老人智能监护系统的研究软件部分
目前社会上老龄化人口多，市场上针对老人安全的设备不齐全、种类少，因此，本课题设计了一种基于老人的智能远程监护系统。本设计采用单片机作为核心器件，三轴加速度传感器用于检测意外摔倒，心率传感器用于测量心率，GPS模块进行定位，GSM模块进行发送短信。该系统实现了对老人的生理检测、姿态检测以及发生异常情况时的报警和无线通信的功能。经调试，本系统能够稳定运行，在接通电源时设定监护人的电话号码，然后读取血压、心率值并实时定位，一旦三轴加速度传感器发生倾斜，蜂鸣器报警，系统主动向监护人发送短信。本设计易于携带，成本较低，适应性良好。关键词 老人安全，定位，心率检测，摔倒预警，GSM
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 课题在国内外发展状况 2
1.3 课题研究的意义 3
1.4 课题的主要研究内容 3
2 系统总体设计方案 4
2.1 课题实现的功能 4
2.2 系统总体框图设计 4
2.3 单片机的型号选择 5
3 老人智能监护系统——软件部分的设计 6
3.1 主程序模块 7
3.2 老人姿态检测的设计 10
3.3 老人心率检测的设计 12
3.4 液晶屏显示模块 15
3.5 GSM通信模块 17
3.6 GPS定位模块 21
3.7 报警模块 24
3.8 键盘扫描模块 24
4 调试与分析 31
4.1 调试方法 31
4.2 软件模块调试 31
结 论 33
致 谢 34
参 考 文 献 36
附录A 硬件原理图 37
附录B 电路PCB布线图 38
附录C 部分程序清单 39
1 绪论
1.1 课题研究的背景
随着社会主义城市化建设的不断推进，整体经济在不断增长，由于受到国家政策的影响，我国的人口结构发生了很大的改变，传统模式中，因为独生子女居多，老年人的比率渐渐增加，我国逐步进入老龄化社会。在现代社会 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
中，人们的步伐在不断的加快，相应的工作强度和压力越来越大，这就导致了他们没有时间能够常常陪伴在老人身侧，许多老人只能独自居住在家中，如果独处时突发不测，身边没有人能立即赶到进行救助，就容易出现事故。目前商业养老院已经开始慢慢发展起来，这是个对于老年人来说是不错的去处，因为在养老院里能够解决老人基本的生活问题，而且能减轻子女的负担，还有专业的看护人员能负责照顾老人的日常，但是同时也存在着一系列问题，比如我国现阶段的医疗发展水平缓慢，资源有限，老人基数比较庞大，养老院的费用也比较昂贵，使得大部分老人选择在家养老，而且根据调查显示，大多数老人都不愿意去养老院，因为他们认为没有在家呆的舒适自在，需要独自适应陌生环境，从而会产生抵触的心理。[1]
据调查发现，人年老时，活动能力会变得较弱，老人的发生意外的情况有很多，比如说像迷路、摔倒、突发心脏病等等，如果不能及时由家人和监护人发现，就会错过对老人而言最为实时有效的救助时间，导致家人会处于深深的痛苦与自责中。如果出现像摔倒这种情况，老人不能主动联系家人或者家人不能及时发现老人发生意外的话，会造成严重的后果，甚至会造成老人的死亡，这对他们的家庭伤害是非常大的。因此，本课题设计了一种专门针对老人的智能监护系统，旨在为老人和家人建立一个能及时联系的桥梁，来帮助降低老人发生意外的风险。本课题采用了远程终端技术，它是系统的一项最终执行机构，主要针对智能老人的监护系统的研究，利用本技术可以进行老人与家人之间实时的通信数据传输。为了给老人提供便利，本课题采用了较为灵活方便的装置进行设计，老人可以通过随身携带本装置来实时的进行检测心跳、血压等数值，这对老人的高血压、心脏病等疾病起着预防作用；同时还加入了定位的功能，这样家人就能随时通过显示屏查看老人的位置信息，通过定位判断老人活动是否超出正常范围，在老人活动过程中发生摔倒情况时，人体姿态检测模块开始工作，系统会主动发出报警并且向预设的监护人发送救助短信，这样可以帮助老人减少异常情况的发生以及在碰到意外情况时能够得到及时有效的救治。
