摘要： 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的人過(guò)上了幸福的小康生活，然而，我國(guó)人口老齡化趨勢(shì)愈發(fā)嚴(yán)重，局部地區(qū)甚至呈現(xiàn)人口負(fù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。人進(jìn)入衰老階段后，器官生理功能逐漸減退，機(jī)體代謝變得緩慢，免疫機(jī)能下降，應(yīng)急能力日漸減弱，極易發(fā)生摔跤的事故，輕者疼痛不已，重則骨折，甚至有時(shí)會(huì)有喪命的危險(xiǎn)。因此拐杖應(yīng)運(yùn)而生，拐棍能幫助老人站立，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(hù)航。 因此，在當(dāng)今社會(huì)，拐棍對(duì)老人的重要性不可小覷。

為保證老年人出行安全，出現(xiàn)意外能及時(shí)求助，通過(guò)分析遠(yuǎn)程定位系統(tǒng)，根據(jù)衛(wèi)星定位的快速和準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)了以STM32為核心處理器與傳感器有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制及數(shù)據(jù)處理功能使老人的安全得到保障。

老年人的生理機(jī)能隨著年齡的增長(zhǎng)開(kāi)始衰退。如果老年人的出行安全得不到保障，會(huì)為家人和社會(huì)帶來(lái)負(fù)擔(dān)。

隨著科技的高速發(fā)展，老年人的生活用品已越來(lái)越豐富。現(xiàn)今，國(guó)內(nèi)外已有很多專門(mén)適用于老年人的產(chǎn)品，如：急救藥袋、定時(shí)提醒藥盒等。但這些產(chǎn)品大都缺少一些如今老年人急需的功能，使得老年人在無(wú)法進(jìn)行自救時(shí)不能得到快速有效的幫助與治療。針對(duì)現(xiàn)有老年產(chǎn)品的不足和缺點(diǎn)，依據(jù)定位技術(shù)、無(wú)線傳輸技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)通訊以及單片機(jī)科技，設(shè)計(jì)了一種新型智能拐杖，該設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控老人的體溫及心律，還具有照明功能方便在暗光條件下使用，同時(shí)，在發(fā)生意外情況時(shí)可以準(zhǔn)確定位老人的位置，通過(guò)拐杖一鍵救助功能及時(shí)得到救助。

看到拐杖，或者你馬上會(huì)想到那是老人用的東西；或者你也會(huì)想起別具魅力的丘吉爾和幽默大師卓別林深入人心的形象；或者還有其它各種各樣的聯(lián)想。不過(guò)無(wú)論怎樣，當(dāng)我們追溯拐杖悠久的歷史和文化內(nèi)涵時(shí)，都不得不承認(rèn)手杖---這一看似“另類”的東西早已融入我們的生活了。

今天，拐杖的種類和制作取材形形色色，其中以竹、木制為最多。中國(guó)人喜歡用竹杖，它輕巧而富于彈性。其他拐杖有藤、紫檀、紅木、黃楊、降龍木、牛角、牙、骨、金屬等。據(jù)說(shuō)，陰沉木手杖最為珍稀，陰沉木是木材因地殼變動(dòng)而埋于土中，一般多為杉木“陰沉”而成，做成的拐杖質(zhì)堅(jiān)耐用，但存世寥寥，不易找尋。從功能上也有了細(xì)分。精美的材料，巧奪天工的雕刻，卓越工藝的制造，越來(lái)越人性化和藝術(shù)化的設(shè)計(jì)更讓手杖在凝聚功能性當(dāng)中糅合著極具創(chuàng)造性的心思，似乎也不難理解能與歲月同輝，與時(shí)代同步怎能不愈被推崇的原因所在。

但目前市場(chǎng)上存在拐杖主要以一般木質(zhì)、塑料以及不銹鋼為主，由于藤、紫檀、紅木、黃楊、降龍木、牛角、牙、骨等制作的拐杖造價(jià)成本較高，普通老年人消費(fèi)不起，因此，大多數(shù)老年人主要以普通木質(zhì)、塑料以及不銹鋼為主。根據(jù)老年人出行需求以及安全，針對(duì)拐杖的多功能化和人性化，我小組在原有拐杖的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究成果，設(shè)計(jì)了一款集功能于一身的新型多功能拐杖，使老年人生活更加便利。

智能拐杖

              1）當(dāng)老人手握拐杖時(shí)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)老人的溫度與心律，并可通過(guò)無(wú)線方式傳送給家人或者醫(yī)療機(jī)構(gòu)；

              2）可檢測(cè)到老人的地理為止，并將信息發(fā)送給家人，防止由于年老智力退化而引起的迷路等一系列問(wèn)題；

              3）具有手電筒照明功能，方便于在光線較暗的條件下使用；

              4) 它可以自由伸縮，以適應(yīng)不同身高的使用者。

本作品綜合運(yùn)用了電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，設(shè)計(jì)了一款物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能拐杖。智能拐杖功能，能滿足老年人部分需要比如：聽(tīng)音樂(lè)、廣播、照明、障礙物提示、緊急求救、高低可調(diào)，以及實(shí)現(xiàn)心率、體溫的測(cè)量。

無(wú)論是作為子女還是設(shè)計(jì)人員，我們首先考慮的是安全問(wèn)題，因此加上安全的警報(bào)系統(tǒng)是十分必要的。這樣，老年人如果身體不適或者遭遇困難時(shí)，可以及時(shí)將信息反饋給子女或者附近愛(ài)心服務(wù)站來(lái)幫助老人；其次，針對(duì)老年人智力退化問(wèn)題而導(dǎo)致經(jīng)常性的迷路或者忘記回家的路，如果在拐杖上裝上精確的GPS定位裝置和智能提示無(wú)疑為老人又多了一層保險(xiǎn)。

近兩年市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果顯示:我國(guó)老年用品市場(chǎng)存在著這樣的狀況：

