一種用于老年人實時監護的智能輔助系統技術方案

本發明專利技術提供一種用于老年人實時監護的智能輔助系統。系統包括STM32控制板、GPS模塊、GSM模塊、LCD顯示屏、重力加速度模塊、手機端、服務器端等。手機端包括個人監護人設置、運動量統計及健康建議、地圖等部分。本發明專利技術可以實現老人跌倒檢測和報警，GPS定位防止老人走失，行走計步和距離估計，運動量統計等功能。該系統具有穩定性強、成本低、自動化程度高、計步精確、實時通信報警等特點，可以讓老人簡單使用，為老人提供足夠的安全保障以及運動狀況的了解。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及老年人監護技術,具體涉及一種用于老年人實時監護的智能輔助系統。
技術介紹
隨著老齡化社會的逐漸到來，老齡化問題成為了很多國家面臨的挑戰。關愛照顧老人的問題成為了一個熱點問題。科技的進步能夠為人們帶來生活的方便，而信息技術的快速發展使得越來越多的傳統硬件設備發展為智能硬件。比如智能風扇，智能電燈等等。結合可穿戴式設備的發展趨勢和老人日常生活所必須的用品如拐杖，可以開發出具有一定智能的拐杖。利用拐杖的便攜性特點，可以在其上面集成各種模塊以拓展功能。在拐杖上可以運用嵌入式開發技術將所有模塊通過中央控制器協調起來工作，呈現一個具有完整功能的智能拐杖。而通過軟件開發技術又可以在手機端上開發出各種各樣功能各異的APP。利用通信技術將拐杖與手機端連接起來，達到遠程監控的目的。
技術實現思路
本專利技術旨在為老人及其家人提供貼心的服務，借助于智能拐杖系統實現包括跌倒檢測和報警，老人位置定位以及防止走失，步數計算，運動量統計分析等功能。該系統拐杖部分采用STM32控制板、GPS模塊、GSM模塊、LCD顯示屏、重力加速度模塊組合起來實現定位，計步，跌倒報警并且發送短信與手機端聯系的功能，具有穩定性高，計步精確地特點。手機端對短信數據進行處理，可以進行運動量顯示和分析，顯示地圖，獲取老人位置等操作。服務器端進行監護人驗證，監護人信息的存儲，以及處理監護人發過來的運動信息，返回老人健康建議。本專利技術采用的技術方案如下。一種用于老年人實時監護的智能輔助系統，其包括手機端、老人拐杖、LCD顯示屏、GPS模塊、GSM模塊、STM32控制板、重力加速度模塊、電源模塊以及服務器端；所述GPS模塊分布在拐杖最上方，用于接受衛星信號進行定位；重力傳感器模塊位于靠近拐杖下端，使之擁有較大的擺幅；LCD顯示屏位于拐杖把手附近，顯示內容包括計錄的步數、距離、跌倒還是正常狀態； STM32控制板在中央位置，分別與LCD顯示屏、GPS模塊、GSM模塊、重力加速度模塊、電源模塊連接；STM32控制板獲取與其連接的相應模塊的數據，GSM模塊接收到手機端查詢短信時，STM32控制板通過GSM模塊返回相應數據到手機端；在重力加速度模塊檢測到拐杖用戶跌倒時，STM32控制板通過GSM模塊主動發送含有地理位置的報警信息到手機端；GPS模塊提供位置信息，實現拐杖的定位；手機端和STM32控制板能與服務器端進行連接通信，服務器端能進行監護人驗證、監護人信息的存儲以及處理監護人發過來的運動信息，返回老人健康建議。進一步地，當所述智能輔助系統開啟時，系統進入監護狀態，不斷跟蹤老人位置，計算步數，并檢測是否摔倒；一旦老人發生摔倒情況，馬上發送短信通知手機端發生摔倒的位置；手機端對短信信息進行處理后呈現給服務器端的監護者，監護者根據現實情況采取措施。進一步地，手機端會自動處理短信信息，根據位置信息調用地圖功能進行位置顯示，路線規劃；手機端能夠主動發送短信至拐杖以獲取信息；手機端能夠顯示老人的運動信息圖表。