CN109064711A - 一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置 - Google Patents

一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，属于智能穿戴领域。本发明包括护肩本体、云端服务器、管理者和家属的移动终端，护肩本体上设有插扣式连接带、充电及数据通信接口、蓄电池囊、语音喇叭口、内藏式电路板仓、GPS及GPRS隐藏式引出天线、功能按钮，内藏式电路板仓内的通讯模块通过云端服务器与管理者和家属的移动终端连接。本发明的智能护肩可广泛应用于医院、养老院、小区等弱势群体密集的地方，实现对包括老年人、伤残人士、孕期妇女等弱势群体的实时监护。该装置具有出离安全区域预警、报警功能；手动一键报警功能；语音提醒、语音求助报警功能等。

Description

一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置
技术领域
本发明涉及一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，属于智能穿戴领域。
背景技术
随着我国文明社会发展程度的不断提高，弱势群体安全问题越来越成为人们关心和关注的社会问题之一。由于青壮劳动力长期在外务工，弱势群体常常留守家中或看护中心，看护力度不够，致使弱势群体人口失踪、疾病突发等问题时常发生。一方面，据CCTV统计，中国每年有800万人口失踪，其中，除了孩童走失、妇女拐卖之外，失踪原因最多的就是老年痴呆或精神障碍者迷路走失。另一方面，根据世卫组织报告，全球每年因冠心病和脑卒中死亡的人数为1750万，根据医学常识，此类疾病突发后的3到4.5小时是治疗黄金期，一旦错过黄金期，死亡率或致残率将陡升。由于可供看护的人力资源匮乏，致使以上问题造成的人员失踪、死亡人数逐年递增。另外，随着我国老龄化程度的不断上升，患有精神疾病、心脑血管疾病的老年人越来越成为此类社会问题的痛点所在。现有穿戴设备趋于微小型和功能性，弱化了设备的待机时间和实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，本装置作为智能穿戴设备，主要应用于需要实时看护的特殊人群，特别是患有精神疾病、心脑血管疾病等意识模糊或突发性疾病强的中老年人。本发明装置简单易用，自动化程度高，人机交互少，全装置只有一个按键，简单易学，特别适合中老年、老年用户使用；本发明装置采用LoRa通信和GPRS通信两种通信方式，以LoRa通信为主，支持LoRaWAN通信协议，在LoRa信号弱区或无信号区可自动识别切换至GPRS通信信号，能够在保证数据稳定前提下实现最大节能，提高待机时常；本发明装置以星型网络部署，可广泛应用于医院、养老院、小区等弱势群体密集的地方，实现对包括老年人、伤残人士、孕期妇女等弱势群体的实时监护。该装置具有出离安全区域预警、报警功能；手动一键报警功能；语音提醒、语音求助报警功能等。
本发明采用的技术方案是：一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，包括护肩本体、云端服务器、管理者和家属的移动终端；
护肩本体上设有插扣式连接带1-1、充电及数据通信接口1-2、蓄电池囊1-3、语音喇叭口1-4、内藏式电路板仓1-5、GPS及GPRS隐藏式引出天线1-6、功能按钮1-7；
内藏式电路板仓1-5内部放置控制模块电路，控制模块包括：充电及降压稳压模块2-1、STM32单片机模块2-2、定位模块2-3、通信模块2-4、语音报警模块2-5、主动报警模块2-6；充电及降压稳压模块2-1分别与STM32单片机模块2-2、GPS定位模块2-3、通信模块2-4、语音报警模块2-5、主动报警模块2-6连接，STM32单片机模块2-2同时分别与定位模块2-3、通信模块2-4、语音报警模块2-5、主动报警模块2-6连接；通信模块2-4包括LoRa通信模块和GPRS通信模块；
GPS定位模块2-3和GPRS通信模块的天线接口将天线捆束引出后，与GPS及GPRS隐藏式引出天线1-6连接；功能按钮1-7包含在主动报警模块2-6中且与STM32单片机模块2-2连接，通信模块2-4通过云端服务器与管理者和家属的移动终端连接。
具体地，所述的插扣式连接带1-1连接在护肩本体两端的断口处，松紧可调；蓄电池囊1-3和内藏式电路板仓1-5固定于护肩本体的左胸口位置，充电及数据通信接口1-2固定在内藏式电路板仓1-5上，并露出接口于护肩本体外侧，语音喇叭口1-4为内藏式电路板仓1-5表面上的钻孔，为内部的语音报警模块2-5提供语音信息出口；
所述充电及数据通信接口1-2是USB接口，可以通过USB线为用电模块充电，也可以通过USB线连接PC机，通过串口向语音报警模块2-5下载定制的语音报警信息；
所述蓄电池囊1-3是用于放置蓄电池，蓄电池使用3.7V锂电池；
所述的语音报警模块2-5可发出三种报警语音：出离安全区域预警：注意安全，请不要离开安全区域；出离安全区域报警：注意安全，请不要离开安全区域；主动报警：我是病人xxx，请求您的帮助，家人电话：139xxxxxxxx”。
具体地，所述充电及降压稳压模块2-1采用多路降压稳压控制方式，STM32单片机模块2-2采用ARM公司设计的Cortex-M3内核，GPS定位模块2-3使用UBLOX公司生产的NEO-6M芯片，通信模块2-4包括LoRa通信和GPRS通信两种通信方式，LoRa通信作为主要的通信方式，工作在以LoRa基站3-6为中心3km半径范围内；当LoRa通信模块搜索不到LoRa基站3-6的信号时，自动切换为GPRS通信方式，通过电信运营商的基站进行信号转发，语音报警模块2-5的语音信息为MP3格式。
具体地，所述STM32单片机模块2-2的电路包括STM32F103单片机芯片U5、程序下载端口J3、单片机启动模式选择端口J4、肖特基二极管D4、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、备用纽扣电池BT1、晶振Y1、晶振Y2、开关S1，电路连接方式如下：STM32F103单片机芯片U5的1号端口接备用纽扣电池BT1的正极端，备用纽扣电池BT1的负极端接地；STM32F103单片机芯片U5的1号端口同时接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接肖特基二极管D4的负极端，肖特基二极管D4的正极端接3V3_Core电源正极，STM32F103单片机芯片U5的3号端口同时接电容C21的一端、晶振Y1的一端；STM32F103单片机芯片U5的4号端口同时接电容C22的一端、晶振Y1的另一端；电容C21的另一端和电容C22的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的5号端口同时接电容C23的一端、晶振Y2的一端、电阻R13的一端；STM32F103单片机芯片U5的6号端口同时接电容C24的一端、晶振Y2的另一端、电阻R11的另一端；电容C23的另一端和电容C24的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的7号端口同时接电阻R14的一端、开关S1的一端、电容C25的一端；电阻R14的另一端接3V3_Core电源正极，开关S1的另一端和电阻C25的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的8号端口、23号端口、35号端口、47号端口接地；STM32F103单片机芯片U5的9号端口、24号端口、36号端口、48号端口接3V3_Core电源正极，STM32F103单片机芯片U5的20号端口接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接单片机启动模式选择端口J4的4号端口，STM32F103单片机芯片U5的34号端口接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接程序下载端口J3的3号端口；STM32F103单片机芯片U5的37号端口接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接程序下载端口J3的2号端口，
STM32F103单片机芯片U5的44号端口接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接单片机启动模式选择端口J4的3号端口，程序下载端口J3的1号端口接3V3_Core电源正极，程序下载端口J3的4号端口接地，单片机启动模式选择端口J4的1号端口和2号端口接3V3_Core电源正极，单片机启动模式选择端口J4的5号端口和6号端口接地。
