專利名稱：一種具有跌倒自動(dòng)報(bào)警功能的智能拐杖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種老人或盲人朋友使用的拐杖，特別是涉及一種能夠利用GPS網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)跌倒時(shí)自動(dòng)報(bào)警功能的智能拐杖。
背景技術(shù)：
隨著中國(guó)即將步入老齡化社會(huì)，如何改善老年人的生活體驗(yàn)，為他們提供便利已越來(lái)越受到人們的關(guān)注。拐杖的使用在老年朋友以及盲人朋友中比較普遍，現(xiàn)有的拐杖功能比較單一，并且不太智能。目前與本發(fā)明功能比較接近的拐杖是申請(qǐng)?zhí)枮?200720075291. 6的中國(guó)專利申請(qǐng)，也只是在老人摔倒時(shí)老人按下手中的按鈕然后發(fā)送受傷人員的定位短信至受傷人員家屬。雖然該專利為老人的安全提供了一定的保障，但當(dāng)老人發(fā)生緊急情況下未必能夠操作按鈕了，比如暈倒或者發(fā)生嚴(yán)重碰撞時(shí)拐杖丟失，所以讓拐杖更加智能點(diǎn)就顯得很重要。
另外，老年朋友的視力一般不太好，在能見(jiàn)度不高的情況下，比較容易碰到前方的障礙物而致其跌倒，盲人朋友更易發(fā)生此類(lèi)情況。
如果能夠開(kāi)發(fā)一種在確定老年朋友以及盲人朋友跌倒情況下，自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，通知家人或相關(guān)人員及時(shí)救扶的智能拐杖，就可以解決這個(gè)問(wèn)題了，如果該智能拐杖兼具有探測(cè)前方障礙物距離的功能，可以讓老年朋友和盲人朋友提前避開(kāi)障礙物，防止跌倒。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種具有跌倒自動(dòng)報(bào)警功能的智能拐杖，該拐杖在確認(rèn)老年人以及盲人朋友摔倒情況下自動(dòng)發(fā)動(dòng)報(bào)警并發(fā)送救援情況通知家人或相關(guān)人員救援。
本發(fā)明的次要目的是提供一種具有跌倒自動(dòng)報(bào)警功能及兼具有超聲波測(cè)距功能的智能拐杖，該拐杖通過(guò)超聲波測(cè)距功能讓老年人以及盲人朋友提前預(yù)知前方障礙物，及時(shí)繞開(kāi)障礙物，避免跌倒。
為了達(dá)到本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是
一種具有跌倒自動(dòng)報(bào)警功能的智能拐杖，包括拐杖本體和跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置，所述的跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置包括電源、三軸加速度傳感器、微控制器MCU、按鍵開(kāi)關(guān)、蜂鳴器、定位模塊GPS、通訊網(wǎng)絡(luò)模塊GSM組成；所述的電源、三軸加速度傳感器、微控制器MCU、按鍵開(kāi)關(guān)、蜂鳴器、定位模塊GPS、通訊網(wǎng)絡(luò)模塊GSM分別與微處理器相連接；所述的拐杖本體上設(shè)置有空腔用于放置跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置。
優(yōu)選的；所述的智能拐杖還包括超聲波測(cè)距裝置，所述的超聲波測(cè)距裝置由超聲波模塊、語(yǔ)音合成模塊、調(diào)頻發(fā)射模塊、無(wú)線耳機(jī)組成；所述的超聲波模塊、語(yǔ)音合成模塊分別與微控制器MCU相連接，所述的調(diào)頻發(fā)射模塊與語(yǔ)音合成模塊相連接，所述的無(wú)線耳機(jī)用于接收來(lái)自調(diào)頻發(fā)射模塊的語(yǔ)音合成的音頻信號(hào)。
優(yōu)先的；所述的拐杖本體包括把手和桿杖，所述的把手位于桿杖上部，所述的空腔位于把手與桿杖連接處，所述的蜂鳴器位于把手下端，在桿杖底部設(shè)有一個(gè)小凹槽，所述的超聲波模塊放置于小凹槽中。
