一种用于老年人实时监护的智能辅助系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于老年人实时监护的智能辅助系统。系统包括STM32控制板、GPS模块、GSM模块、LCD显示屏、重力加速度模块、手机端、服务器端等。手机端包括个人监护人设置、运动量统计及健康建议、地图等部分。本发明专利技术可以实现老人跌倒检测和报警，GPS定位防止老人走失，行走计步和距离估计，运动量统计等功能。该系统具有稳定性强、成本低、自动化程度高、计步精确、实时通信报警等特点，可以让老人简单使用，为老人提供足够的安全保障以及运动状况的了解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及老年人监护技术,具体涉及一种用于老年人实时监护的智能辅助系统。
技术介绍
随着老龄化社会的逐渐到来，老龄化问题成为了很多国家面临的挑战。关爱照顾老人的问题成为了一个热点问题。科技的进步能够为人们带来生活的方便，而信息技术的快速发展使得越来越多的传统硬件设备发展为智能硬件。比如智能风扇，智能电灯等等。结合可穿戴式设备的发展趋势和老人日常生活所必须的用品如拐杖，可以开发出具有一定智能的拐杖。利用拐杖的便携性特点，可以在其上面集成各种模块以拓展功能。在拐杖上可以运用嵌入式开发技术将所有模块通过中央控制器协调起来工作，呈现一个具有完整功能的智能拐杖。而通过软件开发技术又可以在手机端上开发出各种各样功能各异的APP。利用通信技术将拐杖与手机端连接起来，达到远程监控的目的。
技术实现思路
本专利技术旨在为老人及其家人提供贴心的服务，借助于智能拐杖系统实现包括跌倒检测和报警，老人位置定位以及防止走失，步数计算，运动量统计分析等功能。该系统拐杖部分采用STM32控制板、GPS模块、GSM模块、LCD显示屏、重力加速度模块组合起来实现定位，计步，跌倒报警并且发送短信与手机端联系的功能，具有稳定性高，计步精确地特点。手机端对短信数据进行处理，可以进行运动量显示和分析，显示地图，获取老人位置等操作。服务器端进行监护人验证，监护人信息的存储，以及处理监护人发过来的运动信息，返回老人健康建议。本专利技术采用的技术方案如下。一种用于老年人实时监护的智能辅助系统，其包括手机端、老人拐杖、LCD显示屏、GPS模块、GSM模块、STM32控制板、重力加速度模块、电源模块以及服务器端；所述GPS模块分布在拐杖最上方，用于接受卫星信号进行定位；重力传感器模块位于靠近拐杖下端，使之拥有较大的摆幅；LCD显示屏位于拐杖把手附近，显示内容包括计录的步数、距离、跌倒还是正常状态； STM32控制板在中央位置，分别与LCD显示屏、GPS模块、GSM模块、重力加速度模块、电源模块连接；STM32控制板获取与其连接的相应模块的数据，GSM模块接收到手机端查询短信时，STM32控制板通过GSM模块返回相应数据到手机端；在重力加速度模块检测到拐杖用户跌倒时，STM32控制板通过GSM模块主动发送含有地理位置的报警信息到手机端；GPS模块提供位置信息，实现拐杖的定位；手机端和STM32控制板能与服务器端进行连接通信，服务器端能进行监护人验证、监护人信息的存储以及处理监护人发过来的运动信息，返回老人健康建议。进一步地，当所述智能辅助系统开启时，系统进入监护状态，不断跟踪老人位置，计算步数，并检测是否摔倒；一旦老人发生摔倒情况，马上发送短信通知手机端发生摔倒的位置；手机端对短信信息进行处理后呈现给服务器端的监护者，监护者根据现实情况采取措施。进一步地，手机端会自动处理短信信息，根据位置信息调用地图功能进行位置显示，路线规划；手机端能够主动发送短信至拐杖以获取信息；手机端能够显示老人的运动信息图表。进一步地，重力加速度模块在计步与判断是否跌倒时，先将重力数据除以64，减少数据的波动，便于判断当前状态；考虑拐杖运动的前后单向性，分别记录拐杖前倾和后倾的数据状态，每当检测到这种数据状态时，便可让步数增加；判断拐杖是否跌倒时，当检测到重力分量与竖立时的重力分量大于设定值，且在检测到处于这种数据状态时，重复确认，只有达到设定确认次数才判断跌倒。进一步地，GSM模块可以发送并且接收短信，实现与手机端的长距离通信，只需在GSM模块上插SIM卡，设置好报警的远方手机号码，则手机端和拐杖就可以相互通信，拐杖既能接受命令，也能主动发送数据。进一步地， STM32控制板负责控制整个系统协调工作，实现对所有硬件模块的控制；控制板通过USART和GPS、GSM通信，通过I/O口控制LCD显示屏的显示结果，再用I2C通信来获取重力加速度模块的信息；STM32控制板不间断的获取GPS、加速度数据和GSM短信，一旦有来自手机端的短信命令，则返回具有数据的信息给手机端；当检测老人跌倒后发送报警信息到远方手机端。进一步地，电源模块为可充电移动电源。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：本专利技术可以实现老人跌倒检测和报警，GPS定位防止老人走失，行走计步和距离估计，运动量统计等功能。该系统具有稳定性强、成本低、自动化程度高、计步精确、实时通信报警等特点，可以让老人简单使用，为老人提供足够的安全保障以及运动状况的了解。附图说明图1是实例中智能拐杖的结构示意图。