基于stm32的智能拐杖(附件)【字数：7131】
随着科技的不断发展，人类的生活水平不段提高，对于老年人的生活使用的工具也在跟家变得智能化，各种人工智能的老年产品也是层出不穷，比如轮椅，老年鞋等。基于物联网水平的不断发展，本设计决定做出一款智能拐杖，该拐杖使用方便，功能独特，使用感觉非常好。现在市场上面的手杖品牌非常多，功能比较单一，质量有好有坏，不能满足老年人和残障人士的实际生活要求。在生活中，有非常多老年人的手杖是不够理想的，对于老年人来说，拥有一根合适、安全性高的手杖是至关重要的。根据老年人的特性和生活需求，我们可以设计一款集多种功能于一体的手杖，以此来满足老年人的出行需求，确保老年人的安全。这款手杖可以用来定位，查看老人所在位置，可以检测老人是否摔到，可以使他们的生活更加便利，更加舒适。本设计以STM32F103C8T6单片机为核心，角度传感器，蓝牙通信模块，GPS模块，电源模块，通过角度传感器检测角度，来判断用户是否摔到，是否有危险，当角度小于30度，STM32F103C8T6就会发出指令让蓝牙通信模块将信息发送出去，而GPS模块则是检测用户当前的经纬度，将获取的经纬度利用蓝牙发送到手机，让用户的家人能够知道用户去了哪里。
目 录
目 录 3
一、 绪论 1
（一）本课题的研究背景和意义 1
（二）智能拐杖的总体设计框图 2
（三）烟雾报警系统的主控制模块 3
（四）本设计的主要工作 3
二、硬件电路设计 5
（一）GPS定位模块 5
（二）角度倾斜模块 7
（三）蓝牙通信模块 8
（四）蜂鸣器报警系统 8
三、软件系统设计 9
（一）智能拐杖主程序流程设计 9
（二）GPS定位模块子程序设计 10
（三）角度传感器子程序设计 11
（四）蓝牙通信子程序设计 12
（五）蜂鸣器报警子程序设计 13
四、 系统调试与实现 14
（一）硬件电路调试 14
（二）制作此系统时遇到的问题和相应解决办法 17
（三）智能拐杖的实现 17
五、总结 18
致谢 19
参考文献 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
20
附录一 原理图 21
绪论
（一）本课题的研究背景和意义
1.智能拐杖的发展背景
拐杖在初始时候是一些有权势，有地位的人使用的，代表着权威的象征，接着拐杖是给行动不便，需要借助外力辅助行动的人，后来逐渐发展到了老人群体，供老人们稳住身体，减少腿部用力。
目前的拐杖用处，多用于防止老人摔倒，也有部分用于康复治疗，行动不便的人群，那么，既然为了用户摔倒，那就应该有防摔倒的机制，一般的拐杖都是加大与地面的接触面积，或者多做几个支撑点，降低重心，达到稳定支撑，防止摔倒的效果。可是，光有手动扶手，防滑的底垫，没有摔倒后的及时报警，可能会有老人因此错过最佳治疗时间，导致偏瘫，甚至是失去生命。
2.智能拐杖国内外发展现状
随着科学技术的不断发展，人们进入物联网时代，万物互联，人们的生活水平也发生翻天覆地的改变，越来越多的电子产品被研发出来，随着各式各类的电子产品产生，人们也关注到了电子产品带来的便利，逐渐开始有人设计和制造电子智能拐杖，为了防止老人有时会走丢，开始陆续有定位功能的拐杖出现，定位功能的出现，让电子与传统的拐杖结合，达到定位拐杖的位置。能够消除子女对于老人们去哪了的担心。但是老人们有时候在出门散步在外，子女不在身边，虽然能够通过拐杖定位，但是并不知道老人们当然状态，也可能是坐在休息，也可能是摔倒了，在地上，没有人知道，这不乏让部分子女担心身体不是很好的父母。