本發(fā)明的有益效果是，三軸加速度傳感器實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的靜態(tài)重力值，微控制器 MCU通過(guò)特定算法判斷當(dāng)前拐杖的傾斜角度，當(dāng)拐杖傾角大于一定的值，先用蜂鳴器報(bào)警一分鐘，若是誤報(bào)警，可以用拐杖把手下端的按鍵取消。若一分鐘內(nèi)無(wú)人取消，則認(rèn)為不是誤報(bào)，微控制器MCU通過(guò)實(shí)時(shí)接收當(dāng)前定位模塊GPS的定位信息，微控制器MCU同時(shí)發(fā)送AT 指令至通訊網(wǎng)絡(luò)模塊GSM，控制通訊網(wǎng)絡(luò)模塊GSM將定位模塊GPS的經(jīng)緯度信息發(fā)送到公共通訊網(wǎng)絡(luò)(GSM)終端通知家人或相關(guān)人員前來(lái)救扶。本發(fā)明通過(guò)自動(dòng)判斷使用者是否摔倒，在其摔倒時(shí)自動(dòng)發(fā)送定位信息通知其家屬，無(wú)需使用者進(jìn)行任何操作，就可使其得到及時(shí)的救助。特別使用了公共通訊網(wǎng)絡(luò)(GSM)和GPS定位終端，具備可靠的性能。另外，為夜間能見(jiàn)度不好的情況和盲人朋友增加的超聲波測(cè)距裝置可以擴(kuò)大本發(fā)明的受眾。


圖I是本發(fā)明一種具有跌倒自動(dòng)報(bào)警功能的智能拐杖的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本發(fā)明一種具有跌倒自動(dòng)報(bào)警功能的智能拐杖的電路框圖。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明
I、把手2、空腔
3、小凹槽4、充電插口
5、跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置
51、電源52、三軸加速度傳感器
53、微控制器MCU54、按鍵開(kāi)關(guān)
55、蜂鳴器56、定位模塊GPS
57、通訊網(wǎng)絡(luò)模塊GSM58、超聲波測(cè)距裝置
581、超聲波模塊582、語(yǔ)音合成模塊
583、調(diào)頻發(fā)射模塊584、無(wú)線耳機(jī)
6、桿杖具體實(shí)施方式
如圖I、圖2所示，一種具有跌倒自動(dòng)報(bào)警功能的智能拐杖，包括拐杖本體和跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置5，拐杖本體包括把手4和桿杖6，在把手4與桿杖6連接處設(shè)置有一空腔2， 在桿杖6的底部或中偏下部設(shè)置有一小凹槽3。
如圖2所示，跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置5包括電源51、三軸加速度傳感器52、微控制器 MCU53、按鍵開(kāi)關(guān)54、蜂鳴器55、定位模塊GPS56、通訊網(wǎng)絡(luò)模塊GSM57、超聲波測(cè)距裝置58 組成，所述的超聲波測(cè)距裝置58由超聲波模塊581、語(yǔ)音合成模塊582、調(diào)頻發(fā)射模塊583、 無(wú)線耳機(jī)584組成；所述的超聲波模塊581、語(yǔ)音合成模塊582分別與微控制器MCU53相連接，所述的調(diào)頻發(fā)射模塊583與語(yǔ)音合成模塊582相連接，所述的無(wú)線耳機(jī)584用于接收來(lái)自調(diào)頻發(fā)射模塊583的語(yǔ)音合成音頻信號(hào)。
如圖I、圖2所示；智能拐杖的空腔2用于放置跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置5的系統(tǒng)電路板以及5V可充電鋰電池電源51，超聲波測(cè)距裝置58的超聲波模塊581放置于距智能拐杖底部10厘米處的小凹槽3中，智能拐杖把手I前端的充電插口 4可以給智能拐杖的電源51充電，智能拐杖的把手I下端處的按鍵開(kāi)關(guān)54用于智能拐杖誤報(bào)警時(shí)取消報(bào)警用。
本發(fā)明的工作原理是微控制器MCU53采用AT89C51型號(hào)單片機(jī)，三軸加速度傳感器52采用ADXL345芯片橫塊，三軸加速度傳感器52使用IIC總線協(xié)議與微控制器MCU53連接實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前的靜態(tài)重力值，微控制器MCU53通過(guò)特定算法判斷當(dāng)前智能拐杖的傾斜角度，當(dāng)智能拐杖傾角大于一定的值，先用蜂鳴器55報(bào)警一分鐘，若是誤報(bào)警，可以用智能拐杖把手I下端的按鍵開(kāi)關(guān)54取消。若一分鐘內(nèi)無(wú)人取消，則認(rèn)為不是誤報(bào)，微控制器MCU53 實(shí)時(shí)接收當(dāng)前定位模塊GPS56的定位信息，微控制器MCU53同時(shí)發(fā)送AT指令至訊網(wǎng)絡(luò)模塊 GSM57，控制訊網(wǎng)絡(luò)模塊GSM57先發(fā)送定位模塊GPS56的經(jīng)緯度信息至公共的公共通訊網(wǎng)絡(luò)(GSM)終端，通過(guò)公共通訊網(wǎng)絡(luò)(GSM)終端上預(yù)先設(shè)定的電話號(hào)碼，然后撥打電話通知家屬，家屬根據(jù)經(jīng)緯度信息定位受傷人員的位置，及時(shí)施救。
