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智能应用
现阶段，我国已经进入老龄化社会，老龄化问题给社会
和家庭带来了巨大的压力。老年人随着年龄的增长，腿脚越来越不灵活，记忆力逐渐衰退，出门不便，容易出现摔倒和走失，所以经常在电视和网络上看到摔倒长时间无人扶起，以及寻走失老人的新闻。针对以上情况，本文是基于老年人体而设计的智能拐杖。 2 系统方案
本文以STC89C52为主控件，设计了一款具有GPS 定
位、GSM 短信传输、报警系统、LED 照明、MP3等多功能智能拐杖，该设计操作简单、成本低、具有较强的实用性和
市场价值。
■2.1 主要功能、指标与实现原理
(1)GPS 定位：拐杖系统内置GPS 定位功能，能实时获
取老人所处的位置，家人可以及时关注到老人的行踪轨迹；如果老人不慎走失或者迷路，可以通过按键，立刻即可获得位置，以免紧急情况发生。
(2)GSM 短信传输：拐杖采用GSM 模块SIM800，具有
基于GSM 网络进行通信的所有基本功能，能将获取的老人位置经纬度信息通过短信的形式，发送给紧急联系人，便于快速到老人。
(3)报警系统：报警系统含1个红LED 指示灯和1个蜂鸣器，当老人摔倒的时候，或者需要帮忙的时候，可以按下按键发出警报，报警时，红 LED 指示灯点亮，蜂鸣器持续发出警报声，目的是让周围的人及时发现需要寻求帮助
的老人。
(4)四轮底座结构可防摔倒、助扶、挂物件：四轮底座
结构的设计本身具有较高的稳定性，在老人倚靠在该拐杖上，不至于倾斜，仍然能够保持较高的平衡性，且轮子结构具有助扶作用，在老人起身时，可以帮助老人站起。轮子具有刹车功能，老人在歇息时，可将拐杖轮子制动，用于挂放
随手携带的外套或物件。火石轮
(5)小药箱的人性化设计：在拐杖中部，设计1个小药箱，
放一些急用的备用药，在老年人外出时遇到紧急情况可随时随地取用，比如救心丸、创可贴等，体现了设计对老年人的关怀。
(6)MP3：内置MP3功能，满足老年体日常娱乐所需，
陪伴他们的日常生活，无需另外再携带其他播放器，减轻出行负担。
(6)LED 照明：拐杖内置10mm 的LED 白灯，相当于
多了一个照明的手电筒，在晚上或者灯光昏暗的环境起到照明作用，防止老人因为看不清而摔倒。 ■2.2 硬件框图设计
该系统由单片机最小系统电路、GPS 模块电路、GSM
模块电路、报警电路、MP3、LED 照明及按键电路等组成，
控制核心为单片机。系统硬件框图设计如图1所示。
图1 智能拐杖系统硬件框图
中子测井
整个系统主要包括以下几个模块：(1)GPS 模块电路
本系统使用的GPS 模块具有高灵敏度、低功耗、小型
化、其极高追踪灵敏度大大扩大了其定位的覆盖面，在普通GPS 接收模块不能定位的地方，如狭窄都市天空下、密集的丛林环境，本系统模块都能高精度定位。模块接口原理图
基于老年人体的智能拐杖设计
毛丽凤，林君濠，严珩洋，刘李龙
（广东职业技术学院，广东佛山，528000）
摘要：在电视和网络上经常会看到寻走失老人和摔倒老人不能及时得到帮助的新闻，为了保证出行安全，本次设计的拐杖首先从结构上采用四轮底座结构，保证尽量平稳，最大限度防止摔倒；其次，在摔倒等紧急情况发生时，可通过报警系统的警报和红灯指示，快速被人发现而得到及时帮助；再次，
通过实时监控功能，可以时刻监控老人行动轨迹，并通过定位及时寻到老人。基于以上，本次设计了一款具有GPS定位、GSM短信传输、报警系统、MP3、LED照明等功能的智能拐杖。该设计操作简单、成本较低，具有较强的实用性和市场价值。关键词：四轮底座结构；GPS；报警
(4)MP3语音模块
MP3电路选用JR6001芯片，带USB可直接更新曲库，支持两线串口控制。芯片通过外接按键控制音量减小、音量增大、上一曲、下一曲、播放/暂停，连接方式如图5所示。
(5)LED照明电路
选用超高亮10mm的发光二极管LED白灯，相当于拐杖多了一个照明的手电筒，接口原理图如图6所示。
本次设计的老年人智能拐杖外观如图7所示。
图7 老年人智能拐杖外观设计
（1）外形