一、經(jīng)營(yíng)老年產(chǎn)品的企業(yè)數(shù)量仍然很少，老年人市場(chǎng)供應(yīng)疲軟；

二、產(chǎn)品個(gè)性化發(fā)展仍需大力開(kāi)拓；

三、價(jià)格方面定位不合理；

四、產(chǎn)品宣傳力度仍需加強(qiáng)；

五、品種單一，款式單調(diào)又不夠新穎，新產(chǎn)品有待開(kāi)發(fā)；

六、老年人用品柜少，太分散；

雖然我國(guó)擁有最大的老年人市場(chǎng)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，老年產(chǎn)業(yè)處于起步階段，老年人專用產(chǎn)品和服務(wù)開(kāi)發(fā)不夠。中國(guó)老年人用品行業(yè)目前只有保健品在服務(wù)，市場(chǎng)單一，無(wú)差異性。老年產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)和引進(jìn)技術(shù)方面無(wú)人過(guò)問(wèn)，多為政府以福利形式包辦。

對(duì)市場(chǎng)分析現(xiàn)狀表明，智能拐杖的開(kāi)發(fā)將會(huì)豐富老年用品行業(yè)市場(chǎng)，滿足老年人需求。

本作品在國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有投放市場(chǎng)，僅在外有類似的產(chǎn)品，但是功能不齊全，價(jià)格過(guò)高，沒(méi)有大規(guī)模推廣，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，市場(chǎng)集中度很低；本作品新穎輕巧，功能齊全，個(gè)性化設(shè)計(jì)，具有很大的產(chǎn)品差別度；持久性方面，隨著我國(guó)老年人口地持續(xù)增長(zhǎng)，產(chǎn)品需求量也將逐漸增加，具有較強(qiáng)的持久性。總的來(lái)說(shuō)，智能手杖的市場(chǎng)進(jìn)入障礙小，競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，進(jìn)入市場(chǎng)后，能夠迅速擴(kuò)大規(guī)模和市場(chǎng)容量，實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

本作品屬于電子設(shè)備高端產(chǎn)品，技術(shù)新穎，市場(chǎng)針對(duì)性強(qiáng)，制造簡(jiǎn)單，一物多能，具有傳統(tǒng)單一功能產(chǎn)品無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

就中國(guó)而言，老年人群體已是不可忽視的大群體，面對(duì)日益嚴(yán)重的老齡化問(wèn)題，老年人存在的問(wèn)題也不可忽視。要解決嚴(yán)峻的人口老齡化問(wèn)題，首先要了解老年人有哪些需求，老年人購(gòu)買(mǎi)商品講究實(shí)用，要求提供良好的服務(wù)，在所有需求中老年人對(duì)生理和安全健康需求居于首位。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)有脈搏心率傳感器很好的解決的安全健康方面的隱患，同時(shí)裝有GPS定位系統(tǒng)以解決因種種原因在迷路、走失時(shí)，給使用者和監(jiān)護(hù)人等提供有效幫助，幫助監(jiān)護(hù)人迅速找到使用者，避免進(jìn)一步的意外發(fā)生。隨著社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高，關(guān)心和改善老年人、殘疾人和智障人士的生活質(zhì)量是大勢(shì)所趨，該項(xiàng)目有廣闊的應(yīng)用前景，具有很好的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

智能拐杖的基本工作原理是：利用GPS的衛(wèi)星定位功能，隨時(shí)確定使用者的位置，將當(dāng)前的經(jīng)緯度信息和預(yù)先存儲(chǔ)在拐杖里的路徑信息進(jìn)行比較，如果超出預(yù)定范圍則給出提示信息，幫助使用者回到預(yù)定范圍；如果超出一定范圍，向監(jiān)護(hù)人發(fā)送GSM短信息報(bào)警、求助，信息內(nèi)容包括當(dāng)前的定位信息、時(shí)間等；監(jiān)護(hù)人可以隨時(shí)向智能拐杖發(fā)短信查詢當(dāng)前位置；監(jiān)護(hù)人可以通過(guò)GPRS與智能拐杖建立網(wǎng)絡(luò)連接，在地圖上顯示實(shí)時(shí)位置和行走軌跡，監(jiān)控使用者的活動(dòng)范圍，幫助監(jiān)護(hù)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(huì)照明，方便老人出行，還可以自由伸縮，以適應(yīng)不同身高的使用者。

圖3.1.1系統(tǒng)組成

智能拐杖控制系統(tǒng)由STM32單片機(jī)、傳感器、GPS定位模塊、GSM模塊等組成，其中以STM32為核心實(shí)現(xiàn)控制，從而確保老人安全。

當(dāng)脈搏傳感器被觸發(fā)時(shí)，將信號(hào)傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并通過(guò)GSM模塊給手機(jī)用戶發(fā)出警示信息。除此之外，老人獨(dú)自出行，若離開(kāi)設(shè)定的區(qū)域也會(huì)給手機(jī)用戶發(fā)送信息，遇到各種問(wèn)題也可以通過(guò)求助按鍵給監(jiān)護(hù)人發(fā)送信息，以足夠保證老年人人身財(cái)產(chǎn)安全。

1)單片機(jī)

單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。

單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。

硬件特性

1、主流單片機(jī)包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM、 2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、4個(gè)8位并行口、全雙工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP；

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，實(shí)現(xiàn)模塊化；

3、單片機(jī)可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小時(shí)無(wú)故障；

4、處理功能強(qiáng)，速度快；

5、低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；

6、控制功能強(qiáng)；

7、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。

主要寄存器

A．累加器A

累加器A是微處理器中使用最頻繁的寄存器。在算術(shù)和邏輯運(yùn)算時(shí)它有雙功能：運(yùn)算前，用于保存一個(gè)操作數(shù)；運(yùn)算后，用于保存所得的和、差或邏輯運(yùn)算結(jié)果。

B．?dāng)?shù)據(jù)寄存器DR

數(shù)據(jù)寄存器通過(guò)數(shù)據(jù)總線向存儲(chǔ)器和輸入/輸出設(shè)備送（寫(xiě)）或取（讀）數(shù)據(jù)的暫存單元。它可以保存一條正在譯碼的指令，也可以保存正在送往存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)等等。