對(duì)于盲人朋友或者老年朋友在夜間能見(jiàn)度低的情況，可以用智拐杖把手I下端的按鍵開(kāi)關(guān)54啟動(dòng)超聲波測(cè)距裝置58，微控制器MCU53發(fā)送方波至超聲波測(cè)距裝置58的超聲波模塊581，超聲波模塊581即可發(fā)送超聲波，當(dāng)超聲波碰到前方障礙物之后即返回超聲波至超聲波模塊581，超聲波模塊581接收到之后即產(chǎn)生一個(gè)高電平至微控制器MCU53的外部中斷，微控制器MCU53根據(jù)算法即可計(jì)算前方障礙物的距離，獲取距離信息后，微控制器 MCU53控制語(yǔ)音合成模塊582將距離信息合成音頻信號(hào)，音頻信號(hào)輸入調(diào)頻發(fā)射模塊583發(fā)送，無(wú)線耳機(jī)584進(jìn)行接收，就可以清楚的知道前方的距離，及時(shí)避開(kāi)前方障礙物，防止因碰撞而摔倒。
上述實(shí)施例僅用于解釋說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對(duì)本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定， 凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有跌倒自動(dòng)報(bào)警功能的智能拐杖，其特征在于包括拐杖本體和跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置，所述的跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置包括電源、三軸加速度傳感器、微控制器MCU、按鍵開(kāi)關(guān)、蜂鳴器、定位模塊GPS、通訊網(wǎng)絡(luò)模塊GSM組成；所述的電源、三軸加速度傳感器、微控制器MCU、按鍵開(kāi)關(guān)、蜂鳴器、定位模塊GPS、通訊網(wǎng)絡(luò)模塊GSM分別與微處理器相連接；所述的拐杖本體上設(shè)置有空腔用于放置跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置。
2.如權(quán)利要求I所述的一種具有跌倒自動(dòng)報(bào)警功能的智能拐杖，其特征在于所述的智能拐杖還包括超聲波測(cè)距裝置，所述的超聲波測(cè)距裝置由超聲波模塊、語(yǔ)音合成模塊、調(diào)頻發(fā)射模塊、無(wú)線耳機(jī)組成；所述的超聲波模塊、語(yǔ)音合成模塊分別與微控制器MCU相連接，所述的調(diào)頻發(fā)射模塊與語(yǔ)音合成模塊相連接，所述的無(wú)線耳機(jī)用于接收來(lái)自調(diào)頻發(fā)射模塊的語(yǔ)音合成的音頻信號(hào)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種具有跌倒自動(dòng)報(bào)警功能的智能拐杖，其特征在于所述的拐杖本體包括把手和桿杖，所述的把手位于桿杖上部，所述的空腔位于把手與桿杖連接處，所述的蜂鳴器位于把手下端，在桿杖底部設(shè)有一個(gè)小凹槽，所述的超聲波模塊放置于小凹槽中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種具有跌倒自動(dòng)報(bào)警功能的智能拐杖，包括拐杖本體和跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置，所述的跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置包括電源、三軸加速度傳感器、微控制器MCU、按鍵開(kāi)關(guān)、蜂鳴器、定位模塊GPS、通訊網(wǎng)絡(luò)模塊GSM組成；所述的電源、三軸加速度傳感器、微控制器MCU、按鍵開(kāi)關(guān)、蜂鳴器、定位模塊GPS、通訊網(wǎng)絡(luò)模塊GSM分別與微處理器相連接；所述的拐杖本體上設(shè)置有空腔用于放置跌倒自動(dòng)報(bào)警裝置。本發(fā)明通過(guò)自動(dòng)判斷使用者是否摔倒，在其摔倒時(shí)自動(dòng)發(fā)送定位信息通知其家屬，無(wú)需使用者進(jìn)行任何操作，就可使其得到及時(shí)的救助。特別使用了公共通訊網(wǎng)絡(luò)(GSM)和GPS定位終端，具備可靠的性能。
文檔編號(hào)A45B3/00GK102920117SQ20121044257
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者王明泉, 李光亞, 陳培興, 李世虎, 丁闖 申請(qǐng)人:中北大學(xué)