暗时，发光二极管组灯亮；
所述便携式呼叫系统Ⅱ是一种便携式装置，接收安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块Ⅲ发来的摔倒或未摔倒信息，自动按照设定的n个拟联系手机号码按顺序逐个向n个手机Ⅰ发送求救或安全信息，当需要求救时蜂鸣器报警；所述便携式呼叫系统Ⅱ还用于接收拟联系n个手机Ⅰ传输的应答信息，能够手动控制发送求救信息、手动控制发送安全信息或手动控制关闭蜂鸣器报警；可插拔矩阵键盘能够手动操作设定n值和n个拟联系手机Ⅰ的1~n个手机号码，所述n≤10。
如图2所示，所述便携式呼叫系统Ⅱ包括微处理器Ⅰ1、NRF24L01无线模块Ⅰ2、GPS模块3、GSM模块4、液晶显示模块5、蜂鸣器6、按键Ⅰ7、按键Ⅱ8、按键Ⅲ9、复位与晶振电路模块Ⅰ10和可插拔矩阵键盘11；
所述微处理器Ⅰ1作为控制核心，分别与NRF24L01无线模块Ⅰ2、GPS模块3、GSM模块4、液晶显示模块5、蜂鸣器6、按键Ⅰ7、按键Ⅱ8、按键Ⅲ9、复位与晶振电路模块Ⅰ10、可插拔矩阵键盘11连接；
所述NRF24L01无线模块Ⅰ2通过无线通信与安装在左脚和右脚鞋体的预警鞋电路模块Ⅲ通信连接；
所述GPS模块3通过全球定位系统获得经纬度数据信息；
所述GSM模块4通过全球移动通信系统与拟联系的n个手机Ⅰ通信连接；
所述按键Ⅰ7是老人处于安全状态的处理按键；按键Ⅱ8是求救信息的处理按键，并发送GPS定位信息；按键Ⅲ9是取消报警信息的处理按键；
所述复位与晶振电路模块Ⅰ10为便携式呼叫系统Ⅱ提供复位信号，为微处理器Ⅰ1提供时钟脉冲；
所述可插拔矩阵键盘11通过手动方式与微处理器Ⅰ1连接设置拟联系的n个手机号码。
如图3所示，所述预警鞋电路模块Ⅲ包括微处理器Ⅱ12、驱动电路Ⅰ13、震动电机Ⅰ14、发光二极管组灯Ⅰ15、加速度传感器电路模块Ⅰ16、光强传感器电路模块Ⅰ17、超声波测距电路模块Ⅰ18、超声波测距电路模块Ⅱ19、复位与晶振电路模块Ⅱ20、NRF24L01无线模块Ⅱ21和按键Ⅳ22；
所述微处理器Ⅱ12作为预警鞋电路模块Ⅲ的控制核心，分别与驱动电路Ⅰ13、加速度传感器电路模块Ⅰ16、光强传感器电路模块Ⅰ17、超声波测距电路模块Ⅰ18、超声波测距电路模块Ⅱ19、复位与晶振电路模块Ⅱ20、NRF24L01无线模块Ⅱ21和按键Ⅳ22连接；
所述驱动电路Ⅰ13还与震动电机Ⅰ14、发光二极管组灯Ⅰ15连接；
所述发光二极管组灯Ⅰ15由5个发光二极管灯组成且沿安装预警鞋电路模块Ⅲ的左脚或右脚鞋体的边缘安装分布；
所述加速度传感器电路模块Ⅰ16应用加速度传感器检测老人是否摔倒；
所述光强传感器电路模块Ⅰ17应用光强传感器检测安装预警鞋电路模块Ⅲ的左脚或右脚鞋体的周边环境光的强度；
所述超声波测距电路模块Ⅰ18应用超声波传感器检测安装预警鞋电路模块Ⅲ的左脚或右脚鞋体的前方是否有障碍物，检测障碍物的距离；
所述超声波测距电路模块Ⅱ19应用超声波传感器检测安装预警鞋电路模块Ⅲ的左脚或右脚鞋体的下方是否有坑洼，检测坑洼的深度；
所述复位与晶振电路模块Ⅱ20为预警鞋电路模块Ⅲ提供复位信号，为微处理器Ⅱ12提供时钟脉冲；
所述NRF24L01无线模块Ⅱ21通过无线通信还与便携式呼叫系统Ⅱ通信连接。
本发明保护老人出行安全的预警和呼叫系统之两个预警鞋电路模块Ⅲ和便携式呼叫系统Ⅱ的电源采用分别独立的电源，一般预警鞋电路模块Ⅲ采用纽扣电池，便携式呼叫系统Ⅱ采用7号或5号电池，也可以采用纽扣电池，这些都是公知技术，此处不再赘述。        
使用状态下，两个预警鞋电路模块Ⅲ分别安装在左脚或右脚鞋体的适当位置，最佳位置为鞋底前掌；便携式呼叫系统Ⅱ作成独立的一个装置，可以手持或别在腰间或放在手提包中等， 打开电源，通过便携式呼叫系统Ⅱ的可插拔矩阵键盘11手动方式与微处理器Ⅰ1连接设置拟联系的n个手机号码，所述保护老人出行安全的预警和呼叫系统即可正常使用。
