摘  要

 

在当今社会老年人已经成为一个很大的群体，中国的老龄化社会问题不断加重，未来需要被照顾的老人只会越来越多。老龄化浪潮给社会来带来了巨大的冲击，但同时也带来的巨大的市场。随着互联网技术的不断发展，智能家居行业推出很多针对老年人而设计的家居产品，催生了智能拐杖迅速发展。目前智能拐杖智能拐杖并没有被大规模推广，主要由于产品同质化严重，使用不便。因为目前老人出行容易受到伤害和可能出现的突发情况高居不下，所以设计一款使用简便、功能齐全的拐杖很有必要性。

本文设计并实现了基于STM32的智能拐杖。完成了障碍提示，跌倒检测、位置定位以及紧急救援等功能。本设计采用STM32F103精英板为主控制器，采用超声波传感器和蜂鸣器的组合来实现障碍提示功能。它利用超声波反射原理，判断前方障碍物，并随着障碍物距离拐杖越来越近，蜂鸣器鸣叫会变得越来饿越尖锐，同时LCD屏还会显示距离信息。采用加速度传感器模块来实现跌倒检测功能，模块实时测量拐杖和地面的夹角，如果两者的夹角出现小于安全角度阈值的情形，主控制器通过GPS定位模块得到老人的位置，而后经由GPRS无线通信模块将提示短信发送至监护人手机，同时蜂鸣器鸣叫救助周围人群。

本系统经测试显示，障碍检测远距离误差在10%以内，近距离误差在5%以内，并且伴随着灯蜂鸣器警报。LCD显示屏能够有效工作，准确的显示障碍物距离、周围温度值和经纬度信息。在拐杖倒地后，监护人手机能够成功的收到提示断行，时间相差不足2分钟。系统个功能测试结果完全符合产品的功能需要，而且整体性能稳定。

 

关键词：单片机，超声波测距，跌倒检测，GPRS

目  录

 

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

第二章 系统分析及总体方案设计

2.1 系统的需求分析

2.2 系统的功能分析

2.3 智能拐杖系统的方案设计

第三章 系统的硬件设计

3.1 主控电路模块

3.2 超声波测距模块

3.3 无线通信模块

3.4 加速度传感器模块

3.5 GPS定位模块

3.6 TFTLCD屏显示模块

第四章 系统的软件设计

4.1 超声波测距模块设计

4.2无线通信模块设计

4.3 加速度传感器模块设计

4.4 GPS定位模块设计

4.5 TFTLCD屏显示模块设计

第五章 系统调试与结果验证

5.1 系统测试

5.2 误差分析

第六章 总结

参考文献

致  谢