具体地，所述充电及降压稳压模块2-1的电路包括TP4056芯片U1、TPS7333芯片U2、RT9193-33芯片U3、MP1482芯片U4、USB充电接口J1、锂电池接线端子J2、肖特基二极管D1、发光二极管D2、发光二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、极性电容C4、极性电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、极性电容C9、极性电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、极性电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、极性电容C20、电感L1、磁珠FB1，电路连接方式如下：USB充电接口J1的1号端口连接肖特基二极管D1的正极一端，二极管D1的负极一端接5V正极，USB充电接口J1的4号端口、5号端口同时接地；电容C1的一端接5V正极，电容C1的另一端接地，TP4056芯片U1的1号端口、3号端口同时接地；TP4056芯片U1的2号端口接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地；TP4056芯片U1的4号端口、8号端口接5V正极；TP4056芯片U1的5号端口接电容C2的一端，电容C2的另一端接地；TP4056芯片U1的6号端口接发光二极管D3的负极一端，发光二极管D3的正极端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接5V正极；TP4056芯片U1的7号端口接发光二极管D2的负极一端，发光二极管D2的正极端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接5V正极，锂电池接线端子J2的1号端口接地，锂电池接线端子J2的2号端口接TP4056芯片U1的5号端口，TPS7333芯片U2的1号端口、2号端口同时接锂电池接线端子J2的1号端口；TPS7333芯片U2的3号端口、4号端口同时接锂电池接线端子J2的2号端口；TPS7333芯片U2的5号端口、6号端口、7号端口接3V3_Core正极；TPS7333芯片U2的8号端口悬空；电容C3的一端接锂电池接线端子J2的1号端口，电容C3另一端接锂电池接线端子J2的2号端口；极性电容C4的正极端接锂电池接线端子J2的2号端口，极性电容C4的负极端接锂电池接线端子J2的1号端口；极性电容C5的正极端接3V3_Core正极，极性电容C5的负极端接地；电容C6的一段接3V3_Core正极，电容C6的另一端接地，RT9193-33芯片U3的1号端口、3号端口同时接锂电池接线端子J2的2号端口；RT9193-33芯片U3的2号端口接锂电池接线端子J2的1号端口；RT9193-33芯片U3的4号端口接电容C7的一段，电容C7的另一端接地；RT9193-33芯片U3的5号端口接3V3正极；电容C8的一端接3V3正极，电容C8的另一端接地；极性电容C9的正极端接3V3正极，极性电容C9的负极端接地，MP1482芯片U4的1号端口接电容C3的一端，电容C3的另一端和MP1482芯片U4的3号端口同时接电感L1的一端，电感L1的另一端接VCC_GPRS正极；MP1482芯片U4的2号端口锂电池接线端子J2的2号端口；MP1482芯片U4的4号端口接地；MP1482芯片U4的5号端口接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接VCC_GPRS正极；MP1482芯片U4的6号端口接电容C12的一端，电容C12的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地；MP1482芯片U4的7号端口接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接STM32单片机U5的29号端口；MP1482芯片U4的8号端口接锂电池接线端子J2的1号端口；电阻R7的一端接MP1482芯片U4的5号端口，电阻R7的另一端接地；极性电容C10的正极端接VCC_GPRS正极，极性电容C10的负极端接地；电容C11的一端接VCC_GPRS，电容C11的另一端接地，电容C13的一端、电容C14的一端、电容C15的一端、极性电容C16的正极端、磁珠FB1的一端并联接3V3_Core正极，电容C13的另一端、电容C14的另一端、电容C15的另一端、极性电容C16的负极端、电阻R8的一端并联接地；电容C17的一端、电容C18的一端、电容C19的一端、极性电容C20的正极端、磁珠FB1的另一端并联接VDDA模拟电路正极，电容C17的另一端、电容C18的另一端、电容C19的另一端、极性电容C20的负极端、电阻R8的另一端并联接地VSSA模拟电路负极。
具体地，所述GPS定位模块2-3的电路包括：NEO-6模块U6、24C32存储芯片U7、GPS信号SMA天线接口J5、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、发光二极管D5、肖特基二极管D6、电容C26、电容C27、备用纽扣电池BT2，电路连接方式如下：NEO-6模块U6的3号端口接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接发光二极管D5的负极端，发光二极管D5的正极端接3V3电源正极，NEO-6模块U6的7号端口、10号端口、12号端口、13号端口接地，NEO-6模块U6的8号端口、9号端口同时接电阻R19的一端，电阻R19的另一端同时接NEO-6模块U6的11号端口、GPS信号SMA天线接口J5的1号端口，GPS信号SMA天线接口J5的2号端口接地，NEO-6模块U6的20号端口接电阻R18的一端，电阻R18的另一端接STM32F103单片机芯片U5的31号端口；NEO-6模块U6的21号端口接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接STM32F103单片机芯片U5的30号端口，NEO-6模块U6的22号端口同时接备用纽扣电池BT2的正极端、肖特基二极管D6的负极端，备用纽扣电池BT2的负极端接地，肖特基二极管D6的正极端同时接3V3电源正极、电容C26的一端，电容C26的另一端接地，NEO-6模块U6的22号端口接地，24C32存储芯片U7的1号端口、2号端口、3号端口、4号端口、7号端口接地；24C32存储芯片U7的5号端口接NEO-6模块U6的18号端口，24C32存储芯片U7的6号端口接NEO-6模块U6的19号端口，24C32存储芯片U7的8号端口同时接3V3电源正极、电容C27的一端，电容C27的另一端接地。
具体地，所述通信模块2-4中LoRa模块的电路包括：ZM433SX-M射频无线模块U8、LoRa信号SMA天线接口J6、电容C28、电容C29、电容C30、电感L2，电路连接方式如下：ZM433SX-M射频无线模块U8的1号端口、2号端口、3号端口、4号端口、11号端口、12号端口、19号端口、20号端口、22号端口接地，ZM433SX-M射频无线模块U8的13号端口同时接电容C30的一端、电感L2的一端；电容C30的另一端接地，电感L2的另一端接3V3电源正极，ZM433SX-M射频无线模块U8的14号端口接STM32F103单片机芯片U5的15号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的15号端口接STM32F103单片机芯片U5的16号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的16号端口接STM32F103单片机芯片U5的17号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的17号端口接STM32F103单片机芯片U5的14号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的18号端口接STM32F103单片机芯片U5的18号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的21号端口接电容C28的一端，电容C28的另一端同时接电容C29的一端、LoRa信号SMA天线接口J6的1号端口，电容C29的另一端接地；LoRa信号SMA天线接口J6的2号端口接地；