所述分离结构的便携式呼叫系统Ⅱ、两个分别安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块Ⅲ还可以分开单独使用；所述便携式呼叫系统Ⅱ单独使用时，应用可插拔矩阵键盘11通过手动方式与微处理器Ⅰ1连接设置拟联系的n个手机号码；手动操作按键Ⅰ7向发送老人处于安全的状态；手动操作按键Ⅱ8发送求救信息，并发送GPS定位信息；手动操作按键Ⅲ9取消报警信息；所述两个预警鞋电路模块Ⅲ单独使用时，所述超声波测距电路模块Ⅰ18应用超声波传感器检测安装预警鞋电路模块Ⅲ的左脚或右脚鞋体的前方是否有障碍物，检测障碍物的距离；如果有障碍物，预警鞋电路模块的震动电机刺激脚有效的警示老人前方有障碍物；所述超声波测距电路模块Ⅱ19应用超声波传感器检测安装预警鞋电路模块Ⅲ的左脚或右脚鞋体的下方是否有坑洼，检测坑洼的深度；当检测到预警鞋离地面的高度大于坑洼深度阀值时，预警鞋电路模块的震动电机刺激脚掌有效的达到预警的目的；在周围亮度较低时，自动打开两个预警鞋电路模块Ⅲ的发光二极管组灯Ⅰ15。
实施例二：
一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法，它是运用实施例一所述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统来实现保护老人出行安全的防摔防撞预警和摔倒后呼叫报警的方法；
两个分别安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块Ⅲ用于智能检测老人行走时其前方是否有障碍物和左脚或右脚鞋体的下方是否有坑洼；判断老人是否摔倒；
每个预警鞋电路模块通过一个超声波测距电路模块Ⅱ19的超声波传感器检测预警鞋离地面的高度，能够自动检测设置老人在平路正常行走时预警鞋离地面最高的高度，将此设置为坑洼深度阀值，当检测到预警鞋离地面的高度大于坑洼深度阀值时，预警鞋电路模块的震动电机刺激脚掌有效的达到预警的目的；每个预警鞋电路模块还通过另一个超声波测距电路模块Ⅰ18检测老人行走前方是否有障碍物，如果有障碍物，预警鞋电路模块的震动电机刺激脚有效的警示老人前方有障碍物；
预警鞋电路模块Ⅲ采用加速度传感器电路模块Ⅰ16检测老人是否摔倒；当老人摔倒时，将摔倒信息发送给便携式呼叫系统Ⅱ；便携式呼叫系统Ⅱ接收到安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块Ⅲ发来的老人摔倒或未摔倒信息，自动按照设定的n个拟联系手机号码按顺序逐个向n个手机Ⅰ发送求救或安全信息，当需要求救时蜂鸣器报警；所述便携式呼叫系统Ⅱ还用于接收n个手机Ⅰ传输的应答信息。
如图4所示，采用安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块Ⅲ用于智能检测老人行走时其前方是否有障碍物和左脚或右脚鞋体的下方是否有坑洼；判断老人是否摔倒的方法中，所述微处理器Ⅱ12的主函数处理操作的具体步骤为：
s101：设置测坑洼深度阀值次数初值m=0，坑洼深度的阀值初值Line=10cm；
s102：配置NRF24L01无线模块Ⅱ21为发射模式；
s103：初始化定时器0，定时器1，定时器0定时32ms；定时器0、外部中断0和外部中断1中断允许，两个外部中断为边沿触发方式；
s104：设置触发超声波测距电路模块标志：SDM_Flag=0；
s105：触发超声波测距电路模块Ⅱ19测坑洼深度；
s106：启动定时器0；
s107：读取加速度传感器电路模块Ⅰ16的加速度传感器的数据；
s108：对读取的加速度传感器的数据进行数据处理，获得Z方向（即与老人前进垂直方向）的角度；