進一步地，重力加速度模塊在計步與判斷是否跌倒時，先將重力數據除以64，減少數據的波動，便于判斷當前狀態；考慮拐杖運動的前后單向性，分別記錄拐杖前傾和后傾的數據狀態，每當檢測到這種數據狀態時，便可讓步數增加；判斷拐杖是否跌倒時，當檢測到重力分量與豎立時的重力分量大于設定值，且在檢測到處于這種數據狀態時，重復確認，只有達到設定確認次數才判斷跌倒。進一步地，GSM模塊可以發送并且接收短信，實現與手機端的長距離通信，只需在GSM模塊上插SIM卡，設置好報警的遠方手機號碼，則手機端和拐杖就可以相互通信，拐杖既能接受命令，也能主動發送數據。進一步地， STM32控制板負責控制整個系統協調工作，實現對所有硬件模塊的控制；控制板通過USART和GPS、GSM通信，通過I/O口控制LCD顯示屏的顯示結果，再用I2C通信來獲取重力加速度模塊的信息；STM32控制板不間斷的獲取GPS、加速度數據和GSM短信，一旦有來自手機端的短信命令，則返回具有數據的信息給手機端；當檢測老人跌倒后發送報警信息到遠方手機端。進一步地，電源模塊為可充電移動電源。與現有技術相比，本專利技術具有如下優點和技術效果：本專利技術可以實現老人跌倒檢測和報警，GPS定位防止老人走失，行走計步和距離估計，運動量統計等功能。該系統具有穩定性強、成本低、自動化程度高、計步精確、實時通信報警等特點，可以讓老人簡單使用，為老人提供足夠的安全保障以及運動狀況的了解。附圖說明圖1是實例中智能拐杖的結構示意圖。圖2是實例中的硬件模塊連接圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步具體地描述，但本專利技術的實施方式不限于此。如圖1，一種用于老年人實時監護的智能輔助系統，包括手機端、老人拐杖、LCD顯示屏4、GPS模塊3、GSM模塊2、STM32控制板1、重力加速度模塊5、電源模塊6以及服務器端。所述GPS模塊分布在拐杖最上方，用于接受衛星信號進行定位；重力傳感器模塊位于靠近拐杖下端，使之擁有較大的擺幅；LCD顯示屏位于拐杖把手附近，顯示內容包括計錄的步數、距離、跌倒還是正常狀態； STM32控制板在中央位置，分別與LCD顯示屏、GPS模塊、GSM模塊、重力加速度模塊、電源模塊連接；STM32控制板獲取與其連接的相應模塊的數據，GSM模塊接收到手機端查詢短信時，STM32控制板通過GSM模塊返回相應數據到手機端；在重力加速度模塊檢測到拐杖用戶跌倒時，STM32控制板通過GSM模塊主動發送含有地理位置的報警信息到手機端；GPS模塊提供位置信息，實現拐杖的定位；手機端和STM32控制板能與服務器端進行連接通信，服務器端能進行監護人驗證、監護人信息的存儲以及處理監護人發過來的運動信息，返回老人健康建議。作為實例，GPS模塊分布在拐杖最上方，保證模塊能夠良好地接受衛星信號進行定位；重力傳感器模塊放在靠近拐杖下方，使之擁有較大的擺幅；LCD顯示屏放在把手附近，從而方便觀察結果；此外，STM32控制板在中央位置，便于和其他模塊連接，減少連線距離。各模塊與控制板的通信方式如圖2所示進行，系統運行時，從各通信端口獲取數據，在接收到遠方查詢短信時，便返回各數據到手機端。在檢測到跌倒時，主動發送含有地理位置的報警信息到遠方。手機端具體實施方式如下：監護人個人設置，通過客戶端-服務器端的方式進行監護人注冊以及登錄驗證，監護人在客戶端登錄后可以進行個人信息的完善以及是智能拐杖的關聯，這些信息都會發送到服務器端進行存儲；運動量統計與健康建議，老人運動信息是通過短信讀取的方式存儲在本地數據庫中，每次在監護人登錄客戶端時都會讀取短信信息進行本地數據庫的更新，并將最近一周老人的運動信息讀取出來，用于老人運動信息柱狀圖的顯示。