基于嵌入式的多功能拐杖制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于嵌入式的多功能拐杖。本实用新型专利技术包括手柄、支撑杆和底座,支撑杆的上端和下端分别与手柄和底座固定连接，且支撑杆的底部与底座中心螺纹孔螺纹连接；手柄前设置有微型摄像头记录仪，底座下底面中心位置设置有红外线传感器，手柄上设置有LED闪光警报灯和按键；所述支撑杆内设置有控制器、GPS模块、GSM/GPRS模块、陀螺姿态角度测量模块、可拆卸电池、蜂鸣器、上端超声波传感器、下端红外线数字避障传感器以及RFID电子标签。本实用新型专利技术结构简单，设计了微型摄像头功能，可以实时记录老人前方的情况。RFID电子标签功能，在适当的场合布置读卡器，可以帮助快速获知老人室内位置。

Multifunctional crutches based on Embedded System

【技术实现步骤摘要】
基于嵌入式的多功能拐杖
本技术涉及物联网
，具体为一种基于嵌入式的多功能拐杖。
技术介绍
我国已经成为世界上老年人口最多的国家，也是老龄化速度发展最快的国家之一，而因为社会原因，对于如何保障老年人的出行安全成为我们现实生活中的一大难题，子女无法守在身边，请专人陪伴老人往往不能尽人意且成本较高，一般家庭的经济状况无法承担其巨大的开销。目前市面上存在的拐杖大多数还是传统的木制或金属制的手杖，其作用仅限于辅助行走，而市面上已经存在一些具有多功能的智能手杖也并不能很好的为老年人的出行安全提供保障。随着科技的发展，RFID、传感器应用和GPS定位技术越来越成熟以及APP的普遍应用，让我们通过手机便能关注老人的情况成为现实。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于嵌入式的多功能拐杖，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：本技术包括手柄、支撑杆(1)和底座,其特征在于支撑杆(1)的上端和下端分别与手柄和底座固定连接，且支撑杆(1)的底部与底座中心螺纹孔螺纹连接；所述手柄前设置有微型摄像头记录仪(2)，底座下底面中心位置设置有红外线传感器(3)，所述手柄上设置有LED闪光警报灯(4)和按键(5)；所述支撑杆(1)内设置有控制器(6)、GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、可拆卸电池(10)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)以及RFID电子标签(14)；其中，控制器(6)用于控制GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、可拆卸电池(10)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)；GPS模块(7)为主控制芯6片提供经纬度信息；陀螺姿态角度测量模块(9)用于将角速度、角度转换为数字信号输出给控制器；可拆卸电池(10)用于给微型摄像头记录仪(1)、红外线传感器(2)、LED闪光警报灯(4)、控制器(6)、GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)供电；蜂鸣器(11)用于发出警报声音；上端超声波传感器(12)和下端红外线数字避障传感器(13)均用于避障；RFID电子标签(14)用于室内定位使用者的所在位置。所述的上端超声波传感器(12)和下端红外线数字避障传感器(13)均水平向下倾斜30°安装可基本满足不同身高段的使用者要求，上端超声波传感器(12)应设置在距手柄5cm左右的位置，下端红外线数字避障传感器(13)应设置在距离底座5cm以上的位置，防止行走过程中前方有障碍物。本技术工作过程如下：当一键开关开启系统后，微型摄像头记录仪(2)、底部红外线传感器3、控制器(6)、GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)以及RFID电子标签(14)均同时打开，进入工作状态；微型摄像头记录仪(2)用来记录使用者前方的情况状态；陀螺姿态角度测量模块(9)处于不断自我检测状态，检测拐杖旋转的角度和角速度，并将角度和角速度转换为数字信号送入控制器(6)内，控制器(6)通过输入的数字信号判断拐杖此时是否异常，如果没有异常则判断下一时刻从陀螺姿态角度测量模块(9)输入的数字信号，否则进入异常状态：GPS模块将当前的位置信息传入到控制器(6)中，控制器(6)通过GSM/GPRS模块(8)向预设的亲人手机发短信，并上传数据到界面显示拐杖的当前位置信息，同时控制LED闪光警报灯(4)开启；底部红外线传感器3不断采集拐杖底部到地面的距离信号，并将距离信号传入到控制器(6)中，控制器(6)判断传入的信号是否偏离规定的数值范围，如果检测到距离信号偏离规定的数值范围，控制器(6)立即向蜂鸣器(11)发出启动信号，蜂鸣器(11)随即就会警报，否则继续判断下一时刻的距离信号；上端超声波传感器(12)以及下端红外线数字避障传感器(13)将不断采集前方物体的距离信号，并将信号传入到控制器(6)中，控制器(6)判断传入的信号是否低于规定的数值，如果检测到低于规定的数值范围，控制器(6)立即向蜂鸣器(11)发出启动信号，蜂鸣器(11)随即就会警报，否则继续判断下一时刻的距离信号；RFID电子标签为无源的电子标签，设置在室内位置，当读写器识别到RFID电子标签的信息后，通过读卡器的位置信息获知拐杖的信息；一键报警能够直接启动LED闪光警报灯(4)和蜂鸣器(11)；一键取消报警可以直接关闭LED闪光警报灯(4)和蜂鸣器(11)；一键开关可以打开和关闭整个系统。