图2是实例中的硬件模块连接图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步具体地描述，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1，一种用于老年人实时监护的智能辅助系统，包括手机端、老人拐杖、LCD显示屏4、GPS模块3、GSM模块2、STM32控制板1、重力加速度模块5、电源模块6以及服务器端。所述GPS模块分布在拐杖最上方，用于接受卫星信号进行定位；重力传感器模块位于靠近拐杖下端，使之拥有较大的摆幅；LCD显示屏位于拐杖把手附近，显示内容包括计录的步数、距离、跌倒还是正常状态； STM32控制板在中央位置，分别与LCD显示屏、GPS模块、GSM模块、重力加速度模块、电源模块连接；STM32控制板获取与其连接的相应模块的数据，GSM模块接收到手机端查询短信时，STM32控制板通过GSM模块返回相应数据到手机端；在重力加速度模块检测到拐杖用户跌倒时，STM32控制板通过GSM模块主动发送含有地理位置的报警信息到手机端；GPS模块提供位置信息，实现拐杖的定位；手机端和STM32控制板能与服务器端进行连接通信，服务器端能进行监护人验证、监护人信息的存储以及处理监护人发过来的运动信息，返回老人健康建议。作为实例，GPS模块分布在拐杖最上方，保证模块能够良好地接受卫星信号进行定位；重力传感器模块放在靠近拐杖下方，使之拥有较大的摆幅；LCD显示屏放在把手附近，从而方便观察结果；此外，STM32控制板在中央位置，便于和其他模块连接，减少连线距离。各模块与控制板的通信方式如图2所示进行，系统运行时，从各通信端口获取数据，在接收到远方查询短信时，便返回各数据到手机端。在检测到跌倒时，主动发送含有地理位置的报警信息到远方。手机端具体实施方式如下：监护人个人设置，通过客户端-服务器端的方式进行监护人注册以及登录验证，监护人在客户端登录后可以进行个人信息的完善以及是智能拐杖的关联，这些信息都会发送到服务器端进行存储；运动量统计与健康建议，老人运动信息是通过短信读取的方式存储在本地数据库中，每次在监护人登录客户端时都会读取短信信息进行本地数据库的更新，并将最近一周老人的运动信息读取出来，用于老人运动信息柱状图的显示。与此同时，手机端会发送最近一周老人运动信息到服务器端，服务器端根据这些信息进行智能模板匹配，返回最佳匹配模板对应的健康建议信息并显示在手机端；地图的显示以及地图功能的开发，通过加载百度地图的SDK以及调用手机端的GPS进行手机端位置与拐杖位置在地图上的显示。在进行百度地图开发申请后，通过调用百度地图API的方法进行地图部分其他功能的开发，包括经纬度定位以及地点解析定位，地理围栏的实现，搜索周边医院等热门地点以及是完成路线规划查询等功能。服务器端主要是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于老年人实时监护的智能辅助系统，其特征在于包括手机端、老人拐杖、LCD显示屏、GPS模块、GSM模块、STM32控制板、重力加速度模块、电源模块以及服务器端；所述GPS模块分布在拐杖最上方，用于接受卫星信号进行定位；重力传感器模块位于靠近拐杖下端，使之拥有较大的摆幅；LCD显示屏位于拐杖把手附近，显示内容包括计录的步数、距离、跌倒还是正常状态； STM32控制板在中央位置，分别与LCD显示屏、GPS模块、GSM模块、重力加速度模块、电源模块连接；STM32控制板获取与其连接的相应模块的数据，GSM模块接收到手机端查询短信时，STM32控制板通过GSM模块返回相应数据到手机端；在重力加速度模块检测到拐杖用户跌倒时，STM32控制板通过GSM模块主动发送含有地理位置的报警信息到手机端；GPS模块提供位置信息，实现拐杖的定位；手机端和STM32控制板能与服务器端进行连接通信，服务器端能进行监护人验证、监护人信息的存储以及处理监护人发过来的运动信息，返回老人健康建议。

【技术特征摘要】
1.一种用于老年人实时监护的智能辅助系统，其特征在于包括手机端、老人拐杖、LCD显示屏、GPS模块、GSM模块、STM32控制板、重力加速度模块、电源模块以及服务器端；所述GPS模块分布在拐杖最上方，用于接受卫星信号进行定位；重力传感器模块位于靠近拐杖下端，使之拥有较大的摆幅；LCD显示屏位于拐杖把手附近，显示内容包括计录的步数、距离、跌倒还是正常状态； STM32控制板在中央位置，分别与LCD显示屏、GPS模块、GSM模块、重力加速度模块、电源模块连接；STM32控制板获取与其连接的相应模块的数据，GSM模块接收到手机端查询短信时，STM32控制板通过GSM模块返回相应数据到手机端；在重力加速度模块检测到拐杖用户跌倒时，STM32控制板通过GSM模块主动发送含有地理位置的报警信息到手机端；GPS模块提供位置信息，实现拐杖的定位；手机端和STM32控制板能与服务器端进行连接通信，服务器端能进行监护人验证、监护人信息的存储以及处理监护人发过来的运动信息，返回老人健康建议。2.根据权利要求1所述的一种用于老年人实时监护的智能辅助系统，其特征在于：当所述智能辅助系统开启时，系统进入监护状态，不断跟踪老人位置，计算步数，并检测是否摔倒；一旦老人发生摔倒情况，马上发送短信通知手机端发生摔倒的位置；手机端对短信信息进行处理后呈现给服务器端的监护者，监护者根据现实情况采取措施。3.根据权利要求1所述的一种用于老年人实时监护的智能辅助系统，其特征在于：手机端会自动处理短信信息，根据位置信息调用...

【专利技术属性】
技术研发人员：高学，谢乐乐，容汉铿，张叙文，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44