基于STM32多功能智能手杖系統設計

熊善標　丁存鑫　蔡民東

摘要：隨著我國經濟的發展，越來越多的人過上了幸福的小康生活，然而，我國人口老齡化趨勢愈發嚴重，局部地區甚至呈現人口負增長的趨勢。為保證老年人出行安全，出現意外能及時求助，通過分析遠程定位系統，根據衛星定位的快速和準確性，設計了以STM32為核心處理器與傳感器有機結合，實現單片機的實時控制及數據處理功能使老人的安全得到保障。

關鍵詞：STM32；老人；安全；出行

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.092

1背景

2000年，中國第五次人口普查結果顯示，中國60歲以上人群比例已達11.21%。2001年，65歲以上人群比例也將達到7%。也就是說，在本世紀初中國一進入老齡化社會。

隨著人們的生活水平的提高，健康觀念的深入，老年人在滿足自身需求后，有不斷提出更高層次的休閑娛樂的要求，由于肢體運動機能的老化、認知能力下降等各方面因素，限制了老年人的活動空間和活動范圍。老年人輔助工具成為老年人生活的必備產品。拐棍能作為助步器幫助老人行走，拐棍還能作為有視力障礙的老人的眼睛為他們的日常生活保駕護航。因此，在當今社會，拐棍對老人的重要性不可小覷。

2智能拐杖的基本組成

智能拐杖控制系統由STM32單片機、傳感器、GPS定位模塊、GSM模塊等組成，其中以STM32為核心實現控制，從而確保老人安全。當脈搏傳感器被觸發時，將信號傳遞給單片機，單片機發出報警信號，并通過GSM模塊給手機用戶發出警示信息。除此之外，老人獨自出行，若離開設定的區域也會給手機用戶發送信息，遇到各種問題也可以通過求助按鍵給監護人發送信息，以足夠保證老年人人身財產安全。

3主要功能介紹

手杖主要是基于STM32芯片，結合硬件電路，以輕便簡潔為核心，設計一款滿足老年人出行，安全，娛樂，鍛煉等需求的產品。

GPS定位功能。有些老年人由于記性差，或遇到什么危險，遲遲不歸，而家人卻不知蹤向，這時可以通過GPS定位系統立馬找到，讓老年人安全更加有保障。

SOS自動報警功能。當老年人遇到危險，卻不能及時求助時，可讓手杖發出求救警告，閃光手動，也可自動，時時刻刻為老年人安全保駕護航。

FTM收音功能。可根據老年人的喜好，自動調臺，適合老人休閑收聽。

語音溫度計。語音當時溫度，提醒老年人適當增減衣物。

急救包。可在手杖偏上方的地方放置一個急救包，家人或自己放些急救物品。

超聲波探測功能。在拐角處或一些看不見得地方，可能會突然出來一個車子，或跑過來一個人而老年人反應遲緩不能及時躲避而造成危險，利用超聲波測距功能可有效避免這個危險。

震動功能。可根據震動強度，判斷物體距離自己的遠近。遇到危險可以有效避開。

錄像與錄音功能。一個微型攝像頭安裝在手杖上方，當遇見糾紛時需要證據，這時手杖便可以提供給你很大的便捷。

存儲功能。手杖還具有SD卡記憶存儲功能。隨時記下老年人想存下的東西，方便快捷。

心率測試儀。在手杖的手柄處設計一個心率測試儀，并合理的貼近老年人的手腕，方便老人們隨時了解自己的心率和健康情況。

手杖減震裝置。在手杖內部可加入彈簧作為減震裝置，防止手杖碰到硬的東西而反彈，傷及老人。

LED燈。在光線不好時可開啟LED燈，明亮的光線可讓老年人在夜晚也能放心得走路。

手杖“不倒翁”機械結構。手杖在設置機械結構時盡量做到頭輕腳重，防治老人為支撐手杖而造成腰部損傷。

伸縮功能。因為身高原因，手杖可根據需要自動增減高度。

4實施方案

本項目采用STM32做主控芯片，來調控智能手杖的各種功能，基本方案如下圖。

5結論

此產品可以解決老年人、殘疾人和智障人士因種種原因在迷路、走失時，給使用者和監護人等提供有效幫助，幫助監護人迅速找到使用者，避免進一步的意外發生。隨著社會的發展和生活水平的提高，關心和改善老年人、殘疾人和智障人士的生活質量是大勢所趨，該項目有廣闊的應用前景，具有很好的經濟意義和社會意義。相信在不就的將來，老年智能手杖將稱為老年用品市場的一道靚麗的風景線，成為老年人用戶不可或缺的貼心伴侶。