C．指令寄存器IR和指令譯碼器ID

指令包括操作碼和操作數(shù)。

指令寄存器是用來(lái)保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。當(dāng)執(zhí)行一條指令時(shí)，先把它從內(nèi)存中取到數(shù)據(jù)寄存器中，然后再傳送到指令寄存器。當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行給定的指令時(shí)，必須對(duì)操作碼進(jìn)行譯碼，以確定所要求的操作，指令譯碼器就是負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作的。其中，指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。

D．程序計(jì)數(shù)器PC

PC用于確定下一條指令的地址，以保證程序能夠連續(xù)地執(zhí)行下去，因此通常又被稱為指令地址計(jì)數(shù)器。在程序開(kāi)始執(zhí)行前必須將程序的第一條指令的內(nèi)存單元地址（即程序的首地址）送入PC，使它總是指向下一條要執(zhí)行指令的地址。

E．地址寄存器AR

地址寄存器用于保存當(dāng)前CPU所要訪問(wèn)的內(nèi)存單元或I/O設(shè)備的地址。由于內(nèi)存與CPU之間存在著速度上的差異，所以必須使用地址寄存器來(lái)保持地址信息，直到內(nèi)存讀/寫(xiě)操作完成為止。

顯然，當(dāng)CPU向存儲(chǔ)器存數(shù)據(jù)、CPU從內(nèi)存取數(shù)據(jù)和CPU從內(nèi)存讀出指令時(shí)，都要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。同樣，如果把外圍設(shè)備的地址作為內(nèi)存地址單元來(lái)看的話，那么當(dāng)CPU和外圍設(shè)備交換信息時(shí)，也需要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。

2）脈搏傳感器

脈搏傳感器,主要應(yīng)用在醫(yī)療設(shè)備下,用來(lái)檢測(cè)類似心率的,一般常見(jiàn)的類型主要是以光電為主,有分立式和一體式兩種,發(fā)射部份有采用可見(jiàn)光和紅外的

壓阻式脈搏傳感器可由電壓或電流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生正比于輸入壓力的毫伏等級(jí)的電壓輸出信號(hào)，具有優(yōu)異的可重復(fù)性和時(shí)間穩(wěn)定性。體積小巧，非常適合于脈率檢測(cè)、無(wú)創(chuàng)心血管功能檢測(cè)、妊高征檢測(cè)、中醫(yī)脈象診斷等領(lǐng)域的集成應(yīng)用。

傳統(tǒng)的脈搏測(cè)量方法主要有3種：一是從心電信號(hào)中提取；二是從測(cè)量血壓時(shí)壓力傳感器測(cè)到的波動(dòng)來(lái)計(jì)算脈率；三是光電容積法。前兩種方法提取信號(hào)都會(huì)限制病人的活動(dòng)，如果長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)增加病人生理和心理上的不舒適感。

光電容積法的基本原理是利用人體組織在血管搏動(dòng)時(shí)造成透光率不同來(lái)進(jìn)行脈搏測(cè)量的。其使用的傳感器是由光源和光電變換器兩部分組成，通過(guò)綁帶或夾子固定在病人手指上或耳垂上。光源一般采用對(duì)動(dòng)脈血管中氧和血紅蛋白有選擇性的一定波長(zhǎng)（500nm-700nm）的發(fā)光二極管。當(dāng)光束透過(guò)人體外周血管，由于動(dòng)脈搏動(dòng)充血容積變化導(dǎo)致這束光的透光率發(fā)生改變，此時(shí)由光電變換器接收經(jīng)人體組織反射的光線，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并將其放大和輸出。由于脈搏是隨心臟搏動(dòng)而周期性變化的信號(hào)，動(dòng)脈血管容積也周期性變化，因此光電變換器的電信號(hào)變換周期就是脈搏率。

3）GSM模塊

GSM模塊具有發(fā)送SMS短信，語(yǔ)音通話，GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)然�于GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的所有基本功能。GSM模塊根據(jù)提供的數(shù)據(jù)傳輸速率又可以分為GPRS模塊、EDGE模塊、3G模塊和純短信模塊。短信模塊只支持短信服務(wù)。GPRS，可說(shuō)是GSM的延續(xù)。它經(jīng)常被描述成“2.5G”，也就是說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)位于第二代（2G）和第三代（3G）移動(dòng)通訊技術(shù)之間。GPRS的傳輸速率從56K到114Kbps不等，理論速度最高達(dá)171k，實(shí)際測(cè)試的下傳速度在25K左右。相對(duì)于GSM的9.6kbps的訪問(wèn)速度而言，GPRS擁有更快的訪問(wèn)數(shù)據(jù)通信速度，GPRS技術(shù)還具有在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都能實(shí)現(xiàn)連接，永遠(yuǎn)在線、按流量計(jì)費(fèi)等特點(diǎn)。EDGE技術(shù)進(jìn)一步提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾实?70K，被稱為"2.75G"，數(shù)據(jù)傳輸速率更2倍于GPRS。目前，國(guó)內(nèi)的GSM網(wǎng)絡(luò)普遍具有GPRS通訊功能，移動(dòng)和聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)都支持GPRS，EDGE也已經(jīng)在全國(guó)范圍覆蓋。

GPRS模塊，是具有GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能的GSM模塊。GPRS模塊就是一個(gè)精簡(jiǎn)版的手機(jī)，集成GSM通信的主要功能于一塊電路板上，具有發(fā)送短消息、通話、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋�GPRS模塊相當(dāng)于手機(jī)的核心部分，如果增加鍵盤(pán)和屏幕就是一個(gè)完整的手機(jī)。普通電腦或者單片機(jī)可以通過(guò)RS232串口與GPRS模塊相連，通過(guò)AT指令控制GPRS模塊實(shí)現(xiàn)各種基于GSM的通信功能。

GPRS模塊區(qū)別于傳統(tǒng)的純短信模塊，兩者都是GSM模塊，但是短信模塊只能收發(fā)短信和語(yǔ)音通訊，而GPRS模塊還具有GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能。