與此同時，手機端會發送最近一周老人運動信息到服務器端，服務器端根據這些信息進行智能模板匹配，返回最佳匹配模板對應的健康建議信息并顯示在手機端；地圖的顯示以及地圖功能的開發，通過加載百度地圖的SDK以及調用手機端的GPS進行手機端位置與拐杖位置在地圖上的顯示。在進行百度地圖開發申請后，通過調用百度地圖API的方法進行地圖部分其他功能的開發，包括經緯度定位以及地點解析定位，地理圍欄的實現，搜索周邊醫院等熱門地點以及是完成路線規劃查詢等功能。服務器端主要是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于老年人實時監護的智能輔助系統，其特征在于包括手機端、老人拐杖、LCD顯示屏、GPS模塊、GSM模塊、STM32控制板、重力加速度模塊、電源模塊以及服務器端；所述GPS模塊分布在拐杖最上方，用于接受衛星信號進行定位；重力傳感器模塊位于靠近拐杖下端，使之擁有較大的擺幅；LCD顯示屏位于拐杖把手附近，顯示內容包括計錄的步數、距離、跌倒還是正常狀態；?STM32控制板在中央位置，分別與LCD顯示屏、GPS模塊、GSM模塊、重力加速度模塊、電源模塊連接；STM32控制板獲取與其連接的相應模塊的數據，GSM模塊接收到手機端查詢短信時，STM32控制板通過GSM模塊返回相應數據到手機端；在重力加速度模塊檢測到拐杖用戶跌倒時，STM32控制板通過GSM模塊主動發送含有地理位置的報警信息到手機端；GPS模塊提供位置信息，實現拐杖的定位；手機端和STM32控制板能與服務器端進行連接通信，服務器端能進行監護人驗證、監護人信息的存儲以及處理監護人發過來的運動信息，返回老人健康建議。

【技術特征摘要】
1.一種用于老年人實時監護的智能輔助系統，其特征在于包括手機端、老人拐杖、LCD顯示屏、GPS模塊、GSM模塊、STM32控制板、重力加速度模塊、電源模塊以及服務器端；所述GPS模塊分布在拐杖最上方，用于接受衛星信號進行定位；重力傳感器模塊位于靠近拐杖下端，使之擁有較大的擺幅；LCD顯示屏位于拐杖把手附近，顯示內容包括計錄的步數、距離、跌倒還是正常狀態； STM32控制板在中央位置，分別與LCD顯示屏、GPS模塊、GSM模塊、重力加速度模塊、電源模塊連接；STM32控制板獲取與其連接的相應模塊的數據，GSM模塊接收到手機端查詢短信時，STM32控制板通過GSM模塊返回相應數據到手機端；在重力加速度模塊檢測到拐杖用戶跌倒時，STM32控制板通過GSM模塊主動發送含有地理位置的報警信息到手機端；GPS模塊提供位置信息，實現拐杖的定位；手機端和STM32控制板能與服務器端進行連接通信，服務器端能進行監護人驗證、監護人信息的存儲以及處理監護人發過來的運動信息，返回老人健康建議。2.根據權利要求1所述的一種用于老年人實時監護的智能輔助系統，其特征在于：當所述智能輔助系統開啟時，系統進入監護狀態，不斷跟蹤老人位置，計算步數，并檢測是否摔倒；一旦老人發生摔倒情況，馬上發送短信通知手機端發生摔倒的位置；手機端對短信信息進行處理后呈現給服務器端的監護者，監護者根據現實情況采取措施。3.根據權利要求1所述的一種用于老年人實時監護的智能輔助系統，其特征在于：手機端會自動處理短信信息，根據位置信息調用...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高學，謝樂樂，容漢鏗，張敘文，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44