s109：判断Z方向角度是否大于45度，如果Z方向角度大于45度，则进入步骤s110，否则进入步骤s113；
s110：判断摔倒已处理标志Send_Flag是否等于0，如果Send_Flag=0，则进入步骤s111，否则进入步骤s116；
s111：控制NRF24L01无线模块Ⅱ21发送摔倒标志给便携式呼叫系统Ⅱ；
s112：设置摔倒已处理标志Send_Flag=1，进入步骤s116；
s113：判断摔倒已处理标志Send_Flag是否等于1，如果Send_Flag=1，则进入步骤s114，否则进入步骤s116；
s114：控制NRF24L01无线模块Ⅱ21发送未摔倒标志给便携式呼叫系统Ⅱ；
s115：设置摔倒已处理标志Send_Flag=0；
s116：读取光强传感器电路模块Ⅰ17的亮度数据；
s117：判断亮度数据是否低于阀值100，如果亮度数据低于阀值100，则进入步骤s119，否则进入步骤s118；
s118：关闭发光二极管组灯Ⅰ15，进入步骤s120；
s119：开启发光二极管组灯Ⅰ15；
s120：判断是否按下按键Ⅳ22，如果是，则进入步骤s121，否则返回步骤s107；
s121：设置测坑洼深度阀值次数m=100，返回步骤s107。（参见图4）
在s103步骤，允许定时器0定时32ms溢出中断：所述微处理器Ⅱ12响应定时器0定时溢出中断申请，分时触发超声波测距电路模块Ⅰ测障碍物距离和超声波测距电路模块Ⅱ测坑洼深度的定时器0中断服务函数处理操作的具体步骤（参见图5）为：
s201：设置微处理器Ⅱ12的定时器0的32ms定时参数；
s202：判断触发超声波测距电路模块标志SDM_Flag是否为0，如果SDM_Flag=0，则进入步骤s203，否则进入步骤s205；
s203：设置触发超声波测距电路模块标志SDM_Flag=1；
s204：触发左脚预警鞋电路模块Ⅲ的超声波测距电路模块Ⅱ19测坑洼深度，进入步骤s207；
s205：设置触发超声波测距电路模块标志SDM_Flag=0；
s206：触发左脚预警鞋电路模块Ⅲ的超声波测距电路模块I18测障碍物距离；
s207：启动定时器1，定时器0中断服务函数返回。
在上述s103步骤，外部中断0中断允许：所述微处理器Ⅱ12响应外部中断0的中断申请，测障碍物距离的外部中断0中断服务函数处理操作的具体步骤（参见图6）为：
s301：关定时器0 、定时器1；
s302：读取微处理器Ⅱ12的定时器1的实时定时时间，计算障碍物距离，障碍物距离=高电平时间*声速/2，声速数值为340m/s；
s303：判断障碍物距离是否小于50cm，如果障碍物距离<50cm，则进入步骤s304，否则进入步骤s307；
s304：控制驱动电路开启震动电机，刺激老人脚掌，到达预警的作用；
s305：软件延时300ms；
s306：控制驱动电路关震动电机；
s307：启动定时器0，定时器0中断服务函数返回。
在上述s103步骤，外部中断1中断允许：所述微处理器Ⅱ12响应外部中断1的中断申请，定坑洼深度阀值和测坑洼深度的外部中断1中断服务函数处理操作的具体步骤（参见图7）为：
s401：关定时器0 、定时器1；
s402：读取微处理器Ⅱ12的定时器1的实时定时时间，计算坑洼的深度，坑洼深度=高电平时间*声速/2，声速数值为340m/s；
s403：判断坑洼深度是否大于10cm，如果坑洼深度大于10cm，则进入步骤s404，否则进入步骤s412；
s404：判断测坑洼深度阀值次数n是否大于或等于100，如果测坑洼深度阀值次数m>=100，则进入步骤s405，否则进入步骤s409；
s405：判断当前测的坑洼深度是否大于坑洼深度的阀值Line，如果当前测的坑洼深度大于坑洼的阀值Line，则进入步骤s406，否则进入步骤s412.