4)GPS模塊

利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱GPS。GPS是由美國(guó)國(guó)防部研制建立的一種具有全方位、全天候、全時(shí)段、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時(shí)等導(dǎo)航信息，是衛(wèi)星通信技術(shù)在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用典范，它極大地提高了地球社會(huì)的信息化水平，有力地推動(dòng)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

它由空間部分、地面控制體統(tǒng)和用戶設(shè)備部分三部分組成GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測(cè)量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。要達(dá)到這一目的，衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時(shí)鐘所記錄的時(shí)間在衛(wèi)星星歷中查出。而用戶到衛(wèi)星的距離則通過(guò)記錄衛(wèi)星信號(hào)傳播到用戶所經(jīng)歷的時(shí)間，再將其乘以光速得到（由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的真實(shí)距離，而是偽距（PR，）：當(dāng)GPS衛(wèi)星正常工作時(shí)，會(huì)不斷地用1和0二進(jìn)制碼元組成的偽隨機(jī)碼（簡(jiǎn)稱偽碼）發(fā)射導(dǎo)航電文。GPS系統(tǒng)使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz，重復(fù)周期一毫秒，碼間距1微秒，相當(dāng)于300m；P碼頻率10.23MHz，重復(fù)周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當(dāng)于30m。而Y碼是在P碼的基礎(chǔ)上形成的，保密性能更佳。導(dǎo)航電文包括衛(wèi)星星歷、工作狀況、時(shí)鐘改正、電離層時(shí)延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛(wèi)星信號(hào)中解調(diào)制出來(lái)，以50b/s調(diào)制在載頻上發(fā)射的。導(dǎo)航電文每個(gè)主幀中包含5個(gè)子幀每幀長(zhǎng)6s。前三幀各10個(gè)字碼；每三十秒重復(fù)一次，每小時(shí)更新一次。后兩幀共15000b。導(dǎo)航電文中的內(nèi)容主要有遙測(cè)碼、轉(zhuǎn)換碼、第1、2、3數(shù)據(jù)塊，其中最重要的則為星歷數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶接受到導(dǎo)航電文時(shí)，提取出衛(wèi)星時(shí)間并將其與自己的時(shí)鐘做對(duì)比便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時(shí)所處位置，用戶在WGS-84大地坐標(biāo)系中的位置速度等信息便可得知。

5）手電筒

LED手電筒：采用超亮的9個(gè)5mmLED白燈亮度為13000-15000mcd,使用壽命在1-3萬(wàn)個(gè)小時(shí).老人晚上相當(dāng)于多了一個(gè)照明的手電筒，再也不用擔(dān)心晚上老人看不清路而導(dǎo)致一些不必要的麻煩。

系統(tǒng)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(cè)工作，GPS定位作采集老年人活動(dòng)區(qū)域的規(guī)范檢測(cè)工作，手電筒為老人提供照明服務(wù)，一鍵求助按鍵為老人的安全又加了一層保障。數(shù)據(jù)的傳輸選用GSM模塊。

1.25DMips/MHz,而ARM7TDMI只有0.95DMips/MHz；

1μs的雙12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI，18MHz的I/O翻轉(zhuǎn)速度；

低功耗，在72MHz時(shí)消耗36mA(所有外設(shè)處于工作狀態(tài))，待機(jī)時(shí)下降到2μA

最大的集成度；

復(fù)位電路、低電壓檢測(cè)、調(diào)壓器、精確的RC振蕩器等；

2V-3.6V供電；

容忍5V的I/O管腳；

優(yōu)異的安全時(shí)鐘模式；

帶喚醒功能的低功耗模式；

內(nèi)部RC振蕩器；

內(nèi)嵌復(fù)位電路；

工作溫度范圍：-40°C至+85°C或105°C；

36MHz CPU　多達(dá)16K字節(jié)SRAM 1x12位ADC溫度傳感器；

內(nèi)核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作頻率72MHz，1.25DMIPS/MHz。單周期乘法和硬件除法。

存儲(chǔ)器：片上集成32-512KB的Flash存儲(chǔ)器。6-64KB的SRAM存儲(chǔ)器。

時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理：2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的驅(qū)動(dòng)電壓。POR、PDR和可編程的電壓探測(cè)器（PVD）。4-16MHz的晶振。內(nèi)嵌出廠前調(diào)校的8MHz RC振蕩電路。內(nèi)部40 kHz的RC振蕩電路。用于CPU時(shí)鐘的PLL。帶校準(zhǔn)用于RTC的32kHz的晶振。

低功耗：3種低功耗模式：休眠，停止，待機(jī)模式。為RTC和備份寄存器供電的VBAT。

調(diào)試模式：串行調(diào)試（SWD）和JTAG接口。

DMA：12通道DMA控制器。支持的外設(shè)：定時(shí)器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。

3個(gè)12位的us級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器（16通道）：A/D測(cè)量范圍：0-3.6 V。雙采樣和保持能力。片上集成一個(gè)溫度傳感器。

2通道12位D/A轉(zhuǎn)換器：  STM32F103xC,STM32F103xD,     STM32F103xE獨(dú)有。

最多高達(dá)112個(gè)的快速I(mǎi)/O端口：根據(jù)型號(hào)的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16個(gè)外部中斷向量。除了模擬輸入，所有的都可以接受5V以內(nèi)的輸入。

最多多達(dá)11個(gè)定時(shí)器：4個(gè)16位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器有4個(gè)IC/OC/PWM或者脈沖計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位的6通道高級(jí)控制定時(shí)器：最多6個(gè)通道可用于PWM輸出。2個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器（獨(dú)立看門(mén)狗和窗口看門(mén)狗）。Systick定時(shí)器：24位倒計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位基本定時(shí)器用于驅(qū)動(dòng)DAC。

最多多達(dá)13個(gè)通信接口：2個(gè)IIC接口（SMBus/PMBus）。5個(gè)USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，調(diào)試控制）。3個(gè)SPI接口（18 Mbit/s），兩個(gè)和IIS復(fù)用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口。