目前社会上虽然有很多该类产品，但是，没有产品可以做到，发现老人位置，监测老人是否处于安全状态，到底是在休息还是摔倒了失去意识，功能都很普通，没有特别智能化的产品被研发制造出来供老人们使用，而且随着我国老龄化的蔓延，老人群体会越来越大，有关于老人群体使用的设备会越来越有市场。这时候就需要有一个更加智能的拐杖，能够将定位和老人们的状态检测，远程通信于一体的智能拐杖，能够通过GPS定位模块，实时查看到老人的位置，可以通过定位来查找到老人，还可以通过角度传感器来检测当前老人持拐的状态，正常老人持拐的状态是几乎于垂直地面的，但是随着走动起来，拐杖对于地面的角度会有所减小，但是，这个倾斜角度不会小于30度，当老人们不小心摔倒在地，这个拐杖对于地面的角度就会小于30度，甚至接近于0，这个时候，角度传感器就会将数据回传到单片机，单片机就会立马报警，并将老人们的所在位置信息发送到老人们的亲属手机上。达到检测报警于一体的智能拐杖。
3. 本课题设计的智能拐杖的优势。
（1）该系统可实现角度检测，GPS定位与报警。
（2）该系统采用蓝牙通信模块，该模块具有低功耗，体积小，使用寿命长等特点，降低了系统使用成本。
（3）该系统采用GPS模块来定位。
（4）该系统有报警功能。
（5）该系统检测数据准确，数据收发迅速。
本设计采用的蓝牙通信模块，具有成本低、传输数据速度快、体积小、寿命长，通信距离远等特点，有很高的实用价值。
（二）智能拐杖的总体设计框图
如图11所示，本设计以STM32F103C8T6单片机为核心，GPS模块，角度传感器,蓝牙通信模块，电源模块，通过角度传感器检测角度，来判断用户是否摔到，是否有危险，当角度小于30度，STM32F103C8T6就会发出指令让蓝牙通信模块将信息发送出去，而GPS模块则是检测用户当前的经纬度，将获取的经纬度利用蓝牙发送到手机，让用户的家人能够知道用户去了哪里。
图11智能拐杖的总体设计框图
（三）烟雾报警系统的主控制模块
如图12所示STM32微控制器最小系统主要是由STM32F103C8T6芯片、晶振电路、复位电路及滤波模块构成。STM32最小系统模块负责分析传感器采集的数据、指令的收发。本论文采用的STM32微控制器型号为STM32F103C8T6，参考图12，其具有收发指令速率快，能够超常时间使用，损耗较小，使用寿命长等优点。
图12 STM32F103C8T6微控制器
目 录
目 录 3
一、 绪论 1
（一）本课题的研究背景和意义 1
（二）智能拐杖的总体设计框图 2
（三）烟雾报警系统的主控制模块 3
（四）本设计的主要工作 3
二、硬件电路设计 5
（一）GPS定位模块 5
（二）角度倾斜模块 7
（三）蓝牙通信模块 8
（四）蜂鸣器报警系统 8
三、软件系统设计 9
（一）智能拐杖主程序流程设计 9
（二）GPS定位模块子程序设计 10
（三）角度传感器子程序设计 11
（四）蓝牙通信子程序设计 12
（五）蜂鸣器报警子程序设计 13
四、 系统调试与实现 14
（一）硬件电路调试 14
（二）制作此系统时遇到的问题和相应解决办法 17
（三）智能拐杖的实现 17
五、总结 18
致谢 19
参考文献 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
20
附录一 原理图 21
绪论
（一）本课题的研究背景和意义
1.智能拐杖的发展背景
拐杖在初始时候是一些有权势，有地位的人使用的，代表着权威的象征，接着拐杖是给行动不便，需要借助外力辅助行动的人，后来逐渐发展到了老人群体，供老人们稳住身体，减少腿部用力。