s406：控制驱动电路开启震动电机，刺激老人脚掌，到达预警的作用；
s407：软件延时300ms；
s408：控制驱动电路关震动电机，进入步骤s412；
s409：判断坑洼深度是否大于坑洼深度阀值Line，如果坑洼深度大于坑洼深度阀值Line，则进入步骤s410，否则进入步骤s411；
s410：把本次测得坑洼深度值赋值给坑洼深度阀值Line；
s411：测坑洼深度阀值次数n加1；
s412：启动定时器0，外部中断1中断服务函数返回。
本发明一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法中，所述便携式呼叫系统Ⅱ中微处理器Ⅰ1的主函数处理操作的具体步骤（参见图8）为：
s501：SPI总线初始化、按键初始化，外部中断0和外部中断1中断允许，两个外部中断为边沿触发方式，通用异步收发传输器1、通用异步收发传输器2和定时器0初始化，异步收发传输器1、通用异步收发传输器2和定时器0中断允许，设置定时标志Timer0Flag=0；
s502：判断GPS解析标志GPSParse和串口接收标志UartRev是否满足GPSParse=1、UartRev=0，如果满足GPSParse=1、UartRev=0则进入步骤s503，否则进入步骤s505；
s503：数据处理获得经纬度定位数据；
s504：把经纬度定位数据在液晶显示模块5的液晶显示器中予以显示，返回步骤s502；
s505：判断是否接入可插拔矩阵键盘11，如果接入可插拔矩阵键盘11，则进入步骤s506，否则进入步骤s508；
s506：判断是否有可插拔矩阵键盘11的按键按下，如果有按键按下，则进入步骤s507，否则进入步骤s508；
s507：执行可插拔矩阵键盘11的按键输入处理程序，设置手机号码，返回步骤s502；
s508：判断是否按下安全按键Ⅰ7，如果按下安全按键Ⅰ7，则进入步骤s509，否则进入步骤s510；
s509：控制GSM模块4发送安全信息短信给n个手机Ⅰ，返回步骤s502；
s510：判断是否按下呼叫按键Ⅱ8，如果按下呼叫按键Ⅱ8，则进入步骤s511，否则进入步骤s512；
s511：控制GSM模块4发送老人定位数据和呼叫短信给n个手机Ⅰ，返回步骤s502；
s512：判断是否按下关报警按键Ⅲ9，如果按下关报警按键Ⅲ9，则进入步骤s513，否则进入步骤s514；
s513：停止定时器0定时，设置定时器0停止定时标志Timer0Flag=0，停止蜂鸣器报警；
s514：判断是否收到安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块Ⅲ发来的摔倒标志，如果收到，且为摔倒标志，则进入步骤s515，如果没有收到或收到且为未摔倒标志进入步骤s521；
s515：液晶显示模块5的液晶显示器中显示摔倒标志；
s516：启动定时器0定时5s和蜂鸣器报警；
s517：判断是否按下安全按键Ⅰ7，如果按下安全按键Ⅰ7，则进入步骤s518，否则进入步骤s519；
s518：停止定时器0定时，设置Timer0Flag=0，停止蜂鸣器报警，进入步骤s521；
s519：判断是否Timer0Flag=1，如果Timer0Flag=1，则进入步骤s520，否则返回步骤s517；
s520：控制GSM模块4发送老人定位数据和呼叫短信给n个手机Ⅰ；
s521：判断是否接收到n个手机Ⅰ发来的应答信息；如果接收到n个手机Ⅰ发来的应答信息，则进入步骤s522，否则返回步骤s502；
s522：液晶显示模块5的液晶显示器中显示 n个手机Ⅰ发来的应答信息，返回步骤s502。
所述微处理器Ⅰ1对意外事故呼叫处理操作的具体步骤中：Timer0Flag=1，表示定时器0定时满5s；Timer0Flag=0表示定时器0定时未满5s。
在上述s501步骤，UART1串行口中断允许：所述微处理器Ⅰ1的UART1串行口中断服务函数处理操作的具体步骤（参见图9）为：
s601：UART1串行口禁止中断；
s602：判断从GPS模块3是否连续接收到的数据为‘$’及GPSParse == 0，如果是，则进入步骤s603，否则回到步骤s602；
s603：设置UART1串行口接收标志UartRev == 1；
s604：从接收缓冲寄存器将读取数据存储在一个数组中；