ECOPACK封裝：STM32F103xx系列微控制器采用ECOPACK封裝形式。

1、集成嵌入式Flash和SRAM存儲(chǔ)器的ARM Cortex-M3內(nèi)核。和8/16位設(shè)備相比，ARM Cortex-M3 32位RISC處理器提供了更高的代碼效率。STM32F103xx微控制器帶有一個(gè)嵌入式的ARM核，所以可以兼容所有的ARM工具和軟件。

2、嵌入式Flash存儲(chǔ)器和RAM存儲(chǔ)器：內(nèi)置多達(dá)512KB的嵌入式Flash，可用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。多達(dá)64KB的嵌入式SRAM可以以CPU的時(shí)鐘速度進(jìn)行讀寫(xiě)（不待等待狀態(tài)）。

3、可變靜態(tài)存儲(chǔ)器（FSMC）：FSMC嵌入在STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE中，帶有4個(gè)片選，支持四種模式：Flash,RAM,PSRAM,NOR和NAND。3個(gè)FSMC中斷線經(jīng)過(guò)OR后連接到NVIC。沒(méi)有讀/寫(xiě)FIFO，除PCCARD之外，代碼都是從外部存儲(chǔ)器執(zhí)行，不支持Boot，目標(biāo)頻率等于SYSCLK/2，所以當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘是72MHz時(shí)，外部訪問(wèn)按照36MHz進(jìn)行。

4、嵌套矢量中斷控制器（NVIC）：可以處理43個(gè)可屏蔽中斷通道（不包括Cortex-M3的16根中斷線），提供16個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。緊密耦合的NVIC實(shí)現(xiàn)了更低的中斷處理延遲，直接向內(nèi)核傳遞中斷入口向量表地址，緊密耦合的NVIC內(nèi)核接口，允許中斷提前處理，對(duì)后到的更高優(yōu)先級(jí)的中斷進(jìn)行處理，支持尾鏈，自動(dòng)保存處理器狀態(tài)，中斷入口在中斷退出時(shí)自動(dòng)恢復(fù)，不需要指令干預(yù)。

5、外部中斷/事件控制器（EXTI）：外部中斷/事件控制器由用于19條產(chǎn)生中斷/事件請(qǐng)求的邊沿探測(cè)器線組成。每條線可以被單獨(dú)配置用于選擇觸發(fā)事件（上升沿，下降沿，或者兩者都可以），也可以被單獨(dú)屏蔽。有一個(gè)掛起寄存器來(lái)維護(hù)中斷請(qǐng)求的狀態(tài)。當(dāng)外部線上出現(xiàn)長(zhǎng)度超過(guò)內(nèi)部APB2時(shí)鐘周期的脈沖時(shí)，EXTI能夠探測(cè)到。多達(dá)112個(gè)GPIO連接到16個(gè)外部中斷線。

6、時(shí)鐘和啟動(dòng)：在啟動(dòng)的時(shí)候還是要進(jìn)行系統(tǒng)時(shí)鐘選擇，但復(fù)位的時(shí)候內(nèi)部8MHz的晶振被選用作CPU時(shí)鐘。可以選擇一個(gè)外部的4-16MHz的時(shí)鐘，并且會(huì)被監(jiān)視來(lái)判定是否成功。在這期間，控制器被禁止并且軟件中斷管理也隨后被禁止。同時(shí)，如果有需要（例如碰到一個(gè)間接使用的晶振失敗），PLL時(shí)鐘的中斷管理完全可用。多個(gè)預(yù)比較器可以用于配置AHB頻率，包括高速APB(PB2)和低速APB（APB1），高速APB最高的頻率為72MHz，低速APB最高的頻率為36MHz。

7、Boot模式：在啟動(dòng)的時(shí)候，Boot引腳被用來(lái)在3種Boot選項(xiàng)種選擇一種：從用戶Flash導(dǎo)入，從系統(tǒng)存儲(chǔ)器導(dǎo)入，從SRAM導(dǎo)入。Boot導(dǎo)入程序位于系統(tǒng)存儲(chǔ)器，用于通過(guò)USART1重新對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程。

8、電源供電方案：VDD ，電壓范圍為2.0V-3.6V，外部電源通過(guò)VDD引腳提供，用于I/O和內(nèi)部調(diào)壓器。VSSA和VDDA，電壓范圍為2.0-3.6V，外部模擬電壓輸入，用于ADC，復(fù)位模塊，RC和PLL，在VDD范圍之內(nèi)（ADC被限制在2.4V），VSSA和VDDA必須相應(yīng)連接到VSS和VDD。VBAT，電壓范圍為1.8-3.6V，當(dāng)VDD無(wú)效時(shí)為RTC，外部32KHz晶振和備份寄存器供電（通過(guò)電源切換實(shí)現(xiàn)）。

9、電源管理：設(shè)備有一個(gè)完整的上電復(fù)位（POR）和掉電復(fù)位（PDR）電路。這條電路一直有效，用于確保從2V啟動(dòng)或者掉到2V的時(shí)候進(jìn)行一些必要的操作。當(dāng)VDD低于一個(gè)特定的下限VPOR/PDR時(shí)，不需要外部復(fù)位電路，設(shè)備也可以保持在復(fù)位模式。設(shè)備特有一個(gè)嵌入的可編程電壓探測(cè)器（PVD），PVD用于檢測(cè)VDD，并且和VPVD限值比較，當(dāng)VDD低于VPVD或者VDD大于VPVD時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷。中斷服務(wù)程序可以產(chǎn)生一個(gè)警告信息或者將MCU置為一個(gè)安全狀態(tài)。PVD由軟件使能。

10、電壓調(diào)節(jié)：調(diào)壓器有3種運(yùn)行模式：主（MR），低功耗（LPR）和掉電。MR用在傳統(tǒng)意義上的調(diào)節(jié)模式（運(yùn)行模式），LPR用在停止模式，掉電用在待機(jī)模式：調(diào)壓器輸出為高阻，核心電路掉電，包括零消耗（寄存器和SRAM的內(nèi)容不會(huì)丟失）。