目前的拐杖用处，多用于防止老人摔倒，也有部分用于康复治疗，行动不便的人群，那么，既然为了用户摔倒，那就应该有防摔倒的机制，一般的拐杖都是加大与地面的接触面积，或者多做几个支撑点，降低重心，达到稳定支撑，防止摔倒的效果。可是，光有手动扶手，防滑的底垫，没有摔倒后的及时报警，可能会有老人因此错过最佳治疗时间，导致偏瘫，甚至是失去生命。
2.智能拐杖国内外发展现状
随着科学技术的不断发展，人们进入物联网时代，万物互联，人们的生活水平也发生翻天覆地的改变，越来越多的电子产品被研发出来，随着各式各类的电子产品产生，人们也关注到了电子产品带来的便利，逐渐开始有人设计和制造电子智能拐杖，为了防止老人有时会走丢，开始陆续有定位功能的拐杖出现，定位功能的出现，让电子与传统的拐杖结合，达到定位拐杖的位置。能够消除子女对于老人们去哪了的担心。但是老人们有时候在出门散步在外，子女不在身边，虽然能够通过拐杖定位，但是并不知道老人们当然状态，也可能是坐在休息，也可能是摔倒了，在地上，没有人知道，这不乏让部分子女担心身体不是很好的父母。目前社会上虽然有很多该类产品，但是，没有产品可以做到，发现老人位置，监测老人是否处于安全状态，到底是在休息还是摔倒了失去意识，功能都很普通，没有特别智能化的产品被研发制造出来供老人们使用，而且随着我国老龄化的蔓延，老人群体会越来越大，有关于老人群体使用的设备会越来越有市场。这时候就需要有一个更加智能的拐杖，能够将定位和老人们的状态检测，远程通信于一体的智能拐杖，能够通过GPS定位模块，实时查看到老人的位置，可以通过定位来查找到老人，还可以通过角度传感器来检测当前老人持拐的状态，正常老人持拐的状态是几乎于垂直地面的，但是随着走动起来，拐杖对于地面的角度会有所减小，但是，这个倾斜角度不会小于30度，当老人们不小心摔倒在地，这个拐杖对于地面的角度就会小于30度，甚至接近于0，这个时候，角度传感器就会将数据回传到单片机，单片机就会立马报警，并将老人们的所在位置信息发送到老人们的亲属手机上。达到检测报警于一体的智能拐杖。
3. 本课题设计的智能拐杖的优势。
（1）该系统可实现角度检测，GPS定位与报警。
（2）该系统采用蓝牙通信模块，该模块具有低功耗，体积小，使用寿命长等特点，降低了系统使用成本。
（3）该系统采用GPS模块来定位。
（4）该系统有报警功能。
（5）该系统检测数据准确，数据收发迅速。
本设计采用的蓝牙通信模块，具有成本低、传输数据速度快、体积小、寿命长，通信距离远等特点，有很高的实用价值。
（二）智能拐杖的总体设计框图
如图11所示，本设计以STM32F103C8T6单片机为核心，GPS模块，角度传感器,蓝牙通信模块，电源模块，通过角度传感器检测角度，来判断用户是否摔到，是否有危险，当角度小于30度，STM32F103C8T6就会发出指令让蓝牙通信模块将信息发送出去，而GPS模块则是检测用户当前的经纬度，将获取的经纬度利用蓝牙发送到手机，让用户的家人能够知道用户去了哪里。
图11智能拐杖的总体设计框图
（三）烟雾报警系统的主控制模块
如图12所示STM32微控制器最小系统主要是由STM32F103C8T6芯片、晶振电路、复位电路及滤波模块构成。STM32最小系统模块负责分析传感器采集的数据、指令的收发。本论文采用的STM32微控制器型号为STM32F103C8T6，参考图12，其具有收发指令速率快，能够超常时间使用，损耗较小，使用寿命长等优点。
图12 STM32F103C8T6微控制器
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