s605：判断从GPS模块3是否接收到‘\n’，如果接收到‘\n’，则进入步骤s606，否则返回步骤s604；
s606：设置串行口接收标志UartRev=0；
s607：设置GPS代码解析标志GPSParse=1；
s608：UART1串行口中断允许，UART1串行口中断服务函数返回。
在上述s501步骤，定时器0中断允许：所述微处理器Ⅰ1的蜂鸣器报警定时器0中断服务函数操作的具体步骤（参见图10）为：
s701：关定时器0；
s702：设置定时器0的50ms的定时参数；
s703：计数次数变量Count加1；
s704：判断计数次数变量Count是否大于100，如果Count大于100，则进入步骤s705，否则进入步骤s707；
s705：复位Count=0，设置定时器0标志Timer0Flag=1；
s706：停止定时器0定时，定时器0中断服务函数返回；
s707：再次启动定时器0定时，蜂鸣器报警定时器0中断服务函数返回。

Claims (11)

1.一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统，其特征在于：该保护老人出行安全的预警和呼叫系统包括分离结构的便携式呼叫系统（Ⅱ）、两个分别安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块（Ⅲ）；
所述便携式呼叫系统（Ⅱ）通过无线通信与安装在左脚和右脚鞋体的预警鞋电路模块（Ⅲ）通信连接；
所述的预警鞋电路模块（Ⅲ）能够检测障碍物距离及坑洼深度，判断老人是否摔倒；判断有障碍物或坑洼时，震动电机刺激脚掌达到预警的作用；当老人摔倒时，将摔倒信息发送给便携式呼叫系统（Ⅱ）；预警鞋电路模块（Ⅲ）还能够检测左脚或右脚鞋体周围环境的光照强度，昏暗时，发光二极管组灯亮；
所述便携式呼叫系统（Ⅱ）是一种便携式装置，接收安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块（Ⅲ）发来的摔倒或未摔倒信息，自动按照设定的n个拟联系手机号码按顺序逐个向n个手机（Ⅰ）发送求救或安全信息，当需要求救时蜂鸣器报警；所述便携式呼叫系统（Ⅱ）还用于接收拟联系n个手机（Ⅰ）传输的应答信息，能够手动控制发送求救信息、手动控制发送安全信息或手动控制关闭蜂鸣器报警；可插拔矩阵键盘能够手动操作设定n值和n个拟联系手机（Ⅰ）的1~n个手机号码，所述n≤10。
2.如权利要求1所述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统，其特征在于：所述便携式呼叫系统（Ⅱ）包括微处理器Ⅰ（1）、NRF24L01无线模块Ⅰ（2）、GPS模块（3）、GSM模块（4）、液晶显示模块（5）、蜂鸣器（6）、按键Ⅰ（7）、按键Ⅱ（8）、按键Ⅲ（9）、复位与晶振电路模块Ⅰ（10）和可插拔矩阵键盘（11）；
所述微处理器Ⅰ（1）作为控制核心，分别与NRF24L01无线模块Ⅰ（2）、GPS模块（3）、GSM模块（4）、液晶显示模块（5）、蜂鸣器（6）、按键Ⅰ（7）、按键Ⅱ（8）、按键Ⅲ（9）、复位与晶振电路模块Ⅰ（10）、可插拔矩阵键盘（11）连接；
所述NRF24L01无线模块Ⅰ（2）通过无线通信与安装在左脚和右脚鞋体的预警鞋电路模块（Ⅲ）通信连接；
所述GPS模块（3）通过全球定位系统获得经纬度数据信息；
所述GSM模块（4）通过全球移动通信系统与拟联系的n个手机（Ⅰ）通信连接；
所述按键Ⅰ（7）是老人处于安全状态的处理按键；按键Ⅱ（8）是求救信息的处理按键，并发送GPS定位信息；按键Ⅲ（9）是取消报警信息的处理按键；
所述复位与晶振电路模块Ⅰ（10）为便携式呼叫系统（Ⅱ）提供复位信号，为微处理器Ⅰ（1）提供时钟脉冲；
所述可插拔矩阵键盘（11）通过手动方式与微处理器Ⅰ（1）连接设置拟联系的n个手机号码。
3.如权利要求2所述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统，其特征在于：所述预警鞋电路模块（Ⅲ）包括微处理器Ⅱ（12）、驱动电路Ⅰ（13）、震动电机Ⅰ（14）、发光二极管组灯Ⅰ（15）、加速度传感器电路模块Ⅰ（16）、光强传感器电路模块Ⅰ（17）、超声波测距电路模块Ⅰ（18）、超声波测距电路模块Ⅱ（19）、复位与晶振电路模块Ⅱ（20）、NRF24L01无线模块Ⅱ（21）和按键Ⅳ（22）；
