CN106963059A - 一种智能避障拐杖 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能避障拐杖，包括拐杖本体，拐杖内部设有超声波模块、GPS定位模块、单片机模块、GSM通信模块、显示模块、报警模块、调试模块和电源模块；超声波模块，用于测量周围环境与拐杖之间的距离，GPS定位模块，定位当前所处地点的经度和纬度，单片机模块，接收距离信息定位信息，若测得的距离信息小于单片机预设值，则单片机模块发送定位信息给GSM通信模块、显示模块和报警模块；GSM通信模块，将当前定位信息通过短消息发送；显示模块，显示当前经度和纬度；报警模块，发出蜂鸣声报警。本发明不仅可以帮助老人可以避开行人或车辆等障碍物，还可以帮助老人将当前所处地点的位置发送给家属，方便家属联系，同时价格低廉，易于推广。

Description

一种智能避障拐杖
技术领域
本发明属于电子类领域，特别涉及一种智能避障拐杖。
背景技术
目前，中国已然步入老龄化社会，老人的安全性问题受到越来越多的关注。很多老人不喜欢被锁在家中，而喜欢在外行走，可是老人的眼神不好，容易被路边鲁莽的行人或车辆撞倒。虽然社会在进步，科学也在飞速的发展，但仍有大部分老人不会使用通信设备。如果撞倒的老人不能及时与家属取得联系，那将会发生更为悲惨的事故。因而，迫切需要一款智能避障拐杖，能够保护老人的安危。老人在外拄着拐杖散步时，当周围环境有行人或车辆靠近时，拐杖自动报警，提醒老人注意；同时，拐杖可以通过GSM把当前所在地点发送给家属，方便家属与老人间的取得联系。
发明内容
本发明针对现有不足，设计了一种智能避障拐杖，不仅可以帮助老人可以有效避障，还可以帮助老人与家属取得通信联系。本发明采用技术方案是：
一种智能避障拐杖，包括拐杖本体，拐杖内部设有超声波模块、GPS定位模块、单片机模块、GSM通信模块、显示模块、报警模块、调试模块和电源模块；超声波模块，用于测量周围环境与拐杖之间的距离，并且将该距离信息传递给单片机模块；GPS定位模块，定位当前所处地点的经度和纬度，并将该定位信息传送给单片机模块；单片机模块，接收超声波模块的距离信息和GPS定位模块的定位信息，若测得的距离信息小于单片机预设的下限值，则单片机模块发送定位信息给GSM通信模块、显示模块和报警模块；GSM通信模块，接收单片机模块定位信息，并将当前定位信息通过短消息发送；显示模块，接收单片机模块定位信息，显示当前经度和纬度；报警模块，接收单片机模块的信息，发出蜂鸣声报警；调试模块，调试GPS定位模块和GSM通信模块，使其正常工作；电源模块，为超声波模块、GPS定位模块、单片机模块、GSM通信模块、显示模块、报警模块和调试模块提供电源。
超声波模块为HC-SR04超声波模块，所述超声波模块端口的4号脚和1号脚分别接VCC和GND，2号脚和3号脚分别以ECHO和TRIG网络标号与单片机模块传送。
GPS定位模块为BLOX NEO-6M GPS模块，所述GPS定位模块端口的4号脚和1号脚分别接VCC和GND，2号脚和3号脚分别以TX(GPS)和RX(GPS)网络标号与单片机模块传送。
GSM通信模块为SIM900A模块，所述GSM通信模块端口的4号脚和1号脚分别接VCC和GND，2号脚和3号脚分别以TX(GSM)和RX(GSM)网络标号与单片机模块传送。
所述单片机模块包括STC12C5A60S2芯片，超声波模块ECHO和TRIG网络标号与STC12C5A60S2芯片的P1.6和P1.7端口相连，GSM通信模块以TX(GSM)和RX(GSM)的网络标号与STC12C5A60S2芯片的P1.3和P1.2端口相连，GPS定位模块以TX(GPS)和RX(GPS)的网络标号与STC12C5A60S2芯片的P3.1和P3.0端口相连，
STC12C5A60S2芯片的18号脚和19号脚之间并联12M晶振，同时18号脚和19号脚分别经20pF电容接地，9号脚与VCC之间并联开关和10uF电容，9号脚经10K电阻接地，STC12C5A60S2芯片的P1.5端口经开关接地，P2.1和P2.2端口均经LED和10K电阻接VCC，STC12C5A60S2芯片的P0.0至P0.7端口依次接1K排阻的2号脚至9号脚，1K排阻的1号脚接VCC，STC12C5A60S2芯片的20号脚接地，40号脚接VCC。
