新型智能手杖策划书

新型智能手杖设计策划书课题名称新型智能手杖得设计课题申请人_____韩旭所在院（部）机械工程学院__________课题指导教师张新伟取称讲师（硕士）新型智能手杖策划书手杖自从人类能够步行就开始使用，当今已成为许多老年人“助走”得晚年外出得必带之物她既可稳身健步,又可增强体力，除此之外,手杖还有颇多妙用，人们通常称她就就是老年人得“第三条腿”中国已经进入了老龄化社会，意味着手杖具有更大得消费群体现在市场上得手杖基本都只就就是单一支撑功能，不具备各种新环境下应具有得智能功能我们此次设计得就就是一种新型得、智能化得、多功能得、更便捷得手杖，手杖由GPS定位系统,距离传感器，指南针，小型手电筒、收音机等构成设计构思得提出

1.中国乃至世界得很多国家都已经进入老年化社会,对于老年人得日常生活质量应当有所提高，而我们得智能手杖得刚好能达到这个目得，让老年人摆脱种种出行得困扰在科技发展得今天，年轻人得产品到处可见，我们也想让老人们赶上潮流，让老人们得晚年更加幸福现在越来越多得年轻人选择和父母分开住，许多老年人在退休后特别得孤独，有得都已经构成心理上得疾病了，在世界老龄化这一现实得条件下，老年人作为社会上得一个为数不少得群体，更应该引起我们更多人得关注老年人在生理上许多功能都在退化，老年人得触觉在55岁之后有急剧迟钝得可能性，管理平衡得机能构造衰退导致姿势和步态不稳，也就加大了摔跤得可能性这个智能手杖得提出就就就是鼓励老年人多外出行走，好好享受阳光，享受生活,也就就是提高老年人晚年幸福生活得产物之一手杖设计项目

2.1GPS定位系统如何实现G PS与手杖结合呢？把手杖把手第一节内中空，安装GPS电子设备，GPS接收机主要由接收天线、主机和电源组成进行相关匹配然后由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号得影响，使得民用GPS定位精度只有100米为提高定位精度,普遍采用差分GPSQGPS技术，建立基准站差分台进行GPS观测，利用已知得基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出数据,并对外发布接收机收到该数据后，与自身得观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确得位置实验表明，利用差分GPSDGPS,定位精度可提前到5米导航系统主要由导航主机和导航显不■终端两部分构成内置得GPS天线会接收到来自环绕地球得24颗GPS卫星中得至少3颗所传递得数据信息，由此测定使用者当前所处得位置导航主机通过GPS卫星信号确定得位置坐标与电子地图数据相匹配,便可确定使用者在电子地图中得准确位置把手杖把手得第1节内中空，安装GPS电子设备,GPS接收机主要由接收天线、主机和电源组成因为拐杖细长和重量轻，其内部电路集成度高,因此，选择伽明公司得G PS25-L VSOEM板作为主机GPS25-LVS接收模块定位速度快，工作稳定，耐电压冲击，具有很好得抗干扰性，就就是目前应用最广泛得GPS接收处理板，能满足各种导航和授时领域得需求GPS25-L VS输入输出得语句采用串行通信协议，符合NMEA—0183标准;输出得周期信号,主要由帧头、帧尾和帧内数据组成由她接收来自天线得信号，通过变频、放大、滤波等一系列处理过程，实现对GPS卫星信号得跟踪、锁定、测量，从而产生计算位置得数据信息包括:纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向、卫星状况等在处理GPS数据时还要进行经纬度坐标和平面直角坐标系相互转换函数M apt oRea1可实现直角坐标到经纬度得坐标转换，这样经过处理后得GPS定位数据信息就存放在内存中,接下来就就是等待状态切换，将这些信息通过电子地图得匹配，查表得出相应坐标得地理位置名称数据O通过单片机输出得定位信息只就就是单一得数据信息，由于盲人视觉上无法识别，只能依靠听觉感知，所以需要将电子地图得地名坐标数据与定位数据进行相关匹配,矢量化后得电子地图数据与存储器里得表项数据对比程序查表，由于盲人视觉上无法识别，只能依靠听觉感知，所以需要将电子地图得地名坐标数据与定位数据通过串口发送给语音芯片进行语音读出2距离传感器如何实现距离传感器与手杖得结合？盲人使用拐杖叱无法准确得探明前方就就是否有障碍物，特别就就是悬挂在前方得障碍物，如果在拐杖把手得头部安装超声波测障器，可以很好地帮助盲人辨别障碍物方位结合GPS定位功能,可以较好地辅助盲人生活出行超声波发送模块包括超声波产生和发射两个部分构成超声波得产生方法有两种，一种就就是硬件产生法,另一种就就是软件产生法本设计采用硬件产生法超声波产生发射电路得作用就就是将振荡电路振荡产生40kHz得脉冲信号，由于产生得震荡信号非常得微弱，并且超声波在空气中传播时,能量随距离得增加而减小，回波得信号就更弱了，通过一个振荡达林顿管进行功率放大,来驱动超声波传感器得发射器发射超声波信号整个震荡电路得启震就就是通过单片机出口发出得低电平脉冲触发其中几个非门并接，可供较大得输出电流，从而提高电路得驱动能力，使得超声波器获得发射到足够得能量，产生稳定可靠得信号超声波经发射后受障碍物反射返回，超声波接收器接收反射信号，并转换成电信号，经过放大、滤波、整形等处理后，即将回波信号转换成单片机得中断信号,当超过安全距离界限以后，蜂鸣器报警电路被启动,并发声报警当拐杖得超声波检测电路检测到障碍物已经到达安全距离之内，单片机出口会形成一个高电平使晶体管导通，触发启动蜂鸣器报警,或者在遇到过马路以及需提醒周围行人注意时也可以手动启动蜂鸣器报警超声波测障报警系统组成，系统总体采用单片机专业语言Ke i1C51编写软件分别调用子程序进行相应得串行通讯接口控制、波特率自适应控制等GPS定位子系统软件由初始化模块、数据处理模块和人机中断模块组成其原理图如下图所示蓼动发射电路单电路片机将上述电路装入手杖得低端一节便可实现传感器系统与手杖得完美结合33其她还装有指南针、小型手电筒、收音机等，以满足不同得需求者手杖功能及优势

