基于内置卫星定位的智能救命手杖

邹双全 任西旺

摘 要： 本文主要讲述了一种以STM32为核心的内置卫星定位的智能救命手杖。该手杖主要针对老年人容易迷路甚至走失，以及老年人经常会出现血糖和血压偏高等特点来进行设计的。老人独自出行时，若离开设定的区域便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，以充分保证老年人的人身财产安全。与此同时，通过红外感应装置进行准确的血糖血压的测定，保证了老年人能够及时进药。最后，文章介绍了手杖在电路设计与实现方面的可行性。

关键词： 智能救命手杖；MTM32；GPS定位模块；GSM模块；血糖血压计

引言

老年人需要锻炼与出行，但由于疾病的困扰，体能的下降，“行路难”问题不可避免的成为困扰著老人们的一个难题。 根据老年人的需要和目前状况，我们设计了一款内置卫星定位的智能手杖，使老年人的活动范围不再局限于家中或者医院，老年人在行走中，就可以检测自身的血糖值和血压值，随时进药，也不必担心是否迷路[1]。内置的卫星定位和三轴加速传感器可以实时的检测自身所处位置和所走距离，大幅度提高老年人的生活质量[2]。

一 智能救命手杖的基本原理与组成

1.1工作原理

智能手杖的基本工作原理是：利用GPS的卫星定位功能，随时确定使用者的位置，将当前的经纬度信息和预先存储在拐杖里的路径信息进行比较，如果超出预定范围则给出提示信息，帮助使用者回到预定范围；如果超出一定范围，向监护人发送GSM短信息报警、求助。监护人可以随时向智能拐杖发短信查询当前位置；监护人可以通过GPRS与智能拐杖建立网络连接，在地图上显示实时位置和行走轨迹，监控使用者的活动范围，帮助监护人尽快找到使用者。在光线较暗条件下，智能拐杖本身的手电筒就会照明，方便老人出行，还可以自由伸缩，以适应不同身高的使用者[3]。

1.2系统组成

智能手杖控制系统由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。若老人独自出行，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。

二 智能救命手杖的系统设计与实现

2.1程序设计

系统软件包括主程序、采集信息程序、提醒控制程序等，脉搏心率传感器作采集心率脉搏的检测工作，GPS定位作采集老年人活动区域的规范检测工作，手电筒为老人提供照明服务，一键求助按键为老人的安全又加了一层保障。

具体设计思路如下所示：

打开电源开关后，单片机上电单片机启动后以扫描方式开始工作。GPS定位系统，脉搏心率传感器、光敏电阻等将检测到的信号传入单片机中，单片机根据这些消息内容控制GSM模块、手电筒、报警器。当老人手握拐杖，各个模块开始工作，GPS模块开始实时监控，当发现老年人所在地超出了已知的区域，单片机马上将信息反馈给GSM模块以短信方式通知手机用户；当单片机检测到求助按钮被按下，GSM模块与手机用户建立连接以便为老人及时提供帮助；当单片机检测到脉搏心率失常时，立马发出警报引起人注意，并与手机用户建立连接为老人及时提供救助，如此反复循环，单片机进入下一个循环周期，继续处理各模块采集到的信号。

2.2实物展示

三 结论

根据以上设计，制作了智能拐杖样机。通过对样机的测试，主要实现了如下功能：

（1）卫星定位功能，监护人可随时确定使用者的具体位置；

（2）偏离提示和求助功能，在使用者偏离预定路线时给予主动提示，必要时呼叫监护人，发出求助信息；

（3）拐杖呼救功能，在使用者摔倒或者其他突发时间，可以主动向监护人发送求救信息；

（4）监护人可以通过监控使用者的活动轨迹，实现连续实时定位；

（5）照明功能，为了方便老人在光线较暗的条件下出行。

智能手杖的设计，在保证了手杖的基本功能之下，增加的探照灯和GPS为老年人在夜间和陌生地域的行走提供了保障；其伸缩结构和储药盒大大减轻了老年人携带困难的问题；最重要的是它可以快捷准确的测量血糖血压值，减少了去医院的复杂程序，使老年人对自己的身体状况有了实时的了解。

参考文献

[1]朱劲夫，程方明，刘明哲，苏世熙.基于GPS和GSM智能手杖的设计与实现[J].电子技术与软件工程，2015（12）：139-141.

[2]许丽， 曹胜男， 唐立伟. 基于 AT89C51 的智能手杖设计与实现[J]. 太原师范学院学报： 自然科学版， 2009 （4）： 66-69.

[3]杨鑫， 袁伍， 符长友， 等. 物联网智能手杖的应用价值研究[J]. 电子制作， 2014 （22）： 28-28.