所述通信模块2-4中GPRS通信模块的电路包括：SMF05C芯片U9、SIM800A芯片U10、SIM卡托J7、GPRS信号SMA天线接口J8、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、发光二极管D7、NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2，电路连接方式如下：SIM800A芯片U10的2号端口、17号端口、18号端口、29号端口、39号端口、45号端口、46号端口、54号端口、58号端口、59号端口、61号端口、62号端口、64号端口、65号端口同时接地；SIM800A芯片U10的55号端口、56号端口、57号端口同时接VCC_GPRS电源正极，SIM800A芯片U10的1号端口接NPN型三极管Q2的集电极，NPN型三极管Q3的基极同时接电阻R25的一端、电阻R26的一端，电阻R25的另一端接VCC_GPRS电源正极，电阻R26的另一端接地，NPN型三极管Q2的发射极接地，SIM800A芯片U10的52号端口接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接NPN型三极管Q1的基极，NPN型三极管Q1的集电极接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接发光二极管D7的负极端，二极管D7的正极端接VCC_GPRS电源正极，NPN型三极管Q1的发射极接地，SIM800A芯片U10的10号端口接STM32F103单片机芯片U5的30号端口，SIM800A芯片U10的9号端口接STM32F103单片机芯片U5的31号端口，GPRS信号SMA天线接口J8的1号端口接SIM800A芯片U10的60号端口，GPRS信号SMA天线接口J8的2号端口接地，SMF05C芯片U9的1号端口接SIM800A芯片U10的32号端口；SMF05C芯片U9的2号端口接地；SMF05C芯片U9的3号端口接SIM800A芯片U10的33号端口；SMF05C芯片U9的4号端口接SIM800A芯片U10的31号端口；SMF05C芯片U9的6号端口同时接电阻R21的一端、SIM800A芯片U10的30号端口，电阻R21的另一端接SIM800A芯片U10的31号端口，SIM卡托J7的1号端口接SIM800A芯片U10的30号端口；SIM卡托J7的2号端口接SIM800A芯片U10的33号端口；SIM卡托J7的3号端口接SIM800A芯片U10的32号端口；SIM卡托J7的4号端口接电阻R20的一端，电阻R20的另一端接地；SIM卡托J7的6号端口接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接SIM800A芯片U10的31号端口。
具体地，所述语音报警模块2-5的电路包括：8002A功放芯片U11、JQ8900语音模块U12、A25Q32存储器芯片U13、喇叭M1、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、发光二极管D8，电路连接方式如下：8002A功放芯片U11的1号端口、7号端口同时接地；8002A功放芯片U11的2号端口、3号端口同时接电容C31的一端，电容C31的另一端接地；8002A功放芯片U11的4号端口接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接电容C32的一端，电容C32的另一端同时接电容C33的一端、电容C34的一端，电容C33的另一端接JQ8900语音模块U12的1号端口，电容C34的另一端接JQ8900语音模块U12的2号端口；8002A功放芯片U11的5号端口同时接电阻R22的一端、喇叭M1的负极端，电阻R22的另一端同时接电阻R21的一端、8002A功放芯片U11的4号端口；8002A功放芯片U11的6号端口接5V电源正极；8002A功放芯片U11的8号端口接喇叭M1的正极端，JQ8900语音模块U12的3号端口同时接3V3_JQ电源正极、电容C37的一端，电容C37的另一端接地；JQ8900语音模块U12的4号端口同时接5V电源正极、电容C38的一端，电容C38的另一端接地；JQ8900语音模块U12的5号端口接地；JQ8900语音模块U12的6号端口接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接STM32F103单片机芯片U5的22号端口；JQ8900语音模块U12的7号端口接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接STM32F103单片机芯片U5的21号端口；JQ8900语音模块U12的10号端口接STM32F103单片机芯片U5的25号端口；JQ8900语音模块U12的11号端口接电阻R25的一端，电阻R25的另一端接发光二极管D8的正极端，发光二极管D8的负极端接地；JQ8900语音模块U12的12号端口接A25Q32存储器芯片U13的1号端口；JQ8900语音模块U12的13号端口同时接A25Q32存储器芯片U13的5号端口、电阻R26的一端，电阻R26的另一端接A25Q32存储器芯片U13的2号端口；JQ8900语音模块U12的14号端口接A25Q32存储器芯片U13的6号端口；JQ8900语音模块U12的20号端口接USB充电接口J1的2号端口，JQ8900语音模块U12的21号端口接USB充电接口J1的3号端口；JQ8900语音模块U12的22号端口接电容C36的一端，电容C36的另一端接VSSA电源正极；JQ8900语音模块U12的23号端口接电容C35的一端，电容C35的另一端接VSSA电源正极；JQ8900语音模块U12的24号端口接VSSA电源正极，A25Q32存储器芯片U13的3号端口、8号端口同时接3V3_JQ电源正极；A25Q32存储器芯片U13的4号端口、7号端口同时接地；电容C39的一端接3V3_JQ电源正极，电容C39的另一端接地。
具体地，所述主动报警模块2-6的电路包括：电阻R27、电容C40，电路连接方式如下：电阻R27的一端接3V3_Core电源正极，电阻R27的另一端接STM32F103单片机芯片U5的28号端口；功能按钮1-7的一端、电容C40的一端同时接地，功能按钮1-7的另一端、电容C40的另一端同时接STM32F103单片机芯片U5的28号端口。
具体地，通过按下功能按钮1-7的方式不同，可以实现远程报警、增加音量、降低音量功能，连摁两次以上为主动报警功能，触发报警语音，并远程无线发送报警和位置信息；连续长摁实现音量增、减，依靠STM32F103单片机芯片U5程序编程中变量记录功能，可实现：首次长摁实现音量增加，松开按钮后再次长摁实现音量减少，松开后再次长摁实现音量增加，循环往复。
本发明的有益效果是：本发明提供了一个可靠、舒适、待机时间超长的穿戴设备，解决弱势群体，特别是中老年弱势群体的看护难的问题。保证弱势群体被看护的实时性，并提升出现安全问题时的现场呼救和远程呼救能力。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明内藏式电路板仓内部电路示意框图；
图3是本发明的系统架构图；
图4是本发明的充电及降压稳压模块电路连接图；
图5是本发明的STM32单片机模块电路连接图；
图6是本发明的GPS定位模块电路连接图；
图7是本发明的LoRa通信模块电路连接图；
图8是本发明的GPRS通信模块电路连接图；
图9是本发明的语音报警模块电路连接图；
图10是本发明的功能按键模块电路连接图。
图中各标号为：1-1-插扣式连接带、1-2-充电及数据通信接口、1-3-蓄电池囊、1-4-语音喇叭口、1-5-内藏式电路板仓、1-6-GPS及GPRS隐藏式引出天线、1-7-功能按钮、2-1-充电及降压稳压模块、2-2-STM32单片机模块、2-3-GPS定位模块、2-4-通信模块、2-5-语音报警模块、2-6-主动报警模块、3-1-指定的安全区域、3-2-LoRa基站信号边界、3-3-GPRS信号、3-4-出离安全区域预警信号、3-5危急情况信号、3-6-LoRa基站、出离安全区域报警信号3-7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释发明，并不限定本发明。
实施例1：如图1-10所示，一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，包括护肩本体、云端服务器、管理者和家属的移动终端；
护肩本体上设有插扣式连接带1-1、充电及数据通信接口1-2、蓄电池囊1-3、语音喇叭口1-4、内藏式电路板仓1-5、GPS及GPRS隐藏式引出天线1-6、功能按钮1-7；
内藏式电路板仓1-5内部放置的是该智能护肩的控制模块，是该智能护肩实现的核心部分，控制模块包括：充电及降压稳压模块2-1、STM32单片机模块2-2、定位模块2-3、通信模块2-4、语音报警模块2-5、主动报警模块2-6；充电及降压稳压模块2-1分别与STM32单片机模块2-2、GPS定位模块2-3、通信模块2-4、语音报警模块2-5、主动报警模块2-6连接，STM32单片机模块2-2同时分别与定位模块2-3、通信模块2-4、语音报警模块2-5、主动报警模块2-6连接；通信模块2-4包括LoRa通信模块和GPRS通信模块；
GPS定位模块2-3和GPRS通信模块的天线接口将天线捆束引出后，与GPS及GPRS隐藏式引出天线1-6连接，GPS及GPRS隐藏式引出天线1-6是GPS定位模块2-3和GPRS通信模块的外接天线，引出后将增加信号接受能力；功能按钮1-7包含在主动报警模块2-6中(如图10所示)且与STM32单片机模块2-2连接，通信模块2-4通过云端服务器与管理者和家属的移动终端连接。
管理者根据经纬度划定一块指定的安全区域3-1，安全区域3-1的经纬度信息存储在云端服务器，GPS定位模块2-3将护肩本体的定位信息发送给STM32单片机模块2-2，STM32单片机模块2-2通过通信模块2-4将GPS定位模块2-3检测到的定位信息实时上传至云端服务器。
进一步地，所述的插扣式连接带1-1是穿戴该智能护肩的连接扣，连接在护肩本体两端的断口处，松紧可调；蓄电池囊1-3和内藏式电路板仓1-5固定于护肩本体的左胸口位置，充电及数据通信接口1-2固定在内藏式电路板仓1-5上，并露出接口于护肩本体外侧，语音喇叭口1-4为内藏式电路板仓1-5表面上的钻孔，为内部的语音报警模块2-5提供语音信息出口；
