陸寅　朱鋁芬　楊帆

摘 要：隨著社會老齡化不斷加劇，老年人缺少看護，摔倒后不能及時救治的問題日益嚴重。為了能夠使老人在跌倒后能夠得到及時的救助，設計一款老人防跌倒警報器是非常有價值的。該文基于GPS自動定位技術和GSM短信報警技術，一旦老人跌倒，由蜂鳴器發(fā)出報警信號，請求周圍的人第一時間支援;同時準確定位老人位置，向緊急聯(lián)系人發(fā)送定位信息請求支援，從而實現(xiàn)現(xiàn)場急救和遠程呼叫的雙重救援，全方位第一時間救援老人，減少二次傷害。

關鍵詞：老人跌倒;警報器設計;加速度傳感器;GSP;GSM;單片機

中圖分類號：TP277.1文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）04-00-02

0 引 言

在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，物質給人們帶來了對美好生活的向往，所以大批的年輕人選擇離開家鄉(xiāng)，前往大城市尋找發(fā)展的機會。但是毫無意外的是，他們年邁的父母孤單地留在了家里無人照看，一旦他們生病跌倒，獨居老人根本無法及時獲救，從而錯過最佳的治療時間，更有甚者，會因此喪命。

老人跌倒警報器的設計可以強有力地預防由于老人獨居時的傷害，也可以及時地向老人的監(jiān)護人發(fā)送警報短信以及老人的實時位置，保證老人在第一時間得到有效的救治，很大程度上能夠避免由于子女不在身邊而造成的二次傷害。

1 總體方案設計

老人跌倒警報器主要是由傾角傳感器、GPS模塊、GSM短信模塊、51單片機模塊、按鍵、蜂鳴器、LED燈組成。設備通過GPS和GSM之間的互相通信，可以實現(xiàn)將老人跌倒的精準定位發(fā)送至監(jiān)護人手機號上的功能，利用傾角傳感器通過檢測老人跌倒時產(chǎn)生的向下加速度，可以判斷老人是否跌倒，實現(xiàn)觸發(fā)警報器的功能。具體設計框圖如圖1所示。

2 硬件設計

2.1 傳感器電路設計

為了實現(xiàn)檢測到老人跌倒的功能，利用傳感器將現(xiàn)實中的加速度物理信號轉換為電信號，實現(xiàn)自動檢測智能控制，并結合單片機設置有10 s的誤差，防止誤檢測。傳感器電路如圖2所示。

2.2 蜂鳴器電路設計

蜂鳴器電路是報警電路的核心部分，通過蜂鳴器的聲響實現(xiàn)報警功能。

蜂鳴器是一個綜合結構的電子傳輸裝置，在電子產(chǎn)品中廣泛使用。蜂鳴器根據(jù)供電方式分為兩種類型：壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器。在電路中，蜂鳴器以“H”或“HA”字母表示（使用“FM”“ZZG”“LB”“JD”等術語的舊標準），包括振動器和諧振器。蜂鳴器電路如圖3所示。

2.3 按鍵電路的設計

按鍵電路的設計主要實現(xiàn)手動發(fā)送的功能。處理按鍵輸入信號的電路主要功能是消除按鍵抖動造成的重復信號輸入，帶CPU的設備通常用軟件消除抖動，不帶CPU的通常用單穩(wěn)態(tài)電路。按鍵電路如圖4所示。

3 軟件設計

為了實現(xiàn)自動識別老人跌倒標志以及精確定位和發(fā)送短信告知監(jiān)護人的功能，需要進行相應的控制程序設計，其流程如圖5所示。

4 調試與優(yōu)化

通過軟硬件聯(lián)調，實現(xiàn)了自動檢測跌倒，并發(fā)出警報的基本功能。實物如圖6所示。

5 結 語

本文尋找到了生活中亟待解決的現(xiàn)實問題：防止老人跌倒，設計一款防止老人跌倒的警報器是有很大前景的，加上現(xiàn)在智能手機的出現(xiàn)，為人們提供了很好的研究平臺。同時也考慮到了老人對新型設備使用起來，可能不太熟練。所以減少了過多的復雜按鍵，利用加速度傳感器輸出跌倒特征，以及利用智能手機內置定位系統(tǒng)，能夠在第一時間發(fā)出警報，并了解老人跌倒的具體位置。根據(jù)不同的情況，選擇合適的情景模式。情景一，可以將跌倒信息發(fā)送給居住較近的鄰居好友;情景二，在無人監(jiān)護的情況下，可以將跌倒信號實時遠程監(jiān)控。利用加速度傳感器對老人的身體傾斜角度進行實時監(jiān)控，并且其識別是否具有跌倒特征。

然而，本文設計的老人跌倒警報器搜星容易受到環(huán)境的影響，定位功能不是很穩(wěn)定，未來考慮結合室內搜星這一課題繼續(xù)研究。

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