所述微处理器Ⅱ（12）作为预警鞋电路模块（Ⅲ）的控制核心，分别与驱动电路Ⅰ（13）、加速度传感器电路模块Ⅰ（16）、光强传感器电路模块Ⅰ（17）、超声波测距电路模块Ⅰ（18）、超声波测距电路模块Ⅱ（19）、复位与晶振电路模块Ⅱ（20）、NRF24L01无线模块Ⅱ（21）和按键Ⅳ（22）连接；
所述驱动电路Ⅰ（13）还与震动电机Ⅰ（14）、发光二极管组灯Ⅰ（15）连接；
所述发光二极管组灯Ⅰ（15）由5个发光二极管灯组成且沿安装预警鞋电路模块（Ⅲ）的左脚或右脚鞋体的边缘安装分布；
所述加速度传感器电路模块Ⅰ（16）应用加速度传感器检测老人是否摔倒；
所述光强传感器电路模块Ⅰ（17）应用光强传感器检测安装预警鞋电路模块（Ⅲ）的左脚或右脚鞋体的周边环境光的强度；
所述超声波测距电路模块Ⅰ（18）应用超声波传感器检测安装预警鞋电路模块（Ⅲ）的左脚或右脚鞋体的前方是否有障碍物，检测障碍物的距离；
所述超声波测距电路模块Ⅱ（19）应用超声波传感器检测安装预警鞋电路模块（Ⅲ）的左脚或右脚鞋体的下方是否有坑洼，检测坑洼的深度；
所述复位与晶振电路模块Ⅱ（20）为预警鞋电路模块（Ⅲ）提供复位信号，为微处理器Ⅱ（12）提供时钟脉冲；
所述NRF24L01无线模块Ⅱ（21）通过无线通信还与便携式呼叫系统（Ⅱ）通信连接。
4.一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法，其特征在于：它是运用权利要求3所述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫系统来实现保护老人出行安全的防摔防撞预警和摔倒后呼叫报警的方法；
两个分别安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块（Ⅲ）用于智能检测老人行走时其前方是否有障碍物和左脚或右脚鞋体的下方是否有坑洼，判断老人是否摔倒；
每个预警鞋电路模块通过一个超声波测距电路模块Ⅱ（19）的超声波传感器检测预警鞋离地面的高度，能够自动检测设置老人在平路正常行走时预警鞋离地面最高的高度，将此设置为坑洼深度阀值，当检测到预警鞋离地面的高度大于坑洼深度阀值时，预警鞋电路模块的震动电机刺激脚掌有效的达到预警的目的；每个预警鞋电路模块还通过另一个超声波测距电路模块Ⅰ（18）检测老人行走前方是否有障碍物，如果有障碍物，预警鞋电路模块的震动电机刺激脚有效的警示老人前方有障碍物；
预警鞋电路模块（Ⅲ）采用加速度传感器电路模块Ⅰ（16）检测老人是否摔倒；当老人摔倒时，将摔倒信息发送给便携式呼叫系统（Ⅱ）；便携式呼叫系统（Ⅱ）接收到安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块（Ⅲ）发来的老人摔倒或未摔倒信息，自动按照设定的n个拟联系手机号码按顺序逐个向n个手机（Ⅰ）发送求救或安全信息，当需要求救时蜂鸣器报警；所述便携式呼叫系统（Ⅱ）还用于接收n个手机（Ⅰ）传输的应答信息。
5.根据权利要求4所述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法，其特征在于：采用安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块（Ⅲ）用于智能检测老人行走时其前方是否有障碍物和左脚或右脚鞋体的下方是否有坑洼；判断老人是否摔倒的方法中，所述微处理器Ⅱ（12）的主函数处理操作的具体步骤为：
s101：设置测坑洼深度阀值次数初值m=0，坑洼深度的阀值初值Line=10cm；
s102：配置NRF24L01无线模块Ⅱ（21）为发射模式；
s103：初始化定时器0，定时器1，定时器0定时32ms；定时器0、外部中断0和外部中断1中断允许，两个外部中断为边沿触发方式-；
s104：设置触发超声波测距电路模块标志：SDM_Flag=0；
s105：触发超声波测距电路模块Ⅱ（19）测坑洼深度；
s106：启动定时器0定时；
s107：读取加速度传感器电路模块Ⅰ（16）的加速度传感器的数据；
s108：对读取的加速度传感器的数据进行数据处理，获得Z方向的角度；