控制器(6)采用的是正点原子的STM32F103ZET6最小系统板；底部红外线传感器(3)采用的是天士凯公司的红外线数字避障传感器；GPS模块(7)采用的型号为NEO-6M；GSM/GPRS模块(8)采用的是天士凯公司的SIM800C开发板；陀螺姿态角度测量模块(9)采用的是天士凯公司的JY901倾角仪串口(9)轴加速度计传感器陀螺姿态角度测量模块；上端超声波传感器(12)采用的是天士凯公司的HC-SR04超声波模块；下端红外线数字避障传感器(13)采用的是天士凯公司的红外线数字避障传感器。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术结构简单，由于老人机体能力下降，视力减弱，反应能力下降，本技术设计了微型摄像头功能，可以实时记录老人前方的情况。当老人遇到障碍物的时候，超声波避障功能，可以和蜂鸣器紧密结合，提醒老人前方有障碍物。或者在平时走路或上下楼,拐杖下方有异常路面时，拐杖底部的红外线测距功能，通过蜂鸣器，提醒到老人注意脚下安全。在遇到意外时可以通过安全报警功能提醒周围人群并告知子女或监护人自己的位置。另外RFID电子标签功能，在适当的场合布置读卡器，可以帮助快速获知老人室内位置。附图说明图1为本技术内部结构示意图；图2为本技术工作流程图；图中：1-支撑杆；2-微型摄像头；3-底部红外线传感器；4-LED闪光报警灯；5-按键；6-控制器；7-GPS模块；8-GSM/GPRS模块；9-陀螺姿态角度测量模块；10-可拆卸电池；11-蜂鸣器；12-上端超声波传感器；13-下端红外线数字避障传感器；14-RFID电子标签。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1所示，本技术提供一种技术方案：一种基于嵌入式的多功能拐杖，包括手柄、支撑杆1和底座,支撑杆1的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于嵌入式的多功能拐杖，包括手柄、支撑杆(1)和底座,其特征在于支撑杆(1)的上端和下端分别与手柄和底座固定连接，且支撑杆(1)的底部与底座中心螺纹孔螺纹连接；所述手柄前设置有微型摄像头记录仪(2)，底座下底面中心位置设置有红外线传感器(3)，所述手柄上设置有LED闪光警报灯(4)和按键(5)；所述支撑杆(1)内设置有控制器(6)、GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、可拆卸电池(10)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)以及RFID电子标签(14)；/n其中，控制器(6)用于控制GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、可拆卸电池(10)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)；/nGPS模块(7)为主控制芯6片提供经纬度信息；/n陀螺姿态角度测量模块(9)用于将角速度、角度转换为数字信号输出给控制器；/n可拆卸电池(10)用于给微型摄像头记录仪(2)、红外线传感器(3)、LED闪光警报灯(4)、控制器(6)、GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)供电；/n蜂鸣器(11)用于发出警报声音；/n上端超声波传感器(12)和下端红外线数字避障传感器(13)均用于避障；/nRFID电子标签(14)用于室内定位使用者的所在位置。/n...

【技术特征摘要】
1.基于嵌入式的多功能拐杖，包括手柄、支撑杆(1)和底座,其特征在于支撑杆(1)的上端和下端分别与手柄和底座固定连接，且支撑杆(1)的底部与底座中心螺纹孔螺纹连接；所述手柄前设置有微型摄像头记录仪(2)，底座下底面中心位置设置有红外线传感器(3)，所述手柄上设置有LED闪光警报灯(4)和按键(5)；所述支撑杆(1)内设置有控制器(6)、GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、可拆卸电池(10)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)以及RFID电子标签(14)；
其中，控制器(6)用于控制GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、可拆卸电池(10)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传感器(13)；
GPS模块(7)为主控制芯6片提供经纬度信息；
陀螺姿态角度测量模块(9)用于将角速度、角度转换为数字信号输出给控制器；
可拆卸电池(10)用于给微型摄像头记录仪(2)、红外线传感器(3)、LED闪光警报灯(4)、控制器(6)、GPS模块(7)、GSM/GPRS模块(8)、陀螺姿态角度测量模块(9)、蜂鸣器(11)、上端超声波传感器(12)、下端红外线数字避障传...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，朱方明，王晨阳，林君伟，张志，褚文泽，杨一卓，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33