基于單片機智能拐杖設計

韓普　常欣雨　李騰　劉穎迪

摘要：針對目前市場上老年人使用的拐杖結構簡單、功能單一，無法實現實時監控、即使求救等功能，我們設計了一款以單片機89C51為主要控制，具有獨立APP、“北斗”全球定位系統、SOS一鍵救援“報警”、太陽能充電、便攜帶醫藥箱、LED照明、FM調頻等功能的智能拐杖，在老人單獨出行時，為老人的安全多一重保障。

關鍵詞：獨具創新；專屬的APP；GPS模塊；角度傳感器；89C51單片機

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）36-0177-02

據統計，2050年將中國老年人口將達到4.8億，幾乎占全球老年人口的四分之一，到時我國將是世界上老年人口最多的國家。2016～2050年間，中國老年人口的消費潛力將從人民幣4萬億元左右增長到106萬億元左，我國全球老齡產業市場潛力最大的國家。隨著社會的進步，生活節奏越來越快以及政府持續加大對老年產業扶持，從而加大對老年產業的發展。與此同時，老年人收入的不斷提高，也為老年產業的發展開辟了廣闊的空間。隨著時間的變化，全球老齡化的到來，將會有更多需要照顧的老人，社會各層對老人的關愛也逐年上升，可想而知老年人市場前景還是非常廣闊的。

1 產品及服務介紹

智能拐杖是種獨具創新的新型產品。主要功能為獨立APP：在購買本拐杖之后，老人的家人可以下載我們專屬的APP，在APP上可以實時監控老人的位置以及老人的健康狀況；內置北斗全球定位導航系統：方便家人在手機上下載的APP中定位出老人最新位置；SOS一鍵救援“報警”功能：當認定老年人“摔倒”時拐杖會自動發出很大的報警聲，以便引起路人或者鄰居等的注意，使老人得到及時的幫助，與此同時單片機會發出相應的指令自動聯系其家人和醫院；太陽能充電：拐杖外包裝上嵌入太陽能板，老人在室外時便可隨時充電；便攜帶醫藥箱：在拐杖的手把下方會有一個鑲嵌小盒，用來放置一兩顆緊急藥丸，既不影響美觀又能起到及時救援的作用；FM調頻可以緩解老人無聊的時刻；LED照明等功能的智能拐杖。

2 產品設計原理

主要利用單片機技術及其輔助功能，設計的一款具有“北斗”全球定位系統、SOS一鍵救援“報警”、太陽能充電、便攜帶醫藥箱、LED照明、FM調頻等功能的智能拐杖智能拐杖。產品設計原理如圖1所示：

3.1 硬件設計

該智能拐杖硬件主要由GPS模塊、蜂鳴器、角度傳感器、89C51單片機控制電路組成。硬件設計如圖2所示：

4 代碼實現

4.1 開關控制LED

4.2 報警發聲器

4.3 按鍵控制定時器選播多段音樂

5 拐杖外觀及結構的設計

1） “北斗”GPS定位、SOS一鍵救援“報警”功能

用法：將拐杖的GPS定位按鈕按開，即可進行定位，監護人可以通過APP便可查詢到老人的具體位置。當拐杖傾斜一定的角度，且單片機不能識別老人在扶手上時，認定老年人“摔倒”時拐杖會自動發出很大的報警聲，以便引起路人或者鄰居等的注意，使老人得到及時的幫助，與此同時單片機會發出相應的指令自動聯系其家人和醫院。

2） 太陽能充電

用法：當老人在戶外有陽光是便會自動充電并儲存，無需做任何的操作。還有普通的充電插口，以備一段時間沒有陽光的情況。

3） 便攜帶醫藥

用法：在拐杖的手把下方會有一個鑲嵌小盒，用來放置一兩顆緊急藥丸，既不影響美觀又能起到及時救援的作用。

4） FM調頻功能

用法：按下手柄側面FM調頻按鍵，便開始播放相應的功能，并可以來回切換不同頻道。同時設有音量控制鍵可以調節音量大小。

6 結束語

本設計針對老年人獨自出行所遇問題，設計了這一款專門為老年人量身打造的一款獨具創新、功能齊全的一款產品現在實現的功能有：

①“北斗”全球定位導航系統：方便家人在手機上下載的APP中定位出老人最新位置；

② SOS一鍵救援“報警”功能：當認定老年人“摔倒”時拐杖會自動發出很大的報警聲，以便引起路人或者鄰居等的注意，使老人得到及時的幫助，與此同時單片機會發出相應的指令自動聯系其家人和醫院；太陽能充電：拐杖外包裝上嵌入太陽能板，老人在室外時便可隨時充電；

③便攜帶醫藥箱：在拐杖的手把下方會有一個鑲嵌小盒，用來放置一兩顆緊急藥；

④FM調頻：可以緩解老人無聊的時刻；LED照明等功能的智能拐杖；

⑤LED照明燈、FM調頻：LED照明可在黑暗情況為老人帶來便捷，FN可以緩解老人的無聊時光，為老人帶來一絲樂趣。

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