s109：判断Z方向角度是否大于45度，如果Z方向角度大于45度，则进入步骤s110，否则进入步骤s113；
s110：判断摔倒已处理标志Send_Flag是否等于0，如果Send_Flag=0，则进入步骤s111，否则进入步骤s116；
s111：控制NRF24L01无线模块Ⅱ（21）发送摔倒标志给便携式呼叫系统（Ⅱ）；
s112：设置摔倒已处理标志Send_Flag=1，进入步骤s116；
s113：判断摔倒已处理标志Send_Flag是否等于1，如果Send_Flag=1，则进入步骤s114，否则进入步骤s116；
s114：控制NRF24L01无线模块Ⅱ（21）发送未摔倒标志给便携式呼叫系统（Ⅱ）；
s115：设置摔倒已处理标志Send_Flag=0；
s116：读取光强传感器电路模块Ⅰ（17）的亮度数据；
s117：判断亮度数据是否低于阀值100，如果亮度数据低于阀值100，则进入步骤s119，否则进入步骤s118；
s118：关闭发光二极管组灯Ⅰ（15），进入步骤s120；
s119：开启发光二极管组灯Ⅰ（15）；
s120：判断是否按下按键Ⅳ（22），如果是，则进入步骤s121，否则返回步骤s107；
s121：设置测坑洼深度阀值次数m=100，返回步骤s107。
6.根据权利要求5所述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法，其特征在于：在s103步骤，允许定时器0定时32ms溢出中断：所述微处理器Ⅱ12响应定时器0定时溢出中断申请，分时触发超声波测距电路模块Ⅰ测障碍物距离和超声波测距电路模块Ⅱ测坑洼深度的定时器0中断服务函数处理操作的具体步骤为：
s201：设置微处理器Ⅱ（12）的定时器0的32ms定时参数；
s202：判断触发超声波测距电路模块标志SDM_Flag是否为0，如果SDM_Flag=0，则进入步骤s203，否则进入步骤s205；
s203：设置触发超声波测距电路模块标志SDM_Flag=1；
s204：触发左脚预警鞋电路模块（Ⅲ）的超声波测距电路模块Ⅱ（19）测坑洼深度，进入步骤s207；
s205：设置触发超声波测距电路模块标志SDM_Flag=0；
s206：触发左脚预警鞋电路模块（Ⅲ）的超声波测距电路模块I（18）测障碍物距离；
s207：启动定时器1定时，定时器0中断服务函数返回。
7.根据权利要求5所述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法，其特征在于：在上述s103步骤，外部中断0中断允许：所述微处理器Ⅱ12响应外部中断0的中断申请，测障碍物距离的外部中断0中断服务函数处理操作的具体步骤为：
s301：停止定时器0定时、停止定时器1定时；
s302：读取微处理器Ⅱ（12）的定时器1的实时定时时间，计算障碍物距离，障碍物距离=高电平时间*声速/2，声速数值为340m/s；
s303：判断障碍物距离是否小于50cm，如果障碍物距离<50cm，则进入步骤s304，否则进入步骤s307；
s304：控制驱动电路开启震动电机，刺激老人脚掌，到达预警的作用；
s305：软件延时300ms；
s306：控制驱动电路关震动电机；
s307：启动定时器0定时，定时器0中断服务函数返回。
8.根据权利要求5所述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法，其特征在于：在 上述s103步骤，允许外部中断1中断允许：所述微处理器Ⅱ（12）响应外部中断1的中断申请，定坑洼深度阀值和测坑洼深度的外部中断1中断服务函数处理操作的具体步骤为：
s401：停止定时器0定时、停止定时器1定时；
s402：读取微处理器Ⅱ（12）的定时器1的实时定时时间，计算坑洼的深度，坑洼深度=高电平时间*声速/2，声速数值为340m/s；
s403：判断坑洼深度是否大于10cm，如果坑洼深度大于10cm，则进入步骤s404，否则进入步骤s412；
s404：判断测坑洼深度阀值次数n是否大于或等于100，如果测坑洼深度阀值次数m>=100，则进入步骤s405，否则进入步骤s409；
s405：判断当前测的坑洼深度是否大于坑洼深度的阀值Line，如果当前测的坑洼深度大于坑洼的阀值Line，则进入步骤s406，否则进入步骤s412.