老年人智能拐杖的外形，遵从产品本身固有形态，主要是从原有的普通拐杖形状演变而来，在细节方面设计突显不同。此次设计的老年人智能拐杖，风格既经典又时尚，在充满科技感的同时又保证其功能实用性。根据人机工程学原理，设计成有弧度的握柄，让使用者握持更舒服，用着更舒心。（2）颜
金属槽筒在高科技百花争艳的年代，年轻人的产品形形，对于老年人产品的彩搭配也不能忽视。彩往往比形态更具吸引力，这也是影响工业产品造型设计的一个非常重要的方面。本款老年人智能拐杖选用黑搭配中国红。黑彰显出一种朴实的高贵，给人沉着、稳重的感觉。红，意味着平安、吉庆、福禄、康寿。
（3）材质
材料的运用也是影响设计的一个重要因素，本款老年人
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智能应用
智能拐杖主要使用的材料就是PC 材料。PC 材料作为被世
界范围内广泛使用的材料，有着其自身的特性和优缺点，是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性；还具有可着等
优点。
（4）四脚轮底座结构
从智能拐杖的外观图可以看出，底座为四脚轮结构，且
附带刹闸功能，老年人在行走时可以推动轮子，毫不费力；设计本身具有较高的稳定性，在老人倚靠在该拐杖上，不至于倾斜，仍然能够保持较高的平衡性；轮子结构具有助扶作用，在老人起身时，可以帮助老人站起；刹车功能，老人在
歇息时，可将拐杖轮子制动，用于挂放随手携带物件。3 系统测试
■3.1 GPS/GSM 模块
系统上电后，每到设定的时间间隔，即向指定手机发送
当前的定位数据一次；当紧急情况发生时，可随时摁下按键，GSM 立即将当前的GPS 定位数据发送到指定手机上。家人可通过定位数据，查询到老人所在的位置。GPS/GSM 模块
测试过程，如图8所示。
图8 GPS/GSM 模块测试
当系统上电，电源指示灯点亮，GPS 状态指示灯绿灯
闪烁，表示定位成功；黄灯点亮时，系统将GPS 信息通过GSM 短信模块发送到指定手机上，指定联系人获取
GPS 短信，如图9所示。
图9 GSM
短信传输内容云计算导航
通过经纬度地图获取位置，如图10所示。
图10 通过短信获取具体位置
■3.2 报警系统
报警系统含1个红LED 指示灯和1个蜂鸣器，当老
u盾客户端
人摔倒的时候，或者需要帮忙的时候，可以按下按键，发出警报，报警时，红 LED 指示灯点亮，蜂鸣器持续发出警
移动隔断墙报声，目的是让周围的人及时发现需要寻求帮助的老人。测试效果如图11所示。
图11 报警系统模块测试
■3.3 LED 照明
拐杖内置10mm 的LED 白灯，相当于多了一个照明的
手电筒，在晚上或者灯光昏暗的环境起到照明作用，测试效果如图12所示。
图12 LED 照明测试
（下转第8页）
参谋. 2019(20) : 181.
4 特
通过与相关专利、刊物、硕博士论文以及市场上同类型产品的相关查询与对比，总结有一下几点特：(1)GPS定位系统实时获取老人所在位置。综合应用MCU控制、GPS定位、GSM短信传输等技术，最终制作成智能定位报警拐杖。实时记录老年人出行轨迹，快速的知道老人的具体位置，便于监护人监控和寻。(2)四轮底座结构可有效防摔倒、助扶、挂物件。四轮底座结构很稳定，即使老人完全倚靠在该拐杖上，仍然能够保持较高的平衡性，不至于倾斜，且轮子结构具有助扶作用，在老人起身时，可以帮助老人站起。轮子附带刹车功能，老人在歇息时，可将拐杖轮子制动，用于挂放随手携带的外套或物件。
(3)MP3播放音乐。不需额外佩带播放音乐设备，满足老人日常娱乐需求。
(4)小药箱的人性化设计。在拐杖中部，设计1个小药箱，放一些急用的备用药，在老年人外出时遇到紧急情况可随时随地取用，比如救心丸、创可贴等，体现了设计对老年人的关怀。
参考文献
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（上接第33页）
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参考文献
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