所述充电及数据通信接口1-2是USB接口，可以通过USB线为用电模块充电，也可以通过USB线连接PC机，通过串口向语音报警模块2-5下载定制的语音报警信息；
所述蓄电池囊1-3是用于放置蓄电池，蓄电池使用3.7V锂电池，容量可以根据需求用户自行更换，可选200mAh、600mAh、800mAh、1000mAh等规格，建议使用600mAh及以上的容量蓄电池，以保证装置供电；
所述的语音报警模块2-5可发出三种报警语音：出离安全区域预警：注意安全，请不要离开安全区域；出离安全区域报警：注意安全，请不要离开安全区域；主动报警：我是病人xxx，请求您的帮助，家人电话：139xxxxxxxx”。
进一步地，所述充电及降压稳压模块2-1采用多路降压稳压控制方式，STM32单片机模块2-2采用ARM公司设计的Cortex-M3内核，GPS定位模块2-3使用UBLOX公司生产的NEO-6M芯片，通信模块2-4包括LoRa通信和GPRS通信两种通信方式，LoRa通信作为主要的通信方式，工作在以LoRa基站3-6为中心3km半径范围内；当LoRa通信模块搜索不到LoRa基站3-6的信号时，自动切换为GPRS通信方式，通过电信运营商的基站进行信号转发，语音报警模块2-5的语音信息为MP3格式。
进一步地，所述充电及降压稳压模块2-1电路图如图4所示，包括TP4056芯片U1、TPS7333芯片U2、RT9193-33芯片U3、MP1482芯片U4、USB充电接口J1、锂电池接线端子J2、肖特基二极管D1、发光二极管D2、发光二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、极性电容C4、极性电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、极性电容C9、极性电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、极性电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、极性电容C20、电感L1、磁珠FB1。电路连接方式如下：USB充电接口J1的1号端口连接肖特基二极管D1的正极一端，二极管D1的负极一端接5V正极，USB充电接口J1的4号端口、5号端口同时接地；电容C1的一端接5V正极，电容C1的另一端接地。TP4056芯片U1的1号端口、3号端口同时接地；TP4056芯片U1的2号端口接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地；TP4056芯片U1的4号端口、8号端口接5V正极；TP4056芯片U1的5号端口接电容C2的一端，电容C2的另一端接地；TP4056芯片U1的6号端口接发光二极管D3的负极一端，发光二极管D3的正极端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接5V正极；TP4056芯片U1的7号端口接发光二极管D2的负极一端，发光二极管D2的正极端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接5V正极。锂电池接线端子J2的1号端口接地，锂电池接线端子J2的2号端口接TP4056芯片U1的5号端口。TPS7333芯片U2的1号端口、2号端口同时接锂电池接线端子J2的1号端口；TPS7333芯片U2的3号端口、4号端口同时接锂电池接线端子J2的2号端口；TPS7333芯片U2的5号端口、6号端口、7号端口接3V3_Core正极；TPS7333芯片U2的8号端口悬空；电容C3的一端接锂电池接线端子J2的1号端口，电容C3另一端接锂电池接线端子J2的2号端口；极性电容C4的正极端接锂电池接线端子J2的2号端口，极性电容C4的负极端接锂电池接线端子J2的1号端口；极性电容C5的正极端接3V3_Core正极，极性电容C5的负极端接地；电容C6的一段接3V3_Core正极，电容C6的另一端接地。RT9193-33芯片U3的1号端口、3号端口同时接锂电池接线端子J2的2号端口；RT9193-33芯片U3的2号端口接锂电池接线端子J2的1号端口；RT9193-33芯片U3的4号端口接电容C7的一段，电容C7的另一端接地；RT9193-33芯片U3的5号端口接3V3正极；电容C8的一端接3V3正极，电容C8的另一端接地；极性电容C9的正极端接3V3正极，极性电容C9的负极端接地。MP1482芯片U4的1号端口接电容C3的一端，电容C3的另一端和MP1482芯片U4的3号端口同时接电感L1的一端，电感L1的另一端接VCC_GPRS正极；MP1482芯片U4的2号端口锂电池接线端子J2的2号端口；MP1482芯片U4的4号端口接地；MP1482芯片U4的5号端口接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接VCC_GPRS正极；MP1482芯片U4的6号端口接电容C12的一端，电容C12的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地；MP1482芯片U4的7号端口接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接STM32单片机U5的29号端口；MP1482芯片U4的8号端口接锂电池接线端子J2的1号端口；电阻R7的一端接MP1482芯片U4的5号端口，电阻R7的另一端接地；极性电容C10的正极端接VCC_GPRS正极，极性电容C10的负极端接地；电容C11的一端接VCC_GPRS，电容C11的另一端接地。电容C13的一端、电容C14的一端、电容C15的一端、极性电容C16的正极端、磁珠FB1的一端并联接3V3_Core正极，电容C13的另一端、电容C14的另一端、电容C15的另一端、极性电容C16的负极端、电阻R8的一端并联接地；电容C17的一端、电容C18的一端、电容C19的一端、极性电容C20的正极端、磁珠FB1的另一端并联接VDDA模拟电路正极，电容C17的另一端、电容C18的另一端、电容C19的另一端、极性电容C20的负极端、电阻R8的另一端并联接地VSSA模拟电路负极；
进一步地，所述STM32单片机模块2-2电路图如图5所示，包括STM32F103单片机芯片U5、程序下载端口J3、单片机启动模式选择端口J4、肖特基二极管D4、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、备用纽扣电池BT1、晶振Y1、晶振Y2、开关S1。电路连接方式如下：STM32F103单片机芯片U5的1号端口接备用纽扣电池BT1的正极端，备用纽扣电池BT1的负极端接地；STM32F103单片机芯片U5的1号端口同时接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接肖特基二极管D4的负极端，肖特基二极管D4的正极端接3V3_Core电源正极。STM32F103单片机芯片U5的3号端口同时接电容C21的一端、晶振Y1的一端；STM32F103单片机芯片U5的4号端口同时接电容C22的一端、晶振Y1的另一端；电容C21的另一端和电容C22的另一端同时接地。STM32F103单片机芯片U5的5号端口同时接电容C23的一端、晶振Y2的一端、电阻R13的一端；STM32F103单片机芯片U5的6号端口同时接电容C24的一端、晶振Y2的另一端、电阻R11的另一端；电容C23的另一端和电容C24的另一端同时接地。STM32F103单片机芯片U5的7号端口同时接电阻R14的一端、开关S1的一端、电容C25的一端；电阻R14的另一端接3V3_Core电源正极，开关S1的另一端和电阻C25的另一端同时接地。STM32F103单片机芯片U5的8号端口、23号端口、35号端口、47号端口接地；STM32F103单片机芯片U5的9号端口、24号端口、36号端口、48号端口接3V3_Core电源正极。STM32F103单片机芯片U5的20号端口接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接单片机启动模式选择端口J4的4号端口。STM32F103单片机芯片U5的34号端口接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接程序下载端口J3的3号端口；STM32F103单片机芯片U5的37号端口接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接程序下载端口J3的2号端口。STM32F103单片机芯片U5的44号端口接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接单片机启动模式选择端口J4的3号端口。程序下载端口J3的1号端口接3V3_Core电源正极，程序下载端口J3的4号端口接地。单片机启动模式选择端口J4的1号端口和2号端口接3V3_Core电源正极，单片机启动模式选择端口J4的5号端口和6号端口接地。