11、低功耗模式：STM32F103xx支持3種低功耗模式，從而在低功耗，短啟動(dòng)時(shí)間和可用喚醒源之間達(dá)到一個(gè)最好的平衡點(diǎn)。休眠模式：只有CPU停止工作，所有外設(shè)繼續(xù)運(yùn)行，在中斷/事件發(fā)生時(shí)喚醒CPU；停止模式：允許以最小的功耗來(lái)保持SRAM和寄存器的內(nèi)容。1.8V區(qū)域的時(shí)鐘都停止，PLL，HSI和HSE RC振蕩器被禁能，調(diào)壓器也被置為正常或者低功耗模式。設(shè)備可以通過(guò)外部中斷線從停止模式喚醒。外部中斷源可以使16個(gè)外部中斷線之一，PVD輸出或者TRC警告。待機(jī)模式：追求最少的功耗，內(nèi)部調(diào)壓器被關(guān)閉，這樣1.8V區(qū)域斷電。PLL,HSI和HSE RC振蕩器也被關(guān)閉。在進(jìn)入待機(jī)模式之后，除了備份寄存器和待機(jī)電路，SRAM和寄存器的內(nèi)容也會(huì)丟失。當(dāng)外部復(fù)位（NRST引腳），IWDG復(fù)位，WKUP引腳出現(xiàn)上升沿或者TRC警告發(fā)生時(shí)，設(shè)備退出待機(jī)模式。進(jìn)入停止模式或者待機(jī)模式時(shí)，TRC,IWDG和相關(guān)的時(shí)鐘源不會(huì)停止。

1）脈搏心率傳感器

PulseSensor是一款用于脈搏心率測(cè)量的光電反射式模擬傳感器              。將其佩戴于手指、耳垂等處，通過(guò)導(dǎo)線連接可將采集到的模擬信號(hào)輸出給Arduino等單片機(jī)用來(lái)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)arduino單片機(jī)簡(jiǎn)單計(jì)算后得到心率數(shù)值，此外還可將脈搏波形上傳到電腦上顯示波形。PuleseSensor是一款開(kāi)源硬件，目前，國(guó)外官網(wǎng)上已有其對(duì)應(yīng)的arduino程序和上位機(jī)Processing程序，適合二次開(kāi)發(fā)

本傳感器采用峰值波長(zhǎng)為515nm的綠光led燈，型號(hào)為AM2520，而光接收器采用了APDS-9008，這是一款環(huán)境光感受器，感受峰值波長(zhǎng)為565nm，兩者的峰值波長(zhǎng)相近，靈敏度較高。此外，由于脈搏信號(hào)的頻帶一般在0.05-200hz之間，信號(hào)幅度均很小，一般在毫伏級(jí)水平，容易受到各種信號(hào)干擾。在傳感器后面使用了低通濾波器和運(yùn)放構(gòu)成運(yùn)算放大器，將信號(hào)放大了331倍，同時(shí)采用分壓電阻設(shè)置直流偏置電壓為電源電壓的1/2              ，使放大后的信號(hào)可以很好的被單片機(jī)采集到。

參數(shù)說(shuō)明：

電路板直徑：16mm

電路板厚度：1.2mm

Led峰值波長(zhǎng)：515mm

供電電壓：3.3V或5V均可

輸出信號(hào)類型：模擬信號(hào)

輸出信號(hào)大小：0-3.3V或0-5V

電流大小：~4ma（5V下）

目前基于PulseSensor傳感器搭建心率脈搏測(cè)量系統(tǒng)主要有兩種方法：

一、有線傳輸方式

傳感器    →     下位機(jī)     →      上位機(jī)

二、無(wú)線傳輸方式如圖4.2.1

圖4.2.1無(wú)線傳輸方式

整個(gè)脈搏與心率傳感器的的結(jié)構(gòu)如圖4.2.2

圖4.2.2脈搏與心率傳感器結(jié)構(gòu)

如圖4.2.3，紅框中有3 根線，標(biāo)有s的為模擬信號(hào)輸出線（最左邊）；標(biāo)有+的為電源輸入線（中間）；標(biāo)有-的為底線（最右邊）總結(jié):            

S→脈搏信號(hào)輸出（接單片機(jī)AD接口）；

+→5v（或3.3v）電源輸入；

-→GND地。

使用時(shí)注意事項(xiàng)

1．使用電池供電，可以使用5號(hào)電池或者直接使用移動(dòng)電源供電（內(nèi)部也是電池）。如果使用筆記本供電，那么就斷開(kāi)交流輸入，僅靠筆記本電腦的電池供電，這樣可以避開(kāi)干擾竄入系統(tǒng)。

2．有條件可以使用可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，使電源輸出純凈度得到保證。

3．盡量將系統(tǒng)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單可靠，不要使用大而全的單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，防止由于其他器件開(kāi)閉的瞬間引起電流的變化，導(dǎo)致產(chǎn)生強(qiáng)的干擾進(jìn)入傳感器電源。

SIM900A是緊湊型、高可靠性的無(wú)線模塊，采用SMT封裝的雙頻GSM/GPRS模塊解決方案，采用功能強(qiáng)大的處理器ARM9216EJ-S內(nèi)核，能滿足低成本、緊湊尺寸的開(kāi)發(fā)要求。

· 雙頻GSM/GPRS 900/ 1800 MHz

· GPRS (class 10/8)標(biāo)準(zhǔn)

· GPRS（class B）

· 滿足GSM（2/2+）標(biāo)準(zhǔn)
                  –Class 4（2W@850/900MHz）
                  –Class 1 (1W@1800/1900MHz)

· 尺寸：24 mmx24 mmx3mm

· 重量：3.4g

· 通過(guò)AT命令控制（GSM07.07，07.05和增強(qiáng)AT命令）

· SIM應(yīng)用工具包

· 支持電壓范圍3.4V...4.5V

· 休眠狀態(tài)功耗1.5mA

·支持用戶定制的MMI和鍵盤(pán)/LCD，SPI/I2C/GPIO/PWM/ADC接口，支持RTC (Real-Time Clock )

·全功能UART接口，天線連接器和天線焊盤(pán)