通过老人智能监护系统，不仅能提升老年人养老时的生活品质，还能够大大的减轻他们对意外事件突然发生的害怕，与此同时也减轻了家人的负担，让家人能有更多时间陪伴老人，这推动了我国建设和谐主义的社会。市场上在老人安全产品资源的方面存在严重不足，然而现实社会上人们对该产品有很大的需求,同时随着时代的前进，智能化设备是未来科技发展的主要方向，特别是在智能监护这个领域具有很大的市场前景。[2]
1.2 课题在国内外发展状况
如今，随着世界老龄化人口的形势变得越来越严峻，老人的养老问题逐步成为了全世界关注的社会话题。为了保证老人晚年的生活质量，近几年来许多发达国家的公司跟机构都对老人智能监护系统进行了相关的研究。
在美国，有一家通用电气公司运用到了无线传感器技术对老人的状态进行实时的检测。首先在老人的经常活动的范围内放置一些有着特殊用途的传感器，通过这些装置来获取相应的活动信息，并且由所取得的信息来判断老人的活动是否处于正常状态，当老人的活动异于正常活动时，系统将根据检测到的异常情况对老人进行提醒和报警，并立即将异常情况告知监护人，以此来保证老人的生命安全，这称为对老人个人应急系统的研究。[3]同时，美国的霍尼韦尔公司也开展了一项类似的研究，由无线传感器获取信息，研究人员再根据一定的算法分析老人是否处于异常情况，通过与正常活动时的状态比较判断，如果所得到的信息不一致时，该系统会通过液晶屏显示器与老人进行信息交流，还可以及时的通知老人的家人或者监护人员。[4]系统将根据通过计算得到的数据进行安全评估，并发送短信或报警。这样，当老人有危险时，他们的家人会通过及时收到警报来了解情况，并且可以通过快速定位来完成救助。
在国内，智能监护技术发展起步相对比较晚，而且没有资金的援助，技术发展水平跟国外相比较为落后。然而，随着我国计算机技术的不断前进，政府开始将重心转移至技术产业方向，我国的研究人员逐渐开始了对老人智能化监护技术的探索。上海交大提出了一种智能性的系统，主要用于家庭性的远程医疗监护报警，主要采用数据的采集与融合、人工智能研究、模式的识别选择、微小波形分析等方式对由监视器获得的信息进行一定的分析，通过该系统可以实现对病人的看护管理以及救助，但是相对的成本也较高。[5]
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 课题在国内外发展状况 2
1.3 课题研究的意义 3
1.4 课题的主要研究内容 3
2 系统总体设计方案 4
2.1 课题实现的功能 4
2.2 系统总体框图设计 4
2.3 单片机的型号选择 5
3 老人智能监护系统——软件部分的设计 6
3.1 主程序模块 7
3.2 老人姿态检测的设计 10
3.3 老人心率检测的设计 12
3.4 液晶屏显示模块 15
3.5 GSM通信模块 17
3.6 GPS定位模块 21
3.7 报警模块 24
3.8 键盘扫描模块 24
4 调试与分析 31
4.1 调试方法 31
4.2 软件模块调试 31
结 论 33
致 谢 34
参 考 文 献 36
附录A 硬件原理图 37
附录B 电路PCB布线图 38
附录C 部分程序清单 39
1 绪论
1.1 课题研究的背景
随着社会主义城市化建设的不断推进，整体经济在不断增长，由于受到国家政策的影响，我国的人口结构发生了很大的改变，传统模式中，因为独生子女居多，老年人的比率渐渐增加，我国逐步进入老龄化社会。在现代社会 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