进一步地，所述GPS定位模块2-3电路图如图6所示，包括：NEO-6模块U6、24C32存储芯片U7、GPS信号SMA天线接口J5、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、发光二极管D5、肖特基二极管D6、电容C26、电容C27、备用纽扣电池BT2。电路连接方式如下：NEO-6模块U6的3号端口接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接发光二极管D5的负极端，发光二极管D5的正极端接3V3电源正极。NEO-6模块U6的7号端口、10号端口、12号端口、13号端口接地。NEO-6模块U6的8号端口、9号端口同时接电阻R19的一端，电阻R19的另一端同时接NEO-6模块U6的11号端口、GPS信号SMA天线接口J5的1号端口，GPS信号SMA天线接口J5的2号端口接地。NEO-6模块U6的20号端口接电阻R18的一端，电阻R18的另一端接STM32F103单片机芯片U5的31号端口；NEO-6模块U6的21号端口接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接STM32F103单片机芯片U5的30号端口。NEO-6模块U6的22号端口同时接备用纽扣电池BT2的正极端、肖特基二极管D6的负极端，备用纽扣电池BT2的负极端接地，肖特基二极管D6的正极端同时接3V3电源正极、电容C26的一端，电容C26的另一端接地。NEO-6模块U6的22号端口接地。24C32存储芯片U7的1号端口、2号端口、3号端口、4号端口、7号端口接地；24C32存储芯片U7的5号端口接NEO-6模块U6的18号端口，24C32存储芯片U7的6号端口接NEO-6模块U6的19号端口。24C32存储芯片U7的8号端口同时接3V3电源正极、电容C27的一端，电容C27的另一端接地。
进一步地，所述通信模块2-4包括LoRa通信模块和GPRS通信模块，其中，LoRa模块的电路图如图7所示，包括：ZM433SX-M射频无线模块U8、LoRa信号SMA天线接口J6、电容C28、电容C29、电容C30、电感L2。电路连接方式如下：ZM433SX-M射频无线模块U8的1号端口、2号端口、3号端口、4号端口、11号端口、12号端口、19号端口、20号端口、22号端口接地。ZM433SX-M射频无线模块U8的13号端口同时接电容C30的一端、电感L2的一端；电容C30的另一端接地，电感L2的另一端接3V3电源正极。ZM433SX-M射频无线模块U8的14号端口接STM32F103单片机芯片U5的15号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的15号端口接STM32F103单片机芯片U5的16号端口，
ZM433SX-M射频无线模块U8的16号端口接STM32F103单片机芯片U5的17号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的17号端口接STM32F103单片机芯片U5的14号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的18号端口接STM32F103单片机芯片U5的18号端口。ZM433SX-M射频无线模块U8的21号端口接电容C28的一端，电容C28的另一端同时接电容C29的一端、LoRa信号SMA天线接口J6的1号端口，电容C29的另一端接地；LoRa信号SMA天线接口J6的2号端口接地。
进一步地，所述通信模块2-4包括LoRa通信模块和GPRS通信模块，其中，GPRS通信模块的电路图如图8所示，包括：SMF05C芯片U9、SIM800A芯片U10、SIM卡托J7、GPRS信号SMA天线接口J8、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、发光二极管D7、NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2。电路连接方式如下：SIM800A芯片U10的2号端口、17号端口、18号端口、29号端口、39号端口、45号端口、46号端口、54号端口、58号端口、59号端口、61号端口、62号端口、64号端口、65号端口同时接地；SIM800A芯片U10的55号端口、56号端口、57号端口同时接VCC_GPRS电源正极。SIM800A芯片U10的1号端口接NPN型三极管Q2的集电极，NPN型三极管Q3的基极同时接电阻R25的一端、电阻R26的一端，电阻R25的另一端接VCC_GPRS电源正极，电阻R26的另一端接地，NPN型三极管Q2的发射极接地。SIM800A芯片U10的52号端口接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接NPN型三极管Q1的基极，NPN型三极管Q1的集电极接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接发光二极管D7的负极端，二极管D7的正极端接VCC_GPRS电源正极，NPN型三极管Q1的发射极接地。SIM800A芯片U10的10号端口接STM32F103单片机芯片U5的30号端口，SIM800A芯片U10的9号端口接STM32F103单片机芯片U5的31号端口。GPRS信号SMA天线接口J8的1号端口接SIM800A芯片U10的60号端口，GPRS信号SMA天线接口J8的2号端口接地。SMF05C芯片U9的1号端口接SIM800A芯片U10的32号端口；SMF05C芯片U9的2号端口接地；SMF05C芯片U9的3号端口接SIM800A芯片U10的33号端口；SMF05C芯片U9的4号端口接SIM800A芯片U10的31号端口；SMF05C芯片U9的6号端口同时接电阻R21的一端、SIM800A芯片U10的30号端口，电阻R21的另一端接SIM800A芯片U10的31号端口。SIM卡托J7的1号端口接SIM800A芯片U10的30号端口；SIM卡托J7的2号端口接SIM800A芯片U10的33号端口；SIM卡托J7的3号端口接SIM800A芯片U10的32号端口；SIM卡托J7的4号端口接电阻R20的一端，电阻R20的另一端接地；SIM卡托J7的6号端口接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接SIM800A芯片U10的31号端口；
进一步地，所述语音报警模块2-5电路图如图9所示，包括：8002A功放芯片U11、JQ8900语音模块U12、A25Q32存储器芯片U13、喇叭M1、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、发光二极管D8。电路连接方式如下：8002A功放芯片U11的1号端口、7号端口同时接地；8002A功放芯片U11的2号端口、3号端口同时接电容C31的一端，电容C31的另一端接地；8002A功放芯片U11的4号端口接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接电容C32的一端，电容C32的另一端同时接电容C33的一端、电容C34的一端，电容C33的另一端接JQ8900语音模块U12的1号端口，电容C34的另一端接JQ8900语音模块U12的2号端口；8002A功放芯片U11的5号端口同时接电阻R22的一端、喇叭M1的负极端，电阻R22的另一端同时接电阻R21的一端、8002A功放芯片U11的4号端口；8002A功放芯片U11的6号端口接5V电源正极；8002A功放芯片U11的8号端口接喇叭M1的正极端。JQ8900语音模块U12的3号端口同时接3V3_JQ电源正极、电容C37的一端，电容C37的另一端接地；JQ8900语音模块U12的4号端口同时接5V电源正极、电容C38的一端，电容C38的另一端接地；JQ8900语音模块U12的5号端口接地；JQ8900语音模块U12的6号端口接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接STM32F103单片机芯片U5的22号端口；JQ8900语音模块U12的7号端口接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接STM32F103单片机芯片U5的21号端口；JQ8900语音模块U12的10号端口接STM32F103单片机芯片U5的25号端口；JQ8900语音模块U12的11号端口接电阻R25的一端，电阻R25的另一端接发光二极管D8的正极端，发光二极管D8的负极端接地；JQ8900语音模块U12的12号端口接A25Q32存储器芯片U13的1号端口；JQ8900语音模块U12的13号端口同时接A25Q32存储器芯片U13的5号端口、电阻R26的一端，电阻R26的另一端接A25Q32存储器芯片U13的2号端口；JQ8900语音模块U12的14号端口接A25Q32存储器芯片U13的6号端口；JQ8900语音模块U12的20号端口接USB充电接口J1的2号端口，JQ8900语音模块U12的21号端口接USB充电接口J1的3号端口；JQ8900语音模块U12的22号端口接电容C36的一端，电容C36的另一端接VSSA电源正极；JQ8900语音模块U12的23号端口接电容C35的一端，电容C35的另一端接VSSA电源正极；JQ8900语音模块U12的24号端口接VSSA电源正极。A25Q32存储器芯片U13的3号端口、8号端口同时接3V3_JQ电源正极；A25Q32存储器芯片U13的4号端口、7号端口同时接地；电容C39的一端接3V3_JQ电源正极，电容C39的另一端接地。
