基于STM32多功能智能手杖系统设计

熊善标　丁存鑫　蔡民东

摘要：随着我国经济的发展，越来越多的人过上了幸福的小康生活，然而，我国人口老龄化趋势愈发严重，局部地区甚至呈现人口负增长的趋势。为保证老年人出行安全，出现意外能及时求助，通过分析远程定位系统，根据卫星定位的快速和准确性，设计了以STM32为核心处理器与传感器有机结合，实现单片机的实时控制及数据处理功能使老人的安全得到保障。

关键词：STM32；老人；安全；出行

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

1背景

2000年，中国第五次人口普查结果显示，中国60岁以上人群比例已达11.21%。2001年，65岁以上人群比例也将达到7%。也就是说，在本世纪初中国一进入老龄化社会。

随着人们的生活水平的提高，健康观念的深入，老年人在满足自身需求后，有不断提出更高层次的休闲娱乐的要求，由于肢体运动机能的老化、认知能力下降等各方面因素，限制了老年人的活动空间和活动范围。老年人辅助工具成为老年人生活的必备产品。拐棍能作为助步器帮助老人行走，拐棍还能作为有视力障碍的老人的眼睛为他们的日常生活保驾护航。因此，在当今社会，拐棍对老人的重要性不可小觑。

2智能拐杖的基本组成

智能拐杖控制系统由STM32单片机、传感器、GPS定位模块、GSM模块等组成，其中以STM32为核心实现控制，从而确保老人安全。当脉搏传感器被触发时，将信号传递给单片机，单片机发出报警信号，并通过GSM模块给手机用户发出警示信息。除此之外，老人独自出行，若离开设定的区域也会给手机用户发送信息，遇到各种问题也可以通过求助按键给监护人发送信息，以足够保证老年人人身财产安全。

3主要功能介绍

手杖主要是基于STM32芯片，结合硬件电路，以轻便简洁为核心，设计一款满足老年人出行，安全，娱乐，锻炼等需求的产品。

GPS定位功能。有些老年人由于记性差，或遇到什么危险，迟迟不归，而家人却不知踪向，这时可以通过GPS定位系统立马找到，让老年人安全更加有保障。

SOS自动报警功能。当老年人遇到危险，却不能及时求助时，可让手杖发出求救警告，闪光手动，也可自动，时时刻刻为老年人安全保驾护航。

FTM收音功能。可根据老年人的喜好，自动调台，适合老人休闲收听。

语音温度计。语音当时温度，提醒老年人适当增减衣物。

急救包。可在手杖偏上方的地方放置一个急救包，家人或自己放些急救物品。

超声波探测功能。在拐角处或一些看不见得地方，可能会突然出来一个车子，或跑过来一个人而老年人反应迟缓不能及时躲避而造成危险，利用超声波测距功能可有效避免这个危险。

震动功能。可根据震动强度，判断物体距离自己的遠近。遇到危险可以有效避开。

录像与录音功能。一个微型摄像头安装在手杖上方，当遇见纠纷时需要证据，这时手杖便可以提供给你很大的便捷。

存储功能。手杖还具有SD卡记忆存储功能。随时记下老年人想存下的东西，方便快捷。

心率测试仪。在手杖的手柄处设计一个心率测试仪，并合理的贴近老年人的手腕，方便老人们随时了解自己的心率和健康情况。

手杖减震装置。在手杖内部可加入弹簧作为减震装置，防止手杖碰到硬的东西而反弹，伤及老人。

LED灯。在光线不好时可开启LED灯，明亮的光线可让老年人在夜晚也能放心得走路。

手杖“不倒翁”机械结构。手杖在设置机械结构时尽量做到头轻脚重，防治老人为支撑手杖而造成腰部损伤。

伸缩功能。因为身高原因，手杖可根据需要自动增减高度。

4实施方案

本项目采用STM32做主控芯片，来调控智能手杖的各种功能，基本方案如下图。

5结论

此产品可以解决老年人、残疾人和智障人士因种种原因在迷路、走失时，给使用者和监护人等提供有效帮助，帮助监护人迅速找到使用者，避免进一步的意外发生。随着社会的发展和生活水平的提高，关心和改善老年人、残疾人和智障人士的生活质量是大势所趋，该项目有广阔的应用前景，具有很好的经济意义和社会意义。相信在不就的将来，老年智能手杖将称为老年用品市场的一道靓丽的风景线，成为老年人用户不可或缺的贴心伴侣。