s406：控制驱动电路开启震动电机，刺激老人脚掌，到达预警的作用；
s407：软件延时300ms；
s408：控制驱动电路关震动电机，进入步骤s412；
s409：判断坑洼深度是否大于坑洼深度阀值Line，如果坑洼深度大于坑洼深度Line，则进入步骤s410，否则进入步骤s411；
s410：把本次测得坑洼深度值赋值给坑洼深度阀值Line；
s411：测坑洼深度阀值次数n加1；
s412：启动定时器0定时，外部中断1中断服务函数返回。
9.根据权利要求5所述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法，其特征在于：所述便携式呼叫系统（Ⅱ）中微处理器Ⅰ（1）的主函数处理操作的具体步骤为：
s501：SPI总线初始化、按键初始化，外部中断0和外部中断1中断允许，两个外部中断为边沿触发方式，通用异步收发传输器1、通用异步收发传输器2和定时器0初始化，异步收发传输器1、通用异步收发传输器2和定时器0中断允许，设置定时标志Timer0Flag=0；
s502：判断GPS解析标志和串口接收标志是否满足GPSParse=1、UartRev=0，如果满足GPSParse=1、UartRev=0则进入步骤s503，否则进入步骤s505；
s503：数据处理获得经纬度定位数据；
s504：把经纬度定位数据在液晶显示模块（5）的液晶显示器中予以显示，返回步骤s502；
s505：判断是否接入可插拔矩阵键盘（11），如果接入可插拔矩阵键盘（11），则进入步骤s506，否则进入步骤s508；
s506：判断是否有可插拔矩阵键盘（11）的按键按下，如果有按键按下，则进入步骤s507，否则进入步骤s508；
s507：执行可插拔矩阵键盘（11）的按键输入处理程序，设置手机号码，返回步骤s502；
s508：判断是否按下安全按键Ⅰ（7），如果按下安全按键Ⅰ（7），则进入步骤s509，否则进入步骤s510；
s509：控制GSM模块（4）发送安全信息短信给n个手机（Ⅰ），返回步骤s502；
s510：判断是否按下呼叫按键Ⅱ（8），如果按下呼叫按键Ⅱ（8），则进入步骤s511，否则进入步骤s512；
s511：控制GSM模块（4）发送老人定位数据和呼叫短信给n个手机（Ⅰ），返回步骤s502；
s512：判断是否按下关报警按键Ⅲ（9），如果按下关报警按键Ⅲ（9），则进入步骤s513，否则进入步骤s514；
s513：停止定时器0定时，设置定时器0停止定时标志Timer0Flag=0，停止蜂鸣器报警；
s514：判断是否收到安装在左脚或右脚鞋体的预警鞋电路模块（Ⅲ）发来的摔倒标志，如果收到，且为摔倒标志，则进入步骤s515，如果没有收到或收到且为未摔倒标志进入步骤s521；
s515：液晶显示模块（5）的液晶显示器中显示摔倒标志；
s516：启动定时器0定时5s和蜂鸣器报警；
s517：判断是否按下安全按键Ⅰ（7），如果按下安全按键Ⅰ（7），则进入步骤s518，否则进入步骤s519；
s518：停止定时器0定时，设置Timer0Flag=0，停止蜂鸣器报警，进入步骤s521；
s519：判断是否Timer0Flag=1，如果Timer0Flag=1，则进入步骤s520，否则返回步骤s517；
s520：控制GSM模块（4）发送老人定位数据和呼叫短信给n个手机（Ⅰ）；
s521：判断是否接收到n个手机（Ⅰ）发来的应答信息；如果接收到n个手机（Ⅰ）发来的应答信息，则进入步骤s522，否则返回步骤s502；
s522：液晶显示模块（5）的液晶显示器中显示 n个手机（Ⅰ）发来的应答信息，返回步骤s502；
所述微处理器Ⅰ（1）对意外事故呼叫处理操作的具体步骤中：Timer0Flag=1，表示定时器0定时满5s；Timer0Flag=0表示定时器0定时未满5s。
10.根据权利要求9所述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法，其特征在于：在上述s501步骤，UART1串行口中断允许：所述微处理器Ⅰ（1）的UART1串行口中断服务函数处理操作的具体步骤为：
s601：UART1串行口禁止中断；
s602：判断从GPS模块（3）是否连续接收到的数据为‘$’及GPSParse == 0，如果是，则进入步骤s603，否则回到步骤s602；
s603：设置UART1串行口接收标志UartRev == 1；
s604：从接收缓冲寄存器将读取数据存储在一个数组中；
s605：判断从GPS模块（3）是否接收到‘\n’，如果接收到‘\n’，则进入步骤s606，否则返回步骤s604；
s606：设置UartRev=0；
s607：设置GPS代码解析标志GPSParse=1；
s608：UART1串行口中断允许，UART1串行口中断服务函数返回。
11. 根据权利要求9所述的一种保护老人出行安全的预警和呼叫报警的方法，其特征在于：在上述s501步骤，定时器0中断允许：所述微处理器Ⅰ（1）的蜂鸣器报警定时器0中断服务函数操作的具体步骤为：
s701：停止定时器0定时；
s702：设置定时器0的50ms的定时参数；
s703：计数次数变量Count加1；
s704：判断计数次数变量Count是否大于100，如果Count大于100，则进入步骤s705，否则进入步骤s707；
s705：复位Count=0，设置定时器0标志Timer0Flag=1；
s706：停止定时器0定时，定时器0中断服务函数返回；
s707：再次启动定时器0定时，蜂鸣器报警定时器0中断服务函数返回。
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