进一步地，所述主动报警模块2-6电路图如图10所示，包括：电阻R27、电容C40。电路连接方式如下：电阻R27的一端接3V3_Core电源正极，电阻R27的另一端接STM32F103单片机芯片U5的28号端口；功能按钮1-7的一端、电容C40的一端同时接地，功能按钮1-7的另一端、电容C40的另一端同时接STM32F103单片机芯片U5的28号端口。
进一步地，通过按下功能按钮1-7的方式不同，可以实现远程报警、增加音量、降低音量等功能。例如：连摁两次以上为主动报警功能，触发报警语音，并远程无线发送报警和位置信息；连续长摁实现音量增、减，依靠STM32F103单片机芯片U5程序编程中变量记录功能，可实现：首次长摁实现音量增加，松开按钮后再次长摁实现音量减少，松开后再次长摁实现音量增加，循环往复。上述例子功能所描述的触发方式可通过对STM32F103单片机的编程实现改变，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、改进、等效替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明的工作原理是：如图3，一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，可广泛应用于医院、养老院、小区等弱势群体密集的地方，实现对包括老年人、伤残人士、孕期妇女等弱势群体的实时监护，防止人员走失、危机情况突发、心脏病等重大病情突发等情况的发生。具体功能实现如图3的情景所示：功能一，出离安全区域预警、报警功能：在核心建筑(比如医院)周围，管理者根据经纬度划定一块指定的安全区域3-1，该指定的安全区域3-1的经纬度信息存储在云端服务器。智能护肩的定位信息通过通信模块2-4实时上传至服务器，和指定的安全区域3-1进行位置比对，当穿着智能护肩的被看护人靠近指定的安全区域3-1边界时，就会触发STM32单片机模块2-2产生出离安全区域预警信号3-4，进而向管理者和家属的移动终端推送被看护人出离安全区域预警信号3-4和被看护人当前位置，同时会触发语音报警模块2-5发出“注意安全，请不要离开安全区域”的语音警报。当被看护人出离安全区域3-1后，由相同原理，会触发STM32单片机模块2-2产生出离安全区域报警信号3-7，推送给管理者和家属，同时会触发语音报警模块2-5发出“注意安全，请回到安全区域”的语音警报。功能二，当被看护人出现危机情况的时候，手动按下功能按钮1-7三秒以上，就会触发STM32单片机模块2-2产生危急情况信号3-5，该信号通过云服务，远程向管理者、监护人的传送被看护人的位置信息，同时通过语音报警模块2-5发出“我是病人xxx，请求您的帮助，家人电话：139xxxxxxxx”的语音信息，吸引周围行人的注意，及时获得旁人帮助，有利于家属第一时间得到被看护人的危机情况信息。另外，被看护人主动发出请求帮助的信号，能够让旁人及时且放心的实施帮助。功能三，本装置的通信模块2-4采用两种通信方式，包括LoRa通信方式和GPRS通信方式，LoRa通信作为默认的通信方式，工作在LoRa基站3-6所能覆盖的通信范围内(通信半径约3km)，当被看护人在LoRa基站信号边界3-2内部时，采用LoRa通信方式进行通信，当被看护人出离LoRa基站信号边界3-2后，自动切换为GPRS通信方式，使用GPRS信号3-3通过移动等电信运营商和云端服务器进行数据交换。由于LoRa通信芯片的待机功耗不足10μah，被看护人绝大多数时间被限制在LoRa通信范围内活动，所以该方案可以大大降低能耗，不用频繁充电。
所述内藏式电路板仓1-5内部放置的是该智能护肩的控制电路，是该智能护肩实现的核心部分。所述充电及降压稳压模块2-1采用多路降压稳压控制方式，实现用电器件之间的隔离供电，稳定各模块的供电。所述STM32单片机模块2-2是该智能护肩的控制核心，采用ARM公司设计的Cortex-M3内核，处理速度块，宕机率低。所述GPS定位模块2-3使用UBLOX公司生产的NEO-6M芯片，通信信号强大，搜星速度块，面对紧急情况的时候可以快速获得精确的经纬度、海拔等位置信息。通信模块2-4包括LoRa通信和GPRS通信两种通信方式，LoRa通信作为主要的通信方式，工作在以LoRa基站3-6为中心3km半径范围内；当设备搜索不到LoRa基站的信号时，自动切换为GPRS通信方式，通过电信运营商的基站进行信号转发。语音报警模块2-5内置3种语音，在不同的情况下，会激发特定的语音提示和语音报警信息，这些语音信息包括：出离安全区域预警，出离安全区域报警，主动报警。语音信息为MP3格式，可以通过USB连接线，将设备通过充电及数据通信接口1-2连接在PC机上，下载自定义的语音以满足独特的用户需求。主动报警模块2-6基于开关电路设计，简单高效。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、改进、等效替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，其特征在于：包括护肩本体、云端服务器、管理者和家属的移动终端；
护肩本体上设有插扣式连接带(1-1)、充电及数据通信接口(1-2)、蓄电池囊(1-3)、语音喇叭口(1-4)、内藏式电路板仓(1-5)、GPS及GPRS隐藏式引出天线(1-6)、功能按钮(1-7)；
内藏式电路板仓(1-5)内部放置控制模块电路，控制模块包括：充电及降压稳压模块(2-1)、STM32单片机模块(2-2)、定位模块(2-3)、通信模块(2-4)、语音报警模块(2-5)、主动报警模块(2-6)；充电及降压稳压模块(2-1)分别与STM32单片机模块(2-2)、GPS定位模块(2-3)、通信模块(2-4)、语音报警模块(2-5)、主动报警模块(2-6)连接，STM32单片机模块(2-2)同时分别与定位模块(2-3)、通信模块(2-4)、语音报警模块(2-5)、主动报警模块(2-6)连接；通信模块(2-4)包括LoRa通信模块和GPRS通信模块；
GPS定位模块(2-3)和GPRS通信模块的天线接口将天线捆束引出后，与GPS及GPRS隐藏式引出天线(1-6)连接；功能按钮(1-7)包含在主动报警模块(2-6)中且与STM32单片机模块(2-2)连接，通信模块(2-4)通过云端服务器与管理者和家属的移动终端连接。
2.根据权利要求1所示的一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，其特征在于：所述的插扣式连接带(1-1)连接在护肩本体两端的断口处，松紧可调；蓄电池囊(1-3)和内藏式电路板仓(1-5)固定于护肩本体的左胸口位置，充电及数据通信接口(1-2)固定在内藏式电路板仓(1-5)上，并露出接口于护肩本体外侧，语音喇叭口(1-4)为内藏式电路板仓(1-5)表面上的钻孔，为内部的语音报警模块(2-5)提供语音信息出口；
所述充电及数据通信接口(1-2)是USB接口，可以通过USB线为用电模块充电，也可以通过USB线连接PC机，通过串口向语音报警模块(2-5)下载定制的语音报警信息；
所述蓄电池囊(1-3)是用于放置蓄电池，蓄电池使用3.7V锂电池；
所述的语音报警模块(2-5)可发出三种报警语音：出离安全区域预警：注意安全，请不要离开安全区域；出离安全区域报警：注意安全，请不要离开安全区域；主动报警：我是病人xxx，请求您的帮助，家人电话：139xxxxxxxx”。
3.根据权利要求1所述的一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，其特征在于：所述充电及降压稳压模块(2-1)采用多路降压稳压控制方式，STM32单片机模块(2-2)采用ARM公司设计的Cortex-M3内核，GPS定位模块(2-3)使用UBLOX公司生产的NEO-6M芯片，通信模块(2-4)包括LoRa通信和GPRS通信两种通信方式，LoRa通信作为主要的通信方式，工作在以LoRa基站(3-6)为中心3km半径范围内；当LoRa通信模块搜索不到LoRa基站(3-6)的信号时，自动切换为GPRS通信方式，通过电信运营商的基站进行信号转发，语音报警模块(2-5)的语音信息为MP3格式。
