Diseño y desarrollo de muletas inteligentes.

2020-07-31 08:51:27 fandoukeji

En esta etapa, China ha entrado en una sociedad que envejece. Según las regulaciones nacionales, se determina que las personas mayores de 65 años son viejas. En 2011, la proporción de la población de ancianos en China alcanzó el 13.7%. En 2013, el número de personas mayores de 60 años en China superó los 200 millones. Se espera en los próximos 20 años. La población de edad avanzada en China entrará en un período de rápido crecimiento, y para 2050 la población de edad avanzada llegará a un tercio de la población nacional. El problema del envejecimiento no solo genera confusión en todas las familias, sino que también ejerce una gran presión sobre la sociedad. A medida que los ancianos envejecen, su memoria y visión continúan disminuyendo, sus piernas y pies se vuelven cada vez más inflexibles, y sus reacciones se vuelven más lentas. Son inconvenientes para viajar. En los últimos años, la pérdida de los ancianos se ha vuelto cada vez más grave, lo que a menudo se ve en Internet y Weibo. Busque noticias sobre personas desaparecidas. Según la encuesta, al menos el 30% de las personas mayores de 65 años han caído. Basado en el atractivo de estos problemas, este artículo diseñó unas muletas inteligentes especialmente diseñadas para las personas mayores. El principio básico de este trabajo de diseño:

(1) Use la función de posicionamiento GPS para determinar la ubicación del usuario en cualquier momento;

(2) El usuario puede ajustar la distancia de la luz para facilitar el caminar de noche;

(3) Cuando el usuario se cae, el sistema de alarma activa la función de alarma para que pueda obtener ayuda oportuna y, al mismo tiempo, enviar una solicitud de ayuda al tutor o marcar la llamada telefónica correspondiente para brindar asistencia efectiva a los ancianos en caso de accidente;

(4) La distancia entre la muleta y el usuario se mide mediante rayos infrarrojos piroeléctricos, recordándole al usuario que use la muleta a tiempo o para facilitar que el usuario la encuentre.


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1. Diseño de hardware de muletas inteligentes

1.1 Principio de realización de la función del sistema


Las muletas inteligentes multifuncionales utilizan principalmente tecnología de microordenador de un solo chip, y son muletas retráctiles inteligentes con múltiples funciones como medición de distancia por infrarrojos, alarma e inclinación. El hardware de las muletas inteligentes se compone principalmente de sensor de ángulo, sensor piroeléctrico, zumbador, circuito de control de microordenador de un solo chip 89S52.


1.2 Diseño de circuito de hardware


(1) El principio de funcionamiento del sensor de ángulo SCA60C: este diseño utiliza un microordenador de un solo chip 89S52 como núcleo de control, y el sensor de inclinación de un solo eje SCA60C se utiliza para medir el equilibrio de la muleta. Cuando la muleta está en un estado equilibrado, el sensor de ángulo SCA60C está a 0 ° con respecto a la horizontal, y el terminal Vout emite un voltaje analógico de 0.5V. Cuando la muleta está perpendicular al suelo, el sensor de ángulo SCA60C está a 90 ° con respecto a la horizontal, y Vout emite un voltaje analógico de + 5V. El sensor SCA60C solo puede detectar con precisión el rango de 0 ~ 90 °. Dentro de este rango, el terminal Vout emite una señal de voltaje analógico de + 0.5V ~ + 5V que es proporcional al ángulo de inclinación. Por lo tanto, se puede medir el terminal de salida VCA del sensor SCA60C La magnitud del voltaje puede determinar el ángulo entre la muleta y el plano horizontal.


(2) Principio de activación del zumbador: el zumbador electromagnético se compone principalmente de oscilador, bobina electromagnética, diafragma vibratorio, imán y carcasa. Después de encender la corriente, la corriente de señal de audio generada por el oscilador pasa a través de la bobina electromagnética para hacer que la bobina electromagnética genere un campo magnético.El diafragma vibratorio vibra periódicamente y emite sonido bajo la interacción de la bobina electromagnética y el imán. Dado que el sonido del zumbador necesita una cierta corriente para activarlo, la corriente de salida del pin de E / S del microordenador de un solo chip es relativamente pequeña, por lo que el voltaje TTL de salida del microordenador de un solo chip básicamente no puede activar el zumbador, por lo que se agrega un transistor para controlar el zumbador amplificado.


(3) El principio de funcionamiento del sensor infrarrojo piroeléctrico del cuerpo humano: los sensores infrarrojos piroeléctricos son todos sensores infrarrojos piroeléctricos basados en el principio del efecto piroeléctrico. El cuerpo humano tiene una temperatura corporal constante de aproximadamente 37 °, por lo que emite aproximadamente 10 μm de rayos infrarrojos para trabajar de. Los rayos infrarrojos de aproximadamente 10 μm emitidos por el cuerpo humano son mejorados por el filtro Fresnel y se concentran en la fuente del sensor infrarrojo. La fuente del sensor infrarrojo utiliza elementos piroeléctricos. Este tipo de elemento pierde el equilibrio de carga cuando cambia la temperatura de la radiación infrarroja del cuerpo humano. , La carga se libera hacia afuera. Una vez que el cuerpo humano ingresa al área de detección, la radiación infrarroja del cuerpo humano es enfocada por una parte del espejo, y es recibida por el elemento piroeléctrico y procesada por el microordenador de un solo chip para generar una alarma.