显示模块包括LCD12864,12864的1号脚接GND，2号脚接VCC，4、5、6号脚分别接单片机模块的P1.0、P1.1和P1.4口，7至14号脚分别接单片机模块的P0.0至P0.7口，15号脚接单片机模块的P2.7口，19号脚接VCC，20号脚接GND，1K可调电位器的两端分别接VCC和GND，所述1K电位器的中间抽头接12864的3号脚。
报警模块包括蜂鸣器和三极管9013，单片机模块的P3.2口信号经300欧电阻接入三极管9013的基级，9013的集电极经蜂鸣器接VCC，9013的发射级接地。
调试模块包括MAX232芯片和2个DB9公头，MAX232芯片的T1IN和R1OUT端口分别与单片机模块的P3.1和P3.0口相连，T1OUT和R1IN端口分别与DB9公头J1的2号与3号端口相连，MAX232芯片的T2IN和R2OUT端口分别与单片机模块的P1.3和P1.2口相连，T2OUT和R2IN端口分别与DB9公头J2的2号与3号端口相连，MAX232芯片的 C1+与C1-端口之间并联电容104，C2+与C2-端口之间并联电容104，VS+端口经104电容接VCC，VS-端口经104电容接地，VCC端口接VCC。
电源模块包括电池座、自锁开关和7805芯片，所述电池座内设有6节电池，电池座的2号脚经自锁开关接7805的DIN端口，电池座的1号脚接地，7805的DIN端口分别经两个104电容接地，7805的GND端口接地，7805的DOUT端口经1000uF电容接地，7805的DOUT端口依次经10K电阻与发光二极管接地，同时，7805的DOUT端口输出VCC电源。
本发明的有益效果：不仅可以帮助老人可以避开行人或车辆等障碍物，还可以帮助老人将当前所处地点的位置发送给家属，方便家属联系，同时价格低廉，易于推广。
附图说明
图1为本发明的方框图；
图2为本发明的超声波模块端口接线图；
图3为本发明的GPS定位模块的端口接线图；
图4为本发明的GSM通信模块的端口接线图；
图5为本发明的单片机模块电路图；
图6为本发明的显示模块电路图；
图7为本发明的报警模块电路图；
图8为本发明的调试模块电路图；
图9为本发明的电源模块电路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行具体介绍如下：
一种智能避障拐杖，包括拐杖本体，拐杖内部设有超声波模块、GPS定位模块、单片机模块、GSM通信模块、显示模块、报警模块、调试模块和电源模块；超声波模块，用于测量周围环境与拐杖之间的距离，并且将该距离信息传递给单片机模块；GPS定位模块，定位当前所处地点的经度和纬度，并将该定位信息传送给单片机模块；单片机模块，接收超声波模块的距离信息和GPS定位模块的定位信息，若测得的距离信息小于单片机预设的下限值，则单片机模块发送定位信息给GSM通信模块、显示模块和报警模块；GSM通信模块，接收单片机模块定位信息，并将当前定位信息通过短消息发送；显示模块，接收单片机模块定位信息，显示当前经度和纬度；报警模块，接收单片机模块的信息，发出蜂鸣声报警；调试模块，调试GPS定位模块和GSM通信模块，使其正常工作；电源模块，为超声波模块、GPS定位模块、单片机模块、GSM通信模块、显示模块、报警模块和调试模块提供电源。
超声波模块为HC-SR04超声波模块，所述超声波模块端口的4号脚和1号脚分别接VCC和GND，2号脚和3号脚分别以ECHO和TRIG网络标号与单片机模块传送，将超声波的距离信号送给单片机。
GPS定位模块为BLOX NEO-6M GPS模块，所述GPS定位模块端口的4号脚和1号脚分别接VCC和GND，2号脚和3号脚分别以TX(GPS)和RX(GPS)网络标号与单片机模块传送，将当前所处位置的GPS定位信息发给单片机。
GSM通信模块为SIM900A模块，所述GSM通信模块端口的4号脚和1号脚分别接VCC和GND，2号脚和3号脚分别以TX(GSM)和RX(GSM)网络标号与单片机模块传送，当收到单片机模块的指令，GSM通信模块将当前所处定位信息以短消息的形式发送给老人家属的手机，方便老人家属的找寻。