4.根据权利要求1所述的一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，其特征在于：所述STM32单片机模块(2-2)的电路包括STM32F103单片机芯片U5、程序下载端口J3、单片机启动模式选择端口J4、肖特基二极管D4、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、备用纽扣电池BT1、晶振Y1、晶振Y2、开关S1，电路连接方式如下：STM32F103单片机芯片U5的1号端口接备用纽扣电池BT1的正极端，备用纽扣电池BT1的负极端接地；STM32F103单片机芯片U5的1号端口同时接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接肖特基二极管D4的负极端，肖特基二极管D4的正极端接3V3_Core电源正极，STM32F103单片机芯片U5的3号端口同时接电容C21的一端、晶振Y1的一端；STM32F103单片机芯片U5的4号端口同时接电容C22的一端、晶振Y1的另一端；电容C21的另一端和电容C22的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的5号端口同时接电容C23的一端、晶振Y2的一端、电阻R13的一端；STM32F103单片机芯片U5的6号端口同时接电容C24的一端、晶振Y2的另一端、电阻R11的另一端；电容C23的另一端和电容C24的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的7号端口同时接电阻R14的一端、开关S1的一端、电容C25的一端；电阻R14的另一端接3V3_Core电源正极，开关S1的另一端和电阻C25的另一端同时接地，STM32F103单片机芯片U5的8号端口、23号端口、35号端口、47号端口接地；STM32F103单片机芯片U5的9号端口、24号端口、36号端口、48号端口接3V3_Core电源正极，STM32F103单片机芯片U5的20号端口接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接单片机启动模式选择端口J4的4号端口，STM32F103单片机芯片U5的34号端口接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接程序下载端口J3的3号端口；STM32F103单片机芯片U5的37号端口接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接程序下载端口J3的2号端口，STM32F103单片机芯片U5的44号端口接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接单片机启动模式选择端口J4的3号端口，程序下载端口J3的1号端口接3V3_Core电源正极，程序下载端口J3的4号端口接地，单片机启动模式选择端口J4的1号端口和2号端口接3V3_Core电源正极，单片机启动模式选择端口J4的5号端口和6号端口接地。
5.根据权利要求4所述的一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，其特征在于：所述充电及降压稳压模块(2-1)的电路包括TP4056芯片U1、TPS7333芯片U2、RT9193-33芯片U3、MP1482芯片U4、USB充电接口J1、锂电池接线端子J2、肖特基二极管D1、发光二极管D2、发光二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、极性电容C4、极性电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、极性电容C9、极性电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、极性电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、极性电容C20、电感L1、磁珠FB1，电路连接方式如下：USB充电接口J1的1号端口连接肖特基二极管D1的正极一端，二极管D1的负极一端接5V正极，USB充电接口J1的4号端口、5号端口同时接地；电容C1的一端接5V正极，电容C1的另一端接地，TP4056芯片U1的1号端口、3号端口同时接地；TP4056芯片U1的2号端口接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地；TP4056芯片U1的4号端口、8号端口接5V正极；TP4056芯片U1的5号端口接电容C2的一端，电容C2的另一端接地；TP4056芯片U1的6号端口接发光二极管D3的负极一端，发光二极管D3的正极端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接5V正极；TP4056芯片U1的7号端口接发光二极管D2的负极一端，发光二极管D2的正极端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接5V正极，锂电池接线端子J2的1号端口接地，锂电池接线端子J2的2号端口接TP4056芯片U1的5号端口，TPS7333芯片U2的1号端口、2号端口同时接锂电池接线端子J2的1号端口；TPS7333芯片U2的3号端口、4号端口同时接锂电池接线端子J2的2号端口；TPS7333芯片U2的5号端口、6号端口、7号端口接3V3_Core正极；TPS7333芯片U2的8号端口悬空；电容C3的一端接锂电池接线端子J2的1号端口，电容C3另一端接锂电池接线端子J2的2号端口；极性电容C4的正极端接锂电池接线端子J2的2号端口，极性电容C4的负极端接锂电池接线端子J2的1号端口；极性电容C5的正极端接3V3_Core正极，极性电容C5的负极端接地；电容C6的一段接3V3_Core正极，电容C6的另一端接地，RT9193-33芯片U3的1号端口、3号端口同时接锂电池接线端子J2的2号端口；RT9193-33芯片U3的2号端口接锂电池接线端子J2的1号端口；RT9193-33芯片U3的4号端口接电容C7的一段，电容C7的另一端接地；RT9193-33芯片U3的5号端口接3V3正极；电容C8的一端接3V3正极，电容C8的另一端接地；极性电容C9的正极端接3V3正极，极性电容C9的负极端接地，MP1482芯片U4的1号端口接电容C3的一端，电容C3的另一端和MP1482芯片U4的3号端口同时接电感L1的一端，电感L1的另一端接VCC_GPRS正极；MP1482芯片U4的2号端口锂电池接线端子J2的2号端口；MP1482芯片U4的4号端口接地；MP1482芯片U4的5号端口接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接VCC_GPRS正极；MP1482芯片U4的6号端口接电容C12的一端，电容C12的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地；MP1482芯片U4的7号端口接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接STM32单片机U5的29号端口；MP1482芯片U4的8号端口接锂电池接线端子J2的1号端口；电阻R7的一端接MP1482芯片U4的5号端口，电阻R7的另一端接地；极性电容C10的正极端接VCC_GPRS正极，极性电容C10的负极端接地；电容C11的一端接VCC_GPRS，电容C11的另一端接地，电容C13的一端、电容C14的一端、电容C15的一端、极性电容C16的正极端、磁珠FB1的一端并联接3V3_Core正极，电容C13的另一端、电容C14的另一端、电容C15的另一端、极性电容C16的负极端、电阻R8的一端并联接地；电容C17的一端、电容C18的一端、电容C19的一端、极性电容C20的正极端、磁珠FB1的另一端并联接VDDA模拟电路正极，电容C17的另一端、电容C18的另一端、电容C19的另一端、极性电容C20的负极端、电阻R8的另一端并联接地VSSA模拟电路负极。
6.根据权利要求4所述的一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，其特征在于：所述GPS定位模块(2-3)的电路包括：NEO-6模块U6、24C32存储芯片U7、GPS信号SMA天线接口J5、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、发光二极管D5、肖特基二极管D6、电容C26、电容C27、备用纽扣电池BT2，电路连接方式如下：NEO-6模块U6的3号端口接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接发光二极管D5的负极端，发光二极管D5的正极端接3V3电源正极，NEO-6模块U6的7号端口、10号端口、12号端口、13号端口接地，NEO-6模块U6的8号端口、9号端口同时接电阻R19的一端，电阻R19的另一端同时接NEO-6模块U6的11号端口、GPS信号SMA天线接口J5的1号端口，GPS信号SMA天线接口J5的2号端口接地，NEO-6模块U6的20号端口接电阻R18的一端，电阻R18的另一端接STM32F103单片机芯片U5的31号端口；NEO-6模块U6的21号端口接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接STM32F103单片机芯片U5的30号端口，NEO-6模块U6的22号端口同时接备用纽扣电池BT2的正极端、肖特基二极管D6的负极端，备用纽扣电池BT2的负极端接地，肖特基二极管D6的正极端同时接3V3电源正极、电容C26的一端，电容C26的另一端接地，NEO-6模块U6的22号端口接地，24C32存储芯片U7的1号端口、2号端口、3号端口、4号端口、7号端口接地；24C32存储芯片U7的5号端口接NEO-6模块U6的18号端口，24C32存储芯片U7的6号端口接NEO-6模块U6的19号端口，24C32存储芯片U7的8号端口同时接3V3电源正极、电容C27的一端，电容C27的另一端接地。