中，人们的步伐在不断的加快，相应的工作强度和压力越来越大，这就导致了他们没有时间能够常常陪伴在老人身侧，许多老人只能独自居住在家中，如果独处时突发不测，身边没有人能立即赶到进行救助，就容易出现事故。目前商业养老院已经开始慢慢发展起来，这是个对于老年人来说是不错的去处，因为在养老院里能够解决老人基本的生活问题，而且能减轻子女的负担，还有专业的看护人员能负责照顾老人的日常，但是同时也存在着一系列问题，比如我国现阶段的医疗发展水平缓慢，资源有限，老人基数比较庞大，养老院的费用也比较昂贵，使得大部分老人选择在家养老，而且根据调查显示，大多数老人都不愿意去养老院，因为他们认为没有在家呆的舒适自在，需要独自适应陌生环境，从而会产生抵触的心理。[1]
据调查发现，人年老时，活动能力会变得较弱，老人的发生意外的情况有很多，比如说像迷路、摔倒、突发心脏病等等，如果不能及时由家人和监护人发现，就会错过对老人而言最为实时有效的救助时间，导致家人会处于深深的痛苦与自责中。如果出现像摔倒这种情况，老人不能主动联系家人或者家人不能及时发现老人发生意外的话，会造成严重的后果，甚至会造成老人的死亡，这对他们的家庭伤害是非常大的。因此，本课题设计了一种专门针对老人的智能监护系统，旨在为老人和家人建立一个能及时联系的桥梁，来帮助降低老人发生意外的风险。本课题采用了远程终端技术，它是系统的一项最终执行机构，主要针对智能老人的监护系统的研究，利用本技术可以进行老人与家人之间实时的通信数据传输。为了给老人提供便利，本课题采用了较为灵活方便的装置进行设计，老人可以通过随身携带本装置来实时的进行检测心跳、血压等数值，这对老人的高血压、心脏病等疾病起着预防作用；同时还加入了定位的功能，这样家人就能随时通过显示屏查看老人的位置信息，通过定位判断老人活动是否超出正常范围，在老人活动过程中发生摔倒情况时，人体姿态检测模块开始工作，系统会主动发出报警并且向预设的监护人发送救助短信，这样可以帮助老人减少异常情况的发生以及在碰到意外情况时能够得到及时有效的救治。
通过老人智能监护系统，不仅能提升老年人养老时的生活品质，还能够大大的减轻他们对意外事件突然发生的害怕，与此同时也减轻了家人的负担，让家人能有更多时间陪伴老人，这推动了我国建设和谐主义的社会。市场上在老人安全产品资源的方面存在严重不足，然而现实社会上人们对该产品有很大的需求,同时随着时代的前进，智能化设备是未来科技发展的主要方向，特别是在智能监护这个领域具有很大的市场前景。[2]
1.2 课题在国内外发展状况
如今，随着世界老龄化人口的形势变得越来越严峻，老人的养老问题逐步成为了全世界关注的社会话题。为了保证老人晚年的生活质量，近几年来许多发达国家的公司跟机构都对老人智能监护系统进行了相关的研究。
在美国，有一家通用电气公司运用到了无线传感器技术对老人的状态进行实时的检测。首先在老人的经常活动的范围内放置一些有着特殊用途的传感器，通过这些装置来获取相应的活动信息，并且由所取得的信息来判断老人的活动是否处于正常状态，当老人的活动异于正常活动时，系统将根据检测到的异常情况对老人进行提醒和报警，并立即将异常情况告知监护人，以此来保证老人的生命安全，这称为对老人个人应急系统的研究。[3]同时，美国的霍尼韦尔公司也开展了一项类似的研究，由无线传感器获取信息，研究人员再根据一定的算法分析老人是否处于异常情况，通过与正常活动时的状态比较判断，如果所得到的信息不一致时，该系统会通过液晶屏显示器与老人进行信息交流，还可以及时的通知老人的家人或者监护人员。[4]系统将根据通过计算得到的数据进行安全评估，并发送短信或报警。这样，当老人有危险时，他们的家人会通过及时收到警报来了解情况，并且可以通过快速定位来完成救助。
在国内，智能监护技术发展起步相对比较晚，而且没有资金的援助，技术发展水平跟国外相比较为落后。然而，随着我国计算机技术的不断前进，政府开始将重心转移至技术产业方向，我国的研究人员逐渐开始了对老人智能化监护技术的探索。上海交大提出了一种智能性的系统，主要用于家庭性的远程医疗监护报警，主要采用数据的采集与融合、人工智能研究、模式的识别选择、微小波形分析等方式对由监视器获得的信息进行一定的分析，通过该系统可以实现对病人的看护管理以及救助，但是相对的成本也较高。[5]
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