所述单片机模块包括STC12C5A60S2芯片，超声波模块ECHO和TRIG网络标号与STC12C5A60S2芯片的P1.6和P1.7端口相连，GSM通信模块以TX(GSM)和RX(GSM)的网络标号与STC12C5A60S2芯片的P1.3和P1.2端口相连，GPS定位模块以TX(GPS)和RX(GPS)的网络标号与STC12C5A60S2芯片的P3.1和P3.0端口相连，
STC12C5A60S2芯片的18号脚和19号脚之间并联12M晶振，同时18号脚和19号脚分别经20pF电容接地，9号脚与VCC之间并联开关和10uF电容，9号脚经10K电阻接地，STC12C5A60S2芯片的P1.5端口经开关接地，P2.1和P2.2端口均经LED和10K电阻接VCC，STC12C5A60S2芯片的P0.0至P0.7端口依次接1K排阻的2号脚至9号脚，1K排阻的1号脚接VCC，STC12C5A60S2芯片的20号脚接地，40号脚接VCC。单片机模块接收超声波模块的距离信息和GPS定位模块的定位信息，当超声波测得周围障碍物（如行人、车辆等）与老人的距离小于预设的下限值时，单片机发送指令给GSM通信模块，GSM模块发送短消息给家属；同时，单片机发送指令给显示模块和报警模块。
显示模块包括LCD12864,12864的1号脚接GND，2号脚接VCC，4、5、6号脚分别接单片机模块的P1.0、P1.1和P1.4口，7至14号脚分别接单片机模块的P0.0至P0.7口，15号脚接单片机模块的P2.7口，19号脚接VCC，20号脚接GND，1K可调电位器的两端分别接VCC和GND，所述1K电位器的中间抽头接12864的3号脚。当接收单片机的指令后，显示出当前所处定位信息。
报警模块包括蜂鸣器和三极管9013，单片机模块的P3.2口信号经300欧电阻接入三极管9013的基级，9013的集电极经蜂鸣器接VCC，9013的发射级接地。当接收单片机的指令后，发出报警声音，提醒老人注意。
调试模块包括MAX232芯片和2个DB9公头，MAX232芯片的T1IN和R1OUT端口分别与单片机模块的P3.1和P3.0口相连，T1OUT和R1IN端口分别与DB9公头J1的2号与3号端口相连，MAX232芯片的T2IN和R2OUT端口分别与单片机模块的P1.3和P1.2口相连，T2OUT和R2IN端口分别与DB9公头J2的2号与3号端口相连，MAX232芯片的 C1+与C1-端口之间并联电容104，C2+与C2-端口之间并联电容104，VS+端口经104电容接VCC，VS-端口经104电容接地，VCC端口接VCC。
电源模块包括电池座、自锁开关和7805芯片，所述电池座内设有6节电池，电池座的2号脚经自锁开关接7805的DIN端口，电池座的1号脚接地，7805的DIN端口分别经两个104电容接地，7805的GND端口接地，7805的DOUT端口经1000uF电容接地，7805的DOUT端口依次经10K电阻与发光二极管接地，同时，7805的DOUT端口输出VCC电源。
当老人拄着拐杖在外行走时，当周围的行人或者车辆与老人的距离小于预设的距离时，蜂鸣器报警，提醒老人注意，同时，单片机将GPS定位模块的定位信息通过GSM通信模块以短消息的形式发送给家属，家属通过手机短信可以清楚的知道老人身处何处，方便家属寻找老人。或者老人累了，不想走了，老人可以主动按下S2按键，单片机将GPS定位模块的定位地址通过GSM通信模块以短信的形式发送给家属，家属可以按照地址位置找寻老人。
以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能避障拐杖，包括拐杖本体，其特征在于拐杖内部设有超声波模块、GPS定位模块、单片机模块、GSM通信模块、显示模块、报警模块、调试模块和电源模块；
超声波模块，用于测量周围环境与拐杖之间的距离，并且将该距离信息传递给单片机模块；
GPS定位模块，定位当前所处地点的经度和纬度，并将该定位信息传送给单片机模块；
单片机模块，接收超声波模块的距离信息和GPS定位模块的定位信息，若测得的距离信息小于单片机预设的下限值，则单片机模块发送定位信息给GSM通信模块、显示模块和报警模块；
GSM通信模块，接收单片机模块定位信息，并将当前定位信息通过短消息发送；
显示模块，接收单片机模块定位信息，显示当前经度和纬度；
报警模块，接收单片机模块的信息，发出蜂鸣声报警；