· 內(nèi)嵌強(qiáng)大的TCP/IP協(xié)議棧，支持多IP連接

· 低功耗正常操作溫度：-30°C to +80°C

照明模塊設(shè)計(jì)了以光敏電阻為主的電路，能夠根據(jù)光線情況控制電路的開(kāi)關(guān)，可以讓老人在天氣不好的情況下（比如大霧，夜晚）方便行走，避免在此類條件下有不必要的麻煩，老人也不用為了出行忘帶手電筒而煩惱。

表4.5.1WF-NEO-6M模塊產(chǎn)品特性

圖4.5.3引腳分布

表4.5.2WF-NEO-6M GPS模塊引腳說(shuō)明

原理說(shuō)明：  打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)后，單片機(jī)上電單片機(jī)啟動(dòng)后以掃描方式開(kāi)始工作。GPS定位系統(tǒng)，脈搏心率傳感器、光敏電阻等將檢測(cè)到的信號(hào)傳入單片機(jī)中，單片機(jī)根據(jù)這些消息內(nèi)容控制GSM模塊、手電筒、報(bào)警器。當(dāng)老人手握拐杖，各個(gè)模塊開(kāi)始工作，GPS模塊開(kāi)始實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)老年人所在地超出了已知的區(qū)域，單片機(jī)馬上將信息反饋給GSM模塊以短信方式通知手機(jī)用戶；當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到求助按鈕被按下，GSM模塊與手機(jī)用戶建立連接以便為老人及時(shí)提供幫助；當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到脈搏心率失常時(shí)，立馬發(fā)出警報(bào)引起人注意，并與手機(jī)用戶建立連接為老人及時(shí)提供救助，如此反復(fù)循環(huán)，單片機(jī)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期，繼續(xù)處理各模塊采集到的信號(hào)。

按電路圖檢查控制和控制面板上的元件是否安全，觀察各類元件上廠標(biāo)或索引號(hào)、工作電壓性質(zhì)和數(shù)值等標(biāo)志是否符合電路要求。觀察各類元件觸電以及接線端并用萬(wàn)用表檢查元件常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)及接觸器線圈是否完好。

1）導(dǎo)線絕緣必須良好，并應(yīng)具有抗腐蝕能力；

2）導(dǎo)線的截面積 在能承受最大電流的同時(shí)，還應(yīng)考慮到線路中允許的壓降，導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度以及熔芯的配合。

所有導(dǎo)線從一個(gè)端子到一個(gè)端子的走線必須是連續(xù)的，中間不得有接頭；對(duì)明露導(dǎo)線必須做到平整合理布線。由于明露導(dǎo)線在布線時(shí)需固定、綁扎，工作量大且維修不便，目前采用較多的是有齒槽板布線。

所有導(dǎo)線必須牢固、不得松動(dòng)。導(dǎo)線端子連接頭處原則上只能接一條至多兩條導(dǎo)線。有些端子不適合連軟導(dǎo)線，可在導(dǎo)線端頭上采用針形或等冷壓接頭。導(dǎo)線的線路標(biāo)志必須與原理圖相一致。

1）各個(gè)元器件標(biāo)志、代號(hào)是否與原理圖相一致，是否齊全；

2）各個(gè)安全保護(hù)措施是否可靠；

3）控制電路是否滿足原理圖所需的各個(gè)功能；

4）各個(gè)電氣元件安裝是否正確和牢靠；

5）各個(gè)接線端子是否連接牢固；

6）布線是否符合要求、齊整；

7）保護(hù)電路導(dǎo)線是否連接正確、牢固可靠；

8）電氣絕緣電阻是否符合要求；

通電前應(yīng)檢查所接電源是否符合要求。通電后應(yīng)驗(yàn)證電氣設(shè)備的各個(gè)部分運(yùn)行是否正常和操作順序是否正常。然后在正常負(fù)載下連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)要驗(yàn)證全部器件的溫度不得超過(guò)規(guī)定的允許溫升。

通過(guò)程序設(shè)置將不同功能的模塊分開(kāi)測(cè)試，修改程序，使得程序運(yùn)行功能符合要求。

通過(guò)整體程序的測(cè)試，使得程序運(yùn)行功能符合要求。

              任何一件產(chǎn)品，都要面對(duì)各種各樣的考驗(yàn)。必須要能經(jīng)得起市場(chǎng)的考驗(yàn)，企業(yè)才能夠生存下去。而我們公司立足于市場(chǎng)的大環(huán)境中，所要面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)有：

A、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

介于國(guó)內(nèi)上千家的嵌入式開(kāi)發(fā)公司的競(jìng)爭(zhēng)之中,技術(shù)將不再是主要的商業(yè)壁壘，當(dāng)我們的產(chǎn)品投放市場(chǎng)后，如果反響好，很快類似的產(chǎn)品便會(huì)出現(xiàn)。再者，如果在極其惡劣的環(huán)境下，我們的產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性可能就會(huì)降低。

B、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)

市場(chǎng)處于日新月異的變化當(dāng)中，其中有黑馬異軍突起，也有百年企業(yè)轟然倒塌。其競(jìng)爭(zhēng)激烈可見(jiàn)一般，在市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)中一步不慎便可能全盤(pán)皆輸。  

C、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

市場(chǎng)的需求決定公司的生存能力。但是市場(chǎng)中充滿了各種變數(shù)，社會(huì)大環(huán)境，地區(qū)小環(huán)境都可能使優(yōu)勢(shì)企業(yè)變成劣勢(shì)企業(yè)。針對(duì)此種情況，我們會(huì)努力使整個(gè)企業(yè)管理層，決策層的嗅覺(jué)更加敏銳，對(duì)環(huán)境的變化能夠提前預(yù)知。使企業(yè)順勢(shì)而為，順風(fēng)而行。

智能拐杖是未來(lái)受眾老年群體的必然趨勢(shì)，中國(guó)老齡化日益加重老年人所蘊(yùn)含的巨大需求，以及目前市場(chǎng)上同類產(chǎn)品的不成熟，這些都給我們的發(fā)展帶來(lái)了巨大的機(jī)遇，因此我們有信心相信我們的產(chǎn)品，從而得到長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。我們堅(jiān)信，我們的智能拐杖能為老年人提供方便，贏得客戶的信賴，從而能讓人們的生活更加安全和舒適。