2. Función de software de muletas inteligentes

La parte del software de muletas inteligentes incluye principalmente: configuración de inicialización, establecimiento de posicionamiento GPS, monitoreo en línea, cerca electrónica, configuración de número de familia, ayuda y otras funciones.


(1) Diseño del diagrama de bloques del software: el tutor puede ingresar a la interfaz del software a través de la web o el cliente móvil. Si es la primera vez que lo utiliza, primero realice la configuración de inicialización. Complete el contenido relevante de acuerdo con su propia situación y juzgue si la función de posicionamiento GPS instalada en las muletas está activada. Si está activada, puede conocer la ubicación de las muletas en este momento de acuerdo con la posición del GPS. Cuando las muletas se caen, se activa el zumbador en el circuito de hardware. Se emite una alarma; cuando excede 1 minuto, el teléfono preestablecido se marca automáticamente a través del motor del circuito de hardware para obtener más ayuda. También puede configurar el cercado electrónico en la interfaz, y cuando exceda el rango establecido, se emitirá una alarma.


(2) Configuración de llamadas: esta configuración puede configurar hasta 4 números, los usuarios pueden configurar el número según sus necesidades y el botón SOS puede configurar llamadas de emergencia.


(3) Función de posicionamiento GPS: el posicionamiento GPS se divide en dos partes: monitoreo en línea y configuración de cerca electrónica. La función de monitoreo en línea se puede ubicar de tres maneras: mapa, satélite y tridimensional.


3. Diseño de apariencia de muletas inteligentes

(1) Las muletas están diseñadas con varillas telescópicas de aleación de aluminio, la altura se puede ajustar de 65 cm a 98 cm y el peso es de 320 g, que es adecuado para más personas. Uso: Presione el botón de la varilla de aleación de aluminio con la mano, mueva la varilla baja de aleación de aluminio hacia arriba y hacia abajo y abroche el botón en el orificio correspondiente de la varilla de aleación de aluminio más gruesa para satisfacer las necesidades de personas de diferentes alturas. Después de que haya terminado, bloquee el anillo de bloqueo firmemente


(2) Uso de iluminación y flash: interruptor de botón en la parte superior del mango Modo de operación: cambiar la primera marcha, iluminación LED de luz blanca; segunda marcha, iluminación LED de luz blanca + advertencia de parpadeo de LED rojo; tercera marcha, apagado.


(3) Uso de la función MP3: presione suavemente el botón central de control de MP3 en el costado del mango con el dedo, MP3 está en estado de funcionamiento. En este momento, presione ligeramente los botones izquierdo y derecho con el dedo para seleccionar la música. Toque los botones de control de volumen hacia arriba y hacia abajo del MP3 con su dedo para ajustar el nivel de sonido y escuchar música a un nivel de volumen adecuado.


(4) Uso de carga: inserte un extremo del cargador en el puerto de CC del producto y el otro extremo en el enchufe hembra USB de salida estándar de 5 V para cargar la batería recargable interna del producto. En este momento, la luz indicadora roja de carga está encendida y la luz indicadora está apagada cuando está completamente cargada.


(5) Uso de la función de posicionamiento GPS, teléfono y alarma: active el interruptor de la función de posicionamiento GPS de las muletas para realizar la función de posicionamiento. El tutor puede iniciar sesión en la plataforma de posicionamiento GPS a través de la web y clientes móviles para ver la ubicación específica del usuario. Al mismo tiempo, puede usar los botones 1, 2 y 3 para marcar un teléfono preestablecido. El tutor también puede marcar el número de la tarjeta telefónica integrada en la muleta y responder la llamada conectándose al teléfono. Cuando cae la muleta, el timbre sonará automáticamente una alarma, y cuando la persona abandone la muleta, el timbre emitirá un sonido de advertencia.


para resumir


Este diseño está diseñado para estudiar la psicología y la fisiología de los ancianos. Este modelo tiene funciones diversificadas, tecnología novedosa y una fuerte pertinencia del mercado. A través de la prueba del prototipo, se realizan principalmente las siguientes funciones:


(1) Función de posicionamiento GPS, el tutor puede determinar la ubicación específica del usuario en cualquier momento. El tutor puede controlar el seguimiento de la actividad del usuario a través de la interfaz de posicionamiento GPS para lograr un posicionamiento continuo en tiempo real. (2) El tutor puede configurar una cerca electrónica. Cuando excede el rango establecido, la función de alarma se activará y, si es necesario, se llamará al tutor para enviar un mensaje de ayuda. (3) Cuando las muletas se vuelquen, el timbre se encenderá y llamará al tutor o al SOS para pedir ayuda durante más de 1 minuto para obtener ayuda oportuna. (4) Funciones básicas como iluminación LED, MP3, telescópica, etc.


El diseño adopta un mango de goma que se ajusta a la curva ergonómica, que proporciona la máxima seguridad y comodidad durante el uso. Con el desarrollo de la sociedad y la mejora de los niveles de vida, es una tendencia general cuidar y mejorar la calidad de vida de las personas mayores.El diseño tiene funciones completas, peso ligero, operación simple, uso confiable y bajo costo, que puede satisfacer el poder adquisitivo y las necesidades funcionales de las personas comunes. expectativa del mercado.