调试模块，调试GPS定位模块和GSM通信模块，使其正常工作；
电源模块，为超声波模块、GPS定位模块、单片机模块、GSM通信模块、显示模块、报警模块和调试模块提供电源。
2.根据权利要求1所述的一种智能避障拐杖，其特征在于所述超声波模块为HC-SR04超声波模块，所述超声波模块端口的4号脚和1号脚分别接VCC和GND，2号脚和3号脚分别以ECHO和TRIG网络标号与单片机模块传送。
3.根据权利要求1所述的一种智能避障拐杖，其特征在于所述GPS定位模块为BLOXNEO-6M GPS模块，所述GPS定位模块端口的4号脚和1号脚分别接VCC和GND，2号脚和3号脚分别以TX(GPS)和RX(GPS)网络标号与单片机模块传送。
4.根据权利要求1所述的一种智能避障拐杖，其特征在于所述GSM通信模块为SIM900A模块，所述GSM通信模块端口的4号脚和1号脚分别接VCC和GND，2号脚和3号脚分别以TX(GSM)和RX(GSM)网络标号与单片机模块传送。
5.根据权利要求1所述的一种智能避障拐杖，其特征在于所述单片机模块包括STC12C5A60S2芯片，
超声波模块ECHO和TRIG网络标号与STC12C5A60S2芯片的P1.6和P1.7端口相连，
GSM通信模块以TX(GSM)和RX(GSM)的网络标号与STC12C5A60S2芯片的P1.3和P1.2端口相连，
GPS定位模块以TX(GPS)和RX(GPS)的网络标号与STC12C5A60S2芯片的P3.1和P3.0端口相连，
STC12C5A60S2芯片的18号脚和19号脚之间并联12M晶振，同时18号脚和19号脚分别经20pF电容接地，9号脚与VCC之间并联开关和10uF电容，9号脚经10K电阻接地，
STC12C5A60S2芯片的P1.5端口经开关接地，P2.1和P2.2端口均经LED和10K电阻接VCC，
STC12C5A60S2芯片的P0.0至P0.7端口依次接1K排阻的2号脚至9号脚，1K排阻的1号脚接VCC，
STC12C5A60S2芯片的20号脚接地，40号脚接VCC。
6.根据权利要求1所述的一种智能避障拐杖，其特征在于显示模块包括LCD12864,12864的1号脚接GND，2号脚接VCC，4、5、6号脚分别接单片机模块的P1.0、P1.1和P1.4口，7至14号脚分别接单片机模块的P0.0至P0.7口，15号脚接单片机模块的P2.7口，19号脚接VCC，20号脚接GND，1K可调电位器的两端分别接VCC和GND，所述1K电位器的中间抽头接12864的3号脚。
7.根据权利要求1所述的一种智能避障拐杖，其特征在于报警模块包括蜂鸣器和三极管9013，单片机模块的P3.2口信号经300欧电阻接入三极管9013的基级，9013的集电极经蜂鸣器接VCC，9013的发射级接地。
8.根据权利要求1所述的一种智能避障拐杖，其特征在于调试模块包括MAX232芯片和2个DB9公头，
MAX232芯片的T1IN和R1OUT端口分别与单片机模块的P3.1和P3.0口相连，T1OUT和R1IN端口分别与DB9公头J1的2号与3号端口相连，
MAX232芯片的T2IN和R2OUT端口分别与单片机模块的P1.3和P1.2口相连，T2OUT和R2IN端口分别与DB9公头J2的2号与3号端口相连，
MAX232芯片的 C1+与C1-端口之间并联电容104，C2+与C2-端口之间并联电容104，VS+端口经104电容接VCC，VS-端口经104电容接地，VCC端口接VCC。
9.根据权利要求1所述的一种智能避障拐杖，其特征在于所述电源模块包括电池座、自锁开关和7805芯片，所述电池座内设有6节电池，
电池座的2号脚经自锁开关接7805的DIN端口，电池座的1号脚接地，7805的DIN端口分别经两个104电容接地，7805的GND端口接地，7805的DOUT端口经1000uF电容接地，7805的DOUT端口依次经10K电阻与发光二极管接地，同时，7805的DOUT端口输出VCC电源。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170721

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