7.根据权利要求4所述的一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，其特征在于：所述通信模块(2-4)中LoRa模块的电路包括：ZM433SX-M射频无线模块U8、LoRa信号SMA天线接口J6、电容C28、电容C29、电容C30、电感L2，电路连接方式如下：ZM433SX-M射频无线模块U8的1号端口、2号端口、3号端口、4号端口、11号端口、12号端口、19号端口、20号端口、22号端口接地，ZM433SX-M射频无线模块U8的13号端口同时接电容C30的一端、电感L2的一端；电容C30的另一端接地，电感L2的另一端接3V3电源正极，ZM433SX-M射频无线模块U8的14号端口接STM32F103单片机芯片U5的15号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的15号端口接STM32F103单片机芯片U5的16号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的16号端口接STM32F103单片机芯片U5的17号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的17号端口接STM32F103单片机芯片U5的14号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的18号端口接STM32F103单片机芯片U5的18号端口，ZM433SX-M射频无线模块U8的21号端口接电容C28的一端，电容C28的另一端同时接电容C29的一端、LoRa信号SMA天线接口J6的1号端口，电容C29的另一端接地；LoRa信号SMA天线接口J6的2号端口接地；
所述通信模块(2-4)中GPRS通信模块的电路包括：SMF05C芯片U9、SIM800A芯片U10、SIM卡托J7、GPRS信号SMA天线接口J8、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、发光二极管D7、NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2，电路连接方式如下：SIM800A芯片U10的2号端口、17号端口、18号端口、29号端口、39号端口、45号端口、46号端口、54号端口、58号端口、59号端口、61号端口、62号端口、64号端口、65号端口同时接地；SIM800A芯片U10的55号端口、56号端口、57号端口同时接VCC_GPRS电源正极，SIM800A芯片U10的1号端口接NPN型三极管Q2的集电极，NPN型三极管Q3的基极同时接电阻R25的一端、电阻R26的一端，电阻R25的另一端接VCC_GPRS电源正极，电阻R26的另一端接地，NPN型三极管Q2的发射极接地，SIM800A芯片U10的52号端口接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接NPN型三极管Q1的基极，NPN型三极管Q1的集电极接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接发光二极管D7的负极端，二极管D7的正极端接VCC_GPRS电源正极，NPN型三极管Q1的发射极接地，SIM800A芯片U10的10号端口接STM32F103单片机芯片U5的30号端口，SIM800A芯片U10的9号端口接STM32F103单片机芯片U5的31号端口，GPRS信号SMA天线接口J8的1号端口接SIM800A芯片U10的60号端口，GPRS信号SMA天线接口J8的2号端口接地，SMF05C芯片U9的1号端口接SIM800A芯片U10的32号端口；SMF05C芯片U9的2号端口接地；SMF05C芯片U9的3号端口接SIM800A芯片U10的33号端口；SMF05C芯片U9的4号端口接SIM800A芯片U10的31号端口；SMF05C芯片U9的6号端口同时接电阻R21的一端、SIM800A芯片U10的30号端口，电阻R21的另一端接SIM800A芯片U10的31号端口，SIM卡托J7的1号端口接SIM800A芯片U10的30号端口；SIM卡托J7的2号端口接SIM800A芯片U10的33号端口；SIM卡托J7的3号端口接SIM800A芯片U10的32号端口；SIM卡托J7的4号端口接电阻R20的一端，电阻R20的另一端接地；SIM卡托J7的6号端口接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接SIM800A芯片U10的31号端口。
8.根据权利要求4所述的一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，其特征在于：所述语音报警模块(2-5)的电路包括：8002A功放芯片U11、JQ8900语音模块U12、A25Q32存储器芯片U13、喇叭M1、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、发光二极管D8，电路连接方式如下：8002A功放芯片U11的1号端口、7号端口同时接地；8002A功放芯片U11的2号端口、3号端口同时接电容C31的一端，电容C31的另一端接地；8002A功放芯片U11的4号端口接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接电容C32的一端，电容C32的另一端同时接电容C33的一端、电容C34的一端，电容C33的另一端接JQ8900语音模块U12的1号端口，电容C34的另一端接JQ8900语音模块U12的2号端口；8002A功放芯片U11的5号端口同时接电阻R22的一端、喇叭M1的负极端，电阻R22的另一端同时接电阻R21的一端、8002A功放芯片U11的4号端口；8002A功放芯片U11的6号端口接5V电源正极；8002A功放芯片U11的8号端口接喇叭M1的正极端，JQ8900语音模块U12的3号端口同时接3V3_JQ电源正极、电容C37的一端，电容C37的另一端接地；JQ8900语音模块U12的4号端口同时接5V电源正极、电容C38的一端，电容C38的另一端接地；JQ8900语音模块U12的5号端口接地；JQ8900语音模块U12的6号端口接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接STM32F103单片机芯片U5的22号端口；JQ8900语音模块U12的7号端口接电阻R24的一端，电阻R24的另一端接STM32F103单片机芯片U5的21号端口；JQ8900语音模块U12的10号端口接STM32F103单片机芯片U5的25号端口；JQ8900语音模块U12的11号端口接电阻R25的一端，电阻R25的另一端接发光二极管D8的正极端，发光二极管D8的负极端接地；JQ8900语音模块U12的12号端口接A25Q32存储器芯片U13的1号端口；JQ8900语音模块U12的13号端口同时接A25Q32存储器芯片U13的5号端口、电阻R26的一端，电阻R26的另一端接A25Q32存储器芯片U13的2号端口；JQ8900语音模块U12的14号端口接A25Q32存储器芯片U13的6号端口；JQ8900语音模块U12的20号端口接USB充电接口J1的2号端口，JQ8900语音模块U12的21号端口接USB充电接口J1的3号端口；JQ8900语音模块U12的22号端口接电容C36的一端，电容C36的另一端接VSSA电源正极；JQ8900语音模块U12的23号端口接电容C35的一端，电容C35的另一端接VSSA电源正极；JQ8900语音模块U12的24号端口接VSSA电源正极，A25Q32存储器芯片U13的3号端口、8号端口同时接3V3_JQ电源正极；A25Q32存储器芯片U13的4号端口、7号端口同时接地；电容C39的一端接3V3_JQ电源正极，电容C39的另一端接地。
9.根据权利要求4所述的一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，其特征在于：所述主动报警模块(2-6)的电路包括：电阻R27、电容C40，电路连接方式如下：电阻R27的一端接3V3_Core电源正极，电阻R27的另一端接STM32F103单片机芯片U5的28号端口；功能按钮(1-7)的一端、电容C40的一端同时接地，功能按钮(1-7)的另一端、电容C40的另一端同时接STM32F103单片机芯片U5的28号端口。
10.根据权利要求4所述的一种可无线定位报警的弱势群体智能护肩装置，其特征在于：通过按下功能按钮(1-7)的方式不同，可以实现远程报警、增加音量、降低音量功能，连摁两次以上为主动报警功能，触发报警语音，并远程无线发送报警和位置信息；连续长摁实现音量增、减，依靠STM32F103单片机芯片U5程序编程中变量记录功能，可实现：首次长摁实现音量增加，松开按钮后再次长摁实现音量减少，松开后再次长摁实现音量增加，循环往复。
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