本文在介紹各個(gè)傳感器的運(yùn)用，無(wú)線通信概念與應(yīng)用的基礎(chǔ)上，研究和探討了將傳感器和無(wú)線通信應(yīng)用到老年人保健領(lǐng)域的背景和可行性，介紹了各個(gè)傳感器應(yīng)用實(shí)例的硬件設(shè)計(jì)及代碼的編制，并對(duì)各個(gè)模塊功能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)調(diào)試，從而實(shí)現(xiàn)了交通信息提示的功能，得到較好的效果。

智能拐杖作為老年人系列產(chǎn)品的一員，旨在提高老年人消費(fèi)品行業(yè)的多樣化，隨著智能化技術(shù)的普及與應(yīng)用，在未來(lái)，將會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的智能型產(chǎn)品，可以預(yù)見(jiàn)，智能型產(chǎn)品將會(huì)帶領(lǐng)人類家居市場(chǎng)進(jìn)入一個(gè)更便利的時(shí)代。

本設(shè)計(jì)還存在以下不足：

1）通過(guò)對(duì)硬件和軟件的優(yōu)化進(jìn)一步降低整個(gè)產(chǎn)品的功耗；

2）產(chǎn)品拓展性有待增強(qiáng)，以提高其實(shí)用性和便攜性；

3）對(duì)于用戶的操作體驗(yàn)還有所欠缺考慮。在以后，應(yīng)從產(chǎn)品的外觀、質(zhì)量、包裝上作出改進(jìn)，以提高用戶體驗(yàn)。

              以上有望在以后的學(xué)習(xí)工作中完成、實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)以上設(shè)計(jì)，制作了智能拐杖樣機(jī)。通過(guò)對(duì)樣機(jī)的測(cè)試，主要實(shí)現(xiàn)了如下功能：

1)衛(wèi)星定位功能，監(jiān)護(hù)人可隨時(shí)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(yù)定路線時(shí)給予主動(dòng)提示，必要時(shí)呼叫監(jiān)護(hù)人，發(fā)出求助信息；

3)拐杖呼救功能，在使用者摔倒或者其他突發(fā)時(shí)間，可以主動(dòng)向監(jiān)護(hù)人發(fā)送求救信息；

4)監(jiān)護(hù)人可以通過(guò)監(jiān)控使用者的活動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)連續(xù)實(shí)時(shí)定位；

5）照明功能，為了方便老人在光線較暗的條件下出行。

本項(xiàng)目推廣應(yīng)用后，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(shí)，給使用者和監(jiān)護(hù)人等提供有效幫助，幫助監(jiān)護(hù)人迅速找到使用者，避免進(jìn)一步的意外發(fā)生。隨著社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高，關(guān)心和改善老年人、殘疾人和智障人士的生活質(zhì)量是大勢(shì)所趨，該項(xiàng)目有廣闊的應(yīng)用前景，具有很好的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。相信在不就的將來(lái)，老年智能手杖將稱為老年用品市場(chǎng)的一道靚麗的風(fēng)景線，成為老年人用戶不可或缺的貼心伴侶。

圖10.1 整體外觀

圖10.2手電筒照明系統(tǒng)

圖10.3核心電路板

圖10.4 GPRS  SIM900

圖10.5 GPS定位系統(tǒng)

/**
  * @brief  nmea_decode_test 解碼GPS模塊信息
  * @param  無(wú)
  * @retval 無(wú)
  */
nmeaINFO info;          //GPS解碼后得到的信息
nmeaPARSER parser;      //解碼時(shí)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)  
int8_t new_parse=0;    //是否有新的解碼數(shù)據(jù)標(biāo)志
nmeaTIME beiJingTime;    //北京時(shí)間  
float tp,tb;
void nmea_init(void)
{
   nmea_property()->trace_func = &trace;
    nmea_property()->error_func = &error;
    /* 初始化GPS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) */
    nmea_zero_INFO(&info);
    nmea_parser_init(&parser);
}
void nmea_decode_test(void)
{
    /* 設(shè)置用于輸出調(diào)試信息的函數(shù) */
//while(1){

      if(GPS_HalfTransferEnd)     /* 接收到GPS_RBUFF_SIZE一半的數(shù)據(jù) */
      {
        /* 進(jìn)行nmea格式解碼 */
       nmea_parse(&parser, (const char*)&gps_rbuff[0], HALF_GPS_RBUFF_SIZE, &info);
       GPS_HalfTransferEnd = 0;   //清空標(biāo)志位
       new_parse = 1;             //設(shè)置解碼消息標(biāo)志
      }
      else if(GPS_TransferEnd)    /* 接收到另一半數(shù)據(jù) */
      {
        nmea_parse(&parser, (const char*)&gps_rbuff[HALF_GPS_RBUFF_SIZE], HALF_GPS_RBUFF_SIZE, &info);  
        GPS_TransferEnd = 0;
        new_parse =1;
      }
      if(new_parse )    //有新的解碼消息   
      {   
        /* 對(duì)解碼后的時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成北京時(shí)間 */
        GMTconvert(&info.utc,&beiJingTime,8,1);
        tp=info.lon+36.962;tb=info.lat+6.637;
        /* 輸出解碼得到的信息 */
         printf("時(shí)間%d,%d,%d,%d,%d,%d", beiJingTime.year+1900, beiJingTime.mon+1,beiJingTime.day,beiJingTime.hour,beiJingTime.min,beiJingTime.sec);
     printf("緯度：%f,經(jīng)度%f",info.lat,info.lon);
     printf("正在使用的衛(wèi)星：%d,可見(jiàn)衛(wèi)星：%d",info.satinfo.inuse,info.satinfo.inview);
     printf("海拔高度：%f 米 ", info.elv);
     printf("速度：%f km/h ", info.speed);
     printf("航向：%f 度", info.direction);
            new_parse = 0;
      }