基于內置衛星定位的智能救命手杖

鄒雙全 任西旺

摘 要： 本文主要講述了一種以STM32為核心的內置衛星定位的智能救命手杖。該手杖主要針對老年人容易迷路甚至走失，以及老年人經常會出現血糖和血壓偏高等特點來進行設計的。老人獨自出行時，若離開設定的區域便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，以充分保證老年人的人身財產安全。與此同時，通過紅外感應裝置進行準確的血糖血壓的測定，保證了老年人能夠及時進藥。最后，文章介紹了手杖在電路設計與實現方面的可行性。

關鍵詞： 智能救命手杖；MTM32；GPS定位模塊；GSM模塊；血糖血壓計

引言

老年人需要鍛煉與出行，但由于疾病的困擾，體能的下降，“行路難”問題不可避免的成為困擾著老人們的一個難題。 根據老年人的需要和目前狀況，我們設計了一款內置衛星定位的智能手杖，使老年人的活動范圍不再局限于家中或者醫院，老年人在行走中，就可以檢測自身的血糖值和血壓值，隨時進藥，也不必擔心是否迷路[1]。內置的衛星定位和三軸加速傳感器可以實時的檢測自身所處位置和所走距離，大幅度提高老年人的生活質量[2]。

一 智能救命手杖的基本原理與組成

1.1工作原理

智能手杖的基本工作原理是：利用GPS的衛星定位功能，隨時確定使用者的位置，將當前的經緯度信息和預先存儲在拐杖里的路徑信息進行比較，如果超出預定范圍則給出提示信息，幫助使用者回到預定范圍；如果超出一定范圍，向監護人發送GSM短信息報警、求助。監護人可以隨時向智能拐杖發短信查詢當前位置；監護人可以通過GPRS與智能拐杖建立網絡連接，在地圖上顯示實時位置和行走軌跡，監控使用者的活動范圍，幫助監護人盡快找到使用者。在光線較暗條件下，智能拐杖本身的手電筒就會照明，方便老人出行，還可以自由伸縮，以適應不同身高的使用者[3]。

1.2系統組成

智能手杖控制系統由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。若老人獨自出行，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。

二 智能救命手杖的系統設計與實現

2.1程序設計

系統軟件包括主程序、采集信息程序、提醒控制程序等，脈搏心率傳感器作采集心率脈搏的檢測工作，GPS定位作采集老年人活動區域的規范檢測工作，手電筒為老人提供照明服務，一鍵求助按鍵為老人的安全又加了一層保障。

具體設計思路如下所示：

打開電源開關后，單片機上電單片機啟動后以掃描方式開始工作。GPS定位系統，脈搏心率傳感器、光敏電阻等將檢測到的信號傳入單片機中，單片機根據這些消息內容控制GSM模塊、手電筒、報警器。當老人手握拐杖，各個模塊開始工作，GPS模塊開始實時監控，當發現老年人所在地超出了已知的區域，單片機馬上將信息反饋給GSM模塊以短信方式通知手機用戶；當單片機檢測到求助按鈕被按下，GSM模塊與手機用戶建立連接以便為老人及時提供幫助；當單片機檢測到脈搏心率失常時，立馬發出警報引起人注意，并與手機用戶建立連接為老人及時提供救助，如此反復循環，單片機進入下一個循環周期，繼續處理各模塊采集到的信號。

2.2實物展示

三 結論

根據以上設計，制作了智能拐杖樣機。通過對樣機的測試，主要實現了如下功能：

（1）衛星定位功能，監護人可隨時確定使用者的具體位置；

（2）偏離提示和求助功能，在使用者偏離預定路線時給予主動提示，必要時呼叫監護人，發出求助信息；

（3）拐杖呼救功能，在使用者摔倒或者其他突發時間，可以主動向監護人發送求救信息；

（4）監護人可以通過監控使用者的活動軌跡，實現連續實時定位；

（5）照明功能，為了方便老人在光線較暗的條件下出行。

智能手杖的設計，在保證了手杖的基本功能之下，增加的探照燈和GPS為老年人在夜間和陌生地域的行走提供了保障；其伸縮結構和儲藥盒大大減輕了老年人攜帶困難的問題；最重要的是它可以快捷準確的測量血糖血壓值，減少了去醫院的復雜程序，使老年人對自己的身體狀況有了實時的了解。

參考文獻

[1]朱勁夫，程方明，劉明哲，蘇世熙.基于GPS和GSM智能手杖的設計與實現[J].電子技術與軟件工程，2015（12）：139-141.

[2]許麗， 曹勝男， 唐立偉. 基于 AT89C51 的智能手杖設計與實現[J]. 太原師范學院學報： 自然科學版， 2009 （4）： 66-69.

[3]楊鑫， 袁伍， 符長友， 等. 物聯網智能手杖的應用價值研究[J]. 電子制作， 2014 （22）： 28-28.