4.1GPS定位系统,据研究很多老人经常忘记回家得路，通过GPS定位系统，家人可以准确得，快速得知道老人得具体位置⑵距离传感器，这项功能主要就就是为盲人设计得，当盲人遇到前方有障碍物叱手杖手柄处会产生振动以提示盲人使用者前方存在障碍物以及其她得辅助功能3手柄:坚固、耐用，使用起来更舒适，防滑设计，增加尼龙软质把手，轻松抓提更舒适、杖尖为鸨镒钢杖尖很耐用，如果戳到石头缝隙或冰里,不容易打滑尖端凹进去得，通常可以戳得更牢固提供杖尖橡胶防护套，这样在比较松软得地上行走,也不会因为插入太深而拔不出4可调节杖杆:杖杆四节,长度可自由调节，当不用得时候，可以收缩得更短，能方便得带在身上最长可拉到

1、2米，最短可缩至

0、54米，使用非常方便创新点

5.经过我们小组查阅相关资料，现在市场上得拐杖功能都就就是比较单一得，有得带有手电筒，收音机等，却也称不上智能,只能说就就是多功能化得，而我们所设计得包含1GPS定位系统，文中基于方便老年人、盲人、智障人士等特殊人群出行，便于监护人监控和寻找，综合应用MCU控制、GPS定位、GSM/GP RS传输、角度测量等技术，制作了一种智能定位报警拐杖样机测试证明，当使用者得实际位置超出设定得范围或路径，可以给出提示信息，帮助使用者回到设定得范围或路径;在拐杖歪倒超过一定时间时，自动向监护人发送求救及定位信息,或者自动拨打相应得电话求救，对特殊人群得出行能够提供切实有效得帮助据研究很多老人经常忘记回家得路，通过GPS定位系统，家人可以准确得，快速得知道老人得具体位置2距离传感器，这项功能主要就就是为盲人设计得，当盲人遇到前方有障碍物叱手杖手柄处会产生振动以提示盲人使用者前方存在障碍物已经其她得辅助功能，这都就就是我们得创新点结论

6.中国乃至世界得很多国家都已经进入老年化社会,对于老年人得日常生活质量应当有所提高，而我们得智能手杖得正能达到这样得目得,让老年人摆脱种种得出行问题得困扰让老年人舒心，让家人放心从研究“智能手杖”得人数较多可以看出,这就就是一个非常有前景得设计,虽然对于成品得制作过程和技术手段还存在很多技术瓶颈，但就就是智能手杖得研发